總線故障

 

一個故障節點或者隱患節點往往會危害到整個產品的安全，如新能源車的控製總線中
，故障節點導致儀表盤數據更新滯後、顯示錯誤導致司機判斷錯誤引發道路安全事故。

 

 

圖1：總線故障案例

 

故障定位方法

 

方法一：將CAN節點一個一個往總線上接，每接一個節點後觀察、測(ce)試(shi)總(zong)線(xian)通(tong)信(xin)狀(zhuang)況(kuang)。該(gai)方(fang)法(fa)相(xiang)信(xin)是(shi)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)現(xian)場(chang)應(ying)用(yong)工(gong)程(cheng)師(shi)都(dou)有(you)嚐(chang)試(shi)
，往(wang)往(wang)可(ke)以(yi)零(ling)成(cheng)本(ben)揪(jiu)出(chu)問(wen)題(ti)節(jie)點(dian)。以(yi)上(shang)方(fang)法(fa)雖(sui)然(ran)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)
，但(dan)弊(bi)端(duan)也(ye)很(hen)多(duo)。其(qi)一(yi)，當(dang)總(zong)線(xian)節(jie)點(dian)過(guo)多(duo)或(huo)者(zhe)總(zong)線(xian)布(bu)線(xian)複(fu)雜(za)時(shi)往(wang)往(wang)使(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)抓(zhua)狂(kuang)
；其二，假如故障原因是各節點容抗
、阻抗控製不好導致的
，往往多個節點的累積效應才導致問題出現，因此最後一個掛上去且總線出問題的節點不可避免要“背鍋”。

 

圖2：節點依次接入總線

 

方法二：根據特征電平判斷錯誤原因。從波形上對通信錯誤的診斷往往是最直接、高效的，但這依賴豐富的現場經驗，筆者此處列舉幾個CAN波形案例供參考。

 

圖3錯誤幀是在幀結束位置出現電平台階。此錯誤由主動錯誤標誌+錯誤標誌疊加而成，二次抬高的是 6 個ge連lian續xu顯xian性xing電dian平ping，因yin某mou節jie點dian錯cuo誤wu後hou全quan局ju通tong知zhi，各ge節jie點dian錯cuo誤wu標biao誌zhi疊die加jia造zao成cheng的de。通tong常chang，當dang節jie點dian受shou較jiao強qiang的de電dian磁ci場chang幹gan擾rao後hou易yi發fa生sheng此ci類lei錯cuo誤wu，如ru變bian頻pin器qi、逆變器、電機等功率器件。此時，我們亦可配合FFT分析工具分析幹擾頻點
，以此定位到幹擾源並屏蔽它，如圖4。

 

圖3：幀結束波形台階

 

圖4：FFT分析幹擾頻點

 

圖5錯誤幀波形邊沿出現抖動，此錯誤一般是長分支導致。在一字型總線網絡拓撲布線完整且兩端各匹配120歐終端電阻情況下，為了再將遠端新節點接入網絡使用一根較長通信線直接接入CAN網絡，此節點將帶來長分支問題。一般地
，長分支仍需要做阻抗匹配，更好的方式是從兩端延長通信線接上該節點，仍“手挽手”保持一字型網絡拓撲。

 

圖5：長分支導致邊沿抖動

 

圖6波特率異常（位寬度從2us突然變成1.6us）
，導致位錯誤引起錯誤幀。位寬的不穩定是波特率不穩定導致的
，最有可能的原因是晶振問題，建議更換晶振測試。

 

圖6：波特率偏差引起錯誤幀

 

方法三：使用CAN轉換器或接口類產品輔助排查。簡單的故障排查一般我們采用USBCANkajiejue，tongguozhuaquzongxianshangdebaowenfenxiguzhangjiedian。jiduanqingkuangxia，yigeguzhangjiedianwangwangnengzhijietuokuayigezongxian
，zongxianshangjiangwurenheshuju
，cishizenmetongguozhuaqubaowenjiejuewentine
？tongguoyigeduoludeCAN集線器能解決以上問題。CAN集線器的每個CAN接口都是一個獨立的CAN節點，一路CAN的嚴重故障不會導致所有節點不能進行數據收發，此時不能正常發出數據的節點可判定為故障節點。

 

圖7：CANHUB提供8路獨立CAN網絡

 

總結

 

以上內容為工程師呈現幾種常用的CAN總線故障定位方法，從便捷、成本、高效方麵考慮
，筆者優先推薦方法三。此外，CAN集線器也兼顧中繼器、信號放大器的作用，把多個節點拆分到不同獨立的CAN總線上能消除負載集中，有效減小總線故障的發生。若您有更好的CAN總線故障排查方法可在文章下方留言，與廣大工程師交流分享。

 

圖8：CANHub-AS8應用實例

 

來源：ZLG致遠電子 ，作者：AE