监视CAN节点制造技术

本公开涉及监视控制器局域网(CAN)节点(100、110、120)的方法和执行该方法的监视设备(200)。在一方面，提供了监视设备(200)监视多条CAN总线(105、115、125)的方法，其中至少一个CAN节点(100、110、120)连接到每条CAN总线(105、115、125)，所述多条CAN总线(105、115、125)经由监视设备(200)互连。该方法包括针对每条CAN总线(105)检测(S101)正在由连接到所述每条CAN总线(105)的CAN节点(100)通过所述每条CAN总线(105)发送的任何显性数据，并且将由所述监视设备(200)通过所述每条CAN总线(105)接收的所述任何显性数据路由(S102)到所有其余CAN总线(115、125)，而不覆写通过其余CAN总线(115、125)发送的任何显性数据。

【技术实现步骤摘要】
监视CAN节点
本公开涉及监视控制器局域网(CAN)节点的方法和执行该方法的监视设备。
技术介绍
汽车工业正在使用嵌入在机动车辆中的电子控制单元(ECU)之间的基于消息的通信协议。这种协议的一个示例是控制器局域网(CAN)。该协议由国际标准化组织(ISO)标准化。例如，汽车中使用的CAN协议是由ISO标准ISO11898定义的，该标准包括针对不同部分的若干子规范；例如，CAN数据链路层由ISO11898-1定义，而CAN高速物理层由ISO11898-2定义。CAN通信的设计、验证和故障跟踪中的重要能力是可以用于分析所有通信协议细节的工具。特别是有助于分析通信故障和错误的工具。然而，不仅故障可能很重要，而且找到特定通信事件的起源也很重要。分析预期和非预期事件可以提供对CAN网络的增强的了解。它也可以用作任何以后可能发生的潜在问题的早期预警。针对预期事件和非预期事件收集信息(例如，事件的类型和起源)可以基于在一定时间量内或在某些操作模式下对网络通信进行采样。根据该信息，可以进行风险分析，以帮助解决或取消对CAN网络的某些部分的进一步调查。常规的现有技术CAN工具提供了广泛的分析能力，但是随着车辆电气系统的复杂度不断增加，系统无法按预期运行的风险也不断增加，因此需要更加详细的分析能力。由于添加了新的CAN通信格式，例如，CAN灵活数据(CANFD)协议，情况尤其如此。某些CAN网络是较旧的经典CAN格式和较新的格式(例如，CANFD)之间的混合物。这样的混合网络在遇到确保其正确运行的问题时提出了额外的挑战。非预期的或甚至预期的通信行为的重要方面是确定根本原因或起源。具有精确地确定非期望的行为的起源(例如，ECU网络中的特定CANECU)的能力可能特别有价值，因为这可以减少寻找根本原因和采取纠正措施所需的总工作量。另一个期望的能力是在实际行为与需求之间存在某种裕度或需求被宽松定义(例如，错误标志的累积计数)的情况下表征预期行为。减少总分析工作量通常意味着可以显著减少用于检测非预期行为、确定其起源、采取纠正措施以及最终验证所解决的问题的时间和成本。减少解决问题的时间通常在汽车行业中至关重要。对于CAN，协议中有故障限制机制，并且预期ECU根据ISO11898-1标准自行处理这些故障。因此，能够由OEM和供应商验证此类要求是重要的，以便减少非预期的车辆行为的风险。ISO11898中的故障限制机制允许ECU在一定程度上“吸收”或容忍通信问题，同时仍试图保持通信。CAN故障的原因可能是硬件或软件(例如，软件错误、损坏的组件甚至系统设计缺陷)或环境，例如，EMI干扰。取决于故障的类型，这可能会对电气系统造成很大不同的影响，范围为从根本不影响、系统响应变慢到系统部分进入跛行返回(limphome)模式、系统功能全部或部分丧失或系统启动或关闭问题。同一车辆中的问题也可能随时间变化，从而使这些问题很难识别、重现、计划和实施纠正措施并验证这些措施。识别客户可察觉的症状并将其与电气系统的根本原因关联起来尤其困难。可能还会出现客户注意不到但仍很重要甚至使车辆不符合关键要求的症状。以常规方式直接连接并且仅连接到CAN总线CAN_L和CAN_H的常规CAN分析工具无法提供某些分析能力。部分原因是CAN数据链路层和物理层本身的性质。与其他ECU分开地确定CAN网络中每个ECU的几个方面可以提供对该ECU的通信属性的改进的理解。示例可以是从其他ECU接收帧的特定ECU是否确认帧，而其他ECU也(同时)确认。