【導(dǎo)讀】CAN總線學(xué)名控制器局域網(wǎng),本身就是為了控制汽車而開(kāi)發(fā)的。因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)傳輸速度快抗干擾能力強(qiáng),目前已經(jīng)成為了最為主流的汽車總線。對(duì)于汽車來(lái)說(shuō),CAN總線就是它的神經(jīng)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)一般由很多ECU節(jié)點(diǎn)組成的控制單元,每個(gè)ECU節(jié)點(diǎn)都有自己的故障檢測(cè)功能,基本上每個(gè)ECU都有一塊EEPROM,用來(lái)存儲(chǔ)自身故障信息,然后還會(huì)上傳到網(wǎng)關(guān)的EEPROM,并以診斷故障碼(Diagnose trouble code)的形式存儲(chǔ)。車載CAN網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)框圖如圖1所示,為保障車輛行車安全,ECU應(yīng)當(dāng)能夠進(jìn)行故障自檢,DTC(Diagnostic Trouble Code 診斷故障代碼)為不同故障所對(duì)應(yīng)的“數(shù)字碼”,當(dāng)汽車神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障后,利用診斷儀可以讀取出DTC,從而可以判斷具體的故障,幫助問(wèn)題排查,及時(shí)鎖定故障點(diǎn),并準(zhǔn)確的排查出對(duì)應(yīng)故障點(diǎn)的問(wèn)題并予以解決,保護(hù)生命及交通安全。鑒于以上功能需求,芯力特電子開(kāi)發(fā)的第三代國(guó)產(chǎn)SIT1043Q CAN收發(fā)器在實(shí)現(xiàn)自身低功耗的同時(shí),也具有網(wǎng)絡(luò)故障診斷功能,下面一起來(lái)看看SIT1043Q網(wǎng)絡(luò)故障診斷實(shí)現(xiàn)原理。
圖1:車載CAN網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)框圖
一、SIT1043Q CAN收發(fā)器網(wǎng)絡(luò)故障診斷原理
在CAN控制網(wǎng)絡(luò)ECU節(jié)點(diǎn)通信中包含軟件故障與硬件故障,其中軟件故障包含以下五種錯(cuò)誤:CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤,幀格式錯(cuò)誤,ACK響應(yīng)錯(cuò)誤,位發(fā)生錯(cuò)誤,位填充錯(cuò)誤。對(duì)于本地硬件故障診斷主要有:
① 發(fā)送數(shù)據(jù)(TXD)顯性超時(shí)功能與診斷
② TXD至RXD短路處理程序與診斷
③ 熱保護(hù)與診斷
④ VCC、VIO和VBAT引腳欠壓檢測(cè)與回復(fù)
⑤ 總線線路短路診斷
⑥ 總線顯性鉗位診斷
⑦ 冷啟動(dòng)診斷(首次電池/電源連接)
⑧ 本地喚醒與喚醒診斷
⑨ 總線網(wǎng)絡(luò)與本地網(wǎng)絡(luò)通信診斷
⑩ 系統(tǒng)掉電休眠模式診斷
SIT1043Q CAN收發(fā)器有5種工作模式,分別是:正常模式,靜音模式,待機(jī)模式,進(jìn)入睡眠模式,睡眠模式。在一定模式下SIT1043Q內(nèi)部可通過(guò)一系列標(biāo)志信號(hào)來(lái)指示故障,并通過(guò)芯片的外部引腳電平反饋當(dāng)前故障原因。主控制器MCU可通過(guò)一些模式切換以及收發(fā)器芯片ERRN與RXD引腳的指示來(lái)判斷系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)或者故障出現(xiàn)的原因。為了更好的理解,附錄SIT1043Q的內(nèi)部系統(tǒng)框圖與封裝引腳功能圖如下圖2所示。
圖2:SIT1043Q的內(nèi)部系統(tǒng)框圖與封裝引腳功能圖
SIT1043Q使用7個(gè)內(nèi)部標(biāo)志來(lái)實(shí)現(xiàn)故障安全的回退模式控制和系統(tǒng)診斷。主控制器可以通過(guò)引腳ERR_N輪詢其中的五個(gè)標(biāo)志,功能標(biāo)志執(zhí)行操作如下表1所示。
表1:SIT1043Q標(biāo)志位及其對(duì)應(yīng)功能表
二、SIT1043Q CAN收發(fā)器網(wǎng)絡(luò)診斷典型應(yīng)用
在車載CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,ECU節(jié)點(diǎn)為了能夠獲得當(dāng)前CAN網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),更多的需要軟件處理配置,結(jié)合芯片運(yùn)行模式及對(duì)應(yīng)輸出引腳電平,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可靠的故障分析及判斷,達(dá)到對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)診斷,并在ECU系統(tǒng)中記錄當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)故障狀態(tài)。圖3為處理通信故障的軟件流程圖,通過(guò)軟件處理判斷以此實(shí)現(xiàn)CAN通信故障診斷應(yīng)用。
ECU節(jié)點(diǎn)上電啟動(dòng)后SIT1043Q進(jìn)入正常模式,在正常模式下MCU微控制器通過(guò)讀取引腳ERRN電平,來(lái)進(jìn)行總線故障診斷。如果獲取到ERRN=0,則通信故障是由總線故障引起,MCU控制器置位總線故障通信失敗錯(cuò)誤標(biāo)志。如果獲取到ERRN=1,則控制器復(fù)位總線故障通信失敗錯(cuò)誤標(biāo)志。這時(shí)如果MCU控制器強(qiáng)制SIT1043Q進(jìn)入到靜音模式,在靜音模式下,如果控制器獲取到ERRN=0,則可以診斷位本地故障。如果進(jìn)一步獲取本地故障的哪一個(gè)類別(比如TXD顯性超時(shí)或總線顯性超時(shí)),可以由控制器操作RXD=0&TXD=1或者RXD=1進(jìn)一步識(shí)別。
圖3:通信故障處理程序執(zhí)行處理流程圖
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