其他示例是仲裁，哪些ECU已经参与了仲裁；哪个ECU赢得了仲裁，以及其他哪些ECU仲裁失败。了解这些细节可以提供有关实际帧传输定时和调度的知识。另一个示例可能是哪个ECU发送过或未发送过使CAN帧无效的错误标志。出于多种原因，访问支持详细分析的CANECU内部的内部信令可能很困难或不便。例如，ECU通常不设计用于对内部信号的外部访问，因此必须打开或修改ECU才能访问内部信号。此外，由于ECU在车辆中的安装位置不明显，因此可能难以访问ECU。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决或至少减轻本领域中的这个问题，并因此提供一种监视多个CAN节点(例如，以机动车辆的ECU的形式)的改进的方法。该目的通过根据实施例的监视设备来实现。监视设备被配置为通过多条CAN总线接收数据。如果监视设备通过多条CAN总线中的任何一条或多条接收到显性数据比特，则以被连接到总线的CAN节点解释为显性的电压电平通过其余CAN总线路由显性数据比特，但该电压电平被配置为使得监视设备通过其余总线路由的显性数据不会覆写由连接到其余总线的CAN节点中的一个或多个CAN节点发送的显性数据。通常，除非本文另外明确定义，否则将根据权利要求中使用的所有术语在
中的普通含义来解释这些术语。除非另外明确指出，否则对“一/一个/该元件、装置、组件、单元、步骤等”的所有引用应被开放地解释为是指元件、装置、组件、单元、步骤等的至少一个实例。除非明确指出，否则不一定以所公开的确切顺序执行本文公开的任何方法的步骤。附图说明现在参考附图通过示例的方式描述方面和实施例，其中：图1示出了互连三个CAN节点的现有技术的CAN总线；图2示出了根据标准ISO11898-2的CAN总线上针对通过总线传输的隐性数据和显性数据的规定电压范围；图3示出了根据实施例的被配置为监视多条CAN总线的监视设备200；图4示出了流程图，该流程图示出了根据实施例的监视设备监视多条CAN总线的方法；图5在右侧示出了根据实施例的CAN总线上针对监视设备的隐性数据和显性数据的规定电压范围；图6示出了流程图，该流程图示出了根据实施例的监视设备监视多条CAN总线的方法；图7示出了监视设备的信号路由器对从相应CAN节点接收的数据进行编码的实施例；图8a示出了根据实施例的监视设备的CAN协议处理设备；图8b示出了根据另一实施例的监视设备的CAN协议处理设备；图9示出了由第一CAN节点执行的CAN帧传输以及由第二CAN节点和第三CAN节点执行的成功接收和确认；图10示出了第二CAN节点和第三CAN节点未成功确认的CAN帧传输；图11示出了由于循环冗余校验和(CRC)错误和填充错误而导致的第二CAN节点和第三CAN节点进行的具有错误信令的CAN帧传输；图12示出了根据另外的实施例的监视设备；并且图13示出了根据另一实施例的监视设备。具体实施方式现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的方面，在附图中示出了本专利技术的某些实施例。然而，这些方面可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限制性的；而是，这些实施例通过示例的方式提供，使得本公开将是彻底和完整的，并将本专利技术的所有方面的范围完全传达给本领域技术人员。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元素。图1示出了三个CAN节点11、12、13连接到线性无源CAN总线14。C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监视设备(200)监视多条控制器局域网，CAN，总线(105、115、125)的方法，其中，至少一个CAN节点(100、110、120)连接到每条CAN总线(105、115、125)，所述多条CAN总线(105、115、125)经由所述监视设备(200)互连，所述方法包括：/n针对每条CAN总线(105)，检测(S101)正在由连接到所述每条CAN总线(105)的CAN节点(100)通过所述每条CAN总线(105)发送的任何显性数据；以及/n将由所述监视设备(200)通过所述每条CAN总线(105)接收的所述任何显性数据路由(S102)到所有其余CAN总线(115、125)，而不覆写通过所述其余CAN总线(115、125)发送的任何显性数据。/n

【技术特征摘要】
20190222 EP 19158846.61.一种监视设备(200)监视多条控制器局域网，CAN，总线(105、115、125)的方法，其中，至少一个CAN节点(100、110、120)连接到每条CAN总线(105、115、125)，所述多条CAN总线(105、115、125)经由所述监视设备(200)互连，所述方法包括：
针对每条CAN总线(105)，检测(S101)正在由连接到所述每条CAN总线(105)的CAN节点(100)通过所述每条CAN总线(105)发送的任何显性数据；以及
将由所述监视设备(200)通过所述每条CAN总线(105)接收的所述任何显性数据路由(S102)到所有其余CAN总线(115、125)，而不覆写通过所述其余CAN总线(115、125)发送的任何显性数据。


2.根据权利要求1所述的方法，所述CAN节点(100、110、120)被配置为以在符合由CAN标准规定的针对显性数据的所要求的发送电压范围的范围内的电压电平通过所述CAN总线(105、115、125)输出显性数据，而所述监视设备(200)被配置为以至少比由所述CAN标准规定的针对显性数据的最小接收电平高但比所述CAN节点(100、110、120)被配置为输出显性数据的范围的最低电压电平低的电压电平通过所述CAN总线(105、115、125)输出显性数据，并且被配置为以至少在所述CAN节点(100、110、120)被配置为输出显性数据的范围内的电压电平接收显性数据，其中，检测(S101)由CAN节点(100)通过所述每条CAN总线(105)发送的任何显性数据包括：
检测正在通过所述每条CAN总线(105)被发送的数据的电压电平是否在所述范围内，在这种情况下，CAN节点(100)被检测到通过所述每条CAN总线(105)发送显性数据；其中，将由所述监视设备(200)通过所述每条CAN总线(105)接收的数据路由(S102)到所有其余CAN总线(115、125)包括：
以至少比由所述CAN标准针对显性数据规定的所述最小接收电平高但比所述CAN节点(100、110、120)被配置为输出显性数据的电压电平低的电压电平路由(S102a)所述显性数据。


3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
如果没有显性数据被检测到已经由连接到所述每条CAN总线(105)的CAN节点(100)发送并且所述监视设备(200)未在发送显性数据，则以符合由所述CAN标准规定的针对隐性数据的所要求的接收器电压范围的电压电平路由(S102b)隐性数据。


4.根据权利要求3所述的方法，还包括在将数据路由到所述CAN节点(100、110、120)之前进行以下操作：
针对每条CAN总线(105、115、125)，对通过所述其余CAN总线(105、115、125)接收的数据进行编码，以使得如果所述编码的输入中的任何一个或多个输入表示显性数据则所述编码的输出(203、213、223)表示显性数据，并且如果所述编码的所有输入表示隐性数据则所述编码的输出(203、213、223)表示隐性数据。


5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
对通过所述CAN总线(105、115、125)接收的数据进行编码，以使得如果所述编码的输入中的任何一个或多个输入表示显性数据则所述编码的输出(210a、210b)表示显性数据，并且如果所述编码的所有输入表示隐性数据则所述编码的输出(210a、210b)表示隐性数据。


6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
将通过所述CAN总线(105、115、125)接收的数据编码为一个或多个CAN协议符号；
从表示通过所述CAN总线(105、115、125)发送的数据的数据中，识别出被编码为一个或多个CAN协议符号的数据属于所述CAN节点(100、110、120)中的哪一个或多个CAN节点(100)。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，识别所述CAN节点(100、110、120)中的表示通过所述CAN总线(105、115、125)发送的数据的数据属于的所述一个或多个CAN节点(100)包括：
在表示通过所述CAN总线(105、115、125)发送的数据的数据中检测帧开始，SOF，比特，所述SOF比特指示数据要在其中被编码的CAN帧的开始。


8.根据权利要求4-7中任一项所述的方法，还包括：
从表示通过所述CAN总线(105、115、125)发送的数据的数据中，检测一个或多个CAN事件以及所述事件针对其发生的一个或多个CAN节点(100、110、120)。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
显示在所述监视设备(100)中监视的任何数据。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
操纵通过所述CAN总线中的至少一条CAN总线(105)发送的数据以在所述其余CAN总线(115、125)上导致期望的结果，和/或操纵通过所述CAN总线中的至少一条CAN总线(105)接收的数据。


11.一种被配置为监视多条控制器局域网，CAN，总线(105、115、125)的监视设备(200)，其中，至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·安东松，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE