TH7011 是同星智能推出的 CAN/CANFD 總線干擾儀設(shè)備，產(chǎn)品采用 RJ45 以太網(wǎng)接口與 PC連接，Windows 系統(tǒng)免驅(qū)設(shè)計使得設(shè)備具備系統(tǒng)兼容性。配合功能強大的 TSMaster 軟件，支持干擾 CAN/CANFD 特定位位值；支持多種觸發(fā)模式，如幀觸發(fā)、錯誤觸發(fā)、軟件觸發(fā)等；支持Bus-off 行為測試以及采樣點測試等功能。

可用于一致性測試，檢測節(jié)點是否符合通訊協(xié)議規(guī)范，保障 CAN/CANFD 網(wǎng)絡(luò)的正常安全運行。

本文關(guān)鍵詞：干擾儀、物理接線、初始化、干擾觸發(fā)、BUSOFF、采樣點

目錄

Catalog

1. 技術(shù)背景

2. 典型應(yīng)用

3.TH7011的物理接口

4. TH7011的初始化

5. TH7011的整位干擾功能

6.TH7011的BUSOFF測試功能

7. TH7011的采樣點測試功能

8. Q/A解答

1

技術(shù)背景

隨著汽車電子和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，CAN/CAN FD總線作為關(guān)鍵通信技術(shù)，其穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。然而，節(jié)點間通信質(zhì)量和協(xié)議一致性差異可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障，影響系統(tǒng)性能。為此，同星智能推出TH7011一致性干擾儀，通過高效、精準的一致性測試，確保各節(jié)點通信質(zhì)量和協(xié)議符合標準，從而保障網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運行。

2

典型應(yīng)用

TH7011在多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，特別是在需要對CAN/CAN FD總線網(wǎng)絡(luò)進行嚴格一致性測試的場景中。以下是一些典型的應(yīng)用場景：

ECU的采樣點測試：在汽車電子控制單元（ECU）的開發(fā)和驗證過程中，TH7011可用于檢測ECU在CAN/CAN FD總線上的采樣點是否準確，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)木_性和可靠性。

ECU的Bus-off行為測試：在CAN/CAN FD網(wǎng)絡(luò)中，當某個節(jié)點出現(xiàn)故障或錯誤時，可能會進入Bus-off狀態(tài)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信中斷。TH7011能夠使節(jié)點進入BUSOFF狀態(tài)并精確測量其恢復(fù)時間，從而全面評估節(jié)點的錯誤處理及恢復(fù)性能。

以及幀干擾：在測試過程中，TH7011可以對CAN/CAN FD總線上的幀進行干擾，以模擬實際通信環(huán)境中的各種復(fù)雜情況，檢驗網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的抗干擾能力和穩(wěn)定性。

3

TH7011的物理接口

接口說明：

RJ45網(wǎng)口

此接口用于實現(xiàn)TH7011與電腦之間的數(shù)據(jù)通信和配置設(shè)置。

DC 9-32V

此接口為干擾儀提供電源輸入，確保其在不同電源環(huán)境下的穩(wěn)定工作。

CAN/CANFD

此接口用于干擾儀和CAN/CANFD總線系統(tǒng)的被測件的連接并通信。

I/O口

通過該接口的DO1和GND引腳，可以實現(xiàn)在示波器上清晰地看到設(shè)定的干擾儀的干擾范圍，從而方便地對干擾效果進行評估和分析。

3.1TH7011的常規(guī)物理連接方式

TH7011干擾儀的典型連接如下：

首先，通過RJ45網(wǎng)口將TH7011與電腦的網(wǎng)口端進行連接，接著使用專用的電源線為干擾儀供電，然后將TH7011的CAN/CANFD通道分別與被測件以及另一張CAN卡的CAN/CANFD引腳進行連接。這樣，您就可以在TSMaster中實時觀察或記錄被測件與TH7011之間的報文交互情況了，如圖1所示。

此外，在進行采樣點測試時，為了減少CAN卡本身可能帶來的誤差，可以選擇將用于監(jiān)測的CAN卡從總線系統(tǒng)中暫時移除。

圖 1：TH7011的常規(guī)物理接線

3.2TH7011配套示波器的物理連接方式

為了更直觀地在示波器上觀察干擾儀（TH7011）的干擾效果，我們需要采用此種連接方式。首先，將示波器的一個通道的夾子（也就是接地端）連接到干擾儀I/O接口上的GND（接地）引腳，這樣做是為了確保示波器與干擾儀之間的信號參考一致。接著，使用示波器探頭的鉤子端精確地接觸到干擾儀I/O接口上的DO1引腳，并將其連接好。這樣設(shè)置后，示波器就能夠捕捉到干擾儀發(fā)出的干擾信號，如圖 2。

圖 2：干擾使能的接線

4

TH7011的初始化

4.1 TH7011上位機的安裝

在TSMaster的【硬件】—【專屬設(shè)備】—【TH7011】處打開TH7011的上位機，如圖3所示。

圖 3：TH7011上位機的安裝

4.2 初始化設(shè)備

在【初始化界面】中,按照【網(wǎng)卡選擇】、【設(shè)備選擇】、【獲取設(shè)備信息】、【設(shè)備通信參數(shù)】、【CAN控制器參數(shù)】的流程連接并初始化選定的干擾儀硬件。如圖 4所示。

圖 4：初始化界面

詳細步驟：

1.點擊【掃描網(wǎng)卡】，如果電腦有多個網(wǎng)卡需選擇干擾儀對應(yīng)的網(wǎng)卡使用，如圖 5所示。

圖 5：選擇對應(yīng)網(wǎng)卡

2.點擊【掃描設(shè)備】，【設(shè)備選擇】下拉框獲取到干擾儀設(shè)備的序列號(可能包含多個設(shè)備)。如圖 6所示。

圖 6：掃描并選擇設(shè)備

3.點擊【獲取設(shè)備信息】按鈕，右側(cè)參數(shù)欄獲取到該設(shè)備的相關(guān)信息。如圖 7所示。

圖 7：獲取設(shè)備信息

4.開始連接設(shè)備前，檢查并確保WIN以太網(wǎng)接口IP地址與干擾儀設(shè)備IP保持同一網(wǎng)段。如圖 8所示。

圖 8：干擾儀IP和電腦IP在同一網(wǎng)段

點擊“連接設(shè)備”，按鈕變灰，下方狀態(tài)欄顯示“網(wǎng)絡(luò)連接成功”。如圖 9所示。

圖 9：設(shè)備連接成功

5.【CAN控制器參數(shù)】選擇相對應(yīng)的參數(shù)設(shè)置干擾儀參數(shù)，點擊【應(yīng)用配置】。如圖 10所示。

圖 10：初始化干擾儀

5

TH7011的整位干擾功能

必要工程環(huán)境搭建：按照第3章節(jié)“TH7011 的物理接線”和第4章節(jié)的“TH7011的初始化”進行測試環(huán)境搭建。

原理：整位干擾是指對整個CAN/CAN FD報文中的某一位進行顯隱性狀態(tài)的改變。

干擾觸發(fā)的通用設(shè)置：

（1）干擾次數(shù)設(shè)置

周期：是干擾周期，通常為大周期。

周期間隔：是兩個大周期之間的間隔數(shù)。

重復(fù)次數(shù)：是一個大周期內(nèi)的干擾重復(fù)次數(shù)。

重復(fù)間隔：是一個大周期內(nèi)干擾重復(fù)次數(shù)之間的間隔數(shù)。

圖 11：干擾次數(shù)設(shè)置

以周期 2，周期間隔 3，重復(fù)次數(shù) 4，重復(fù)間隔 1 為例，可以一共產(chǎn)生 8 幀錯誤幀（周期*重復(fù)次數(shù)），其干擾出來對應(yīng)的報文記錄，如圖 12所示。

●報文計數(shù) 1 至 7 是第一個大周期，報文計數(shù)12 至 18 是第二個大周期。

●兩個大周期之間的間隔為3。

●每個大周期內(nèi)的干擾重復(fù)次數(shù)為4，重復(fù)次數(shù)的間隔為1。

圖 12：設(shè)置的干擾次數(shù)效果展示

（2）輸出配置的選擇和設(shè)置：

在【觸發(fā)功能】-【輸出配置】中進行位時間和干擾效果的選擇。操作步驟：先進行清空序列，然后進行【干擾模式】和【位時間】的選擇，接著添加段。

①干擾模式：

強顯：原本是隱性位（為1），干擾成顯性位為0。

強隱：原本是顯性位（為0），干擾成隱形位為1。

翻轉(zhuǎn)：基于前一幀的電平狀態(tài)實施干擾，若前一幀的強顯示干擾能有效引發(fā)錯誤幀的產(chǎn)生，則后續(xù)幀亦將采取強顯示干擾措施。因此，翻轉(zhuǎn)干擾技術(shù)更適宜于針對單幀進行干擾；而在多幀干擾的應(yīng)用場景中，可能會存在部分幀未能有效受到干擾的情況。

不干擾：即不對指定的報文序列進行干擾

圖 13：干擾模式選擇

②位時間的選擇：

整位干擾此時根據(jù)幀類型和干擾的位域來選擇仲裁段位時間或者數(shù)據(jù)段位時間。

仲裁段位時間：當干擾的是CAN幀的時候，一律選擇仲裁段位時間；當干擾的是CANFD幀的時候，BRS置1時，選擇BRS位之前的位以及選擇干擾CRC界定符位之后，都是仲裁段位時間。

數(shù)據(jù)段位時間：當干擾的是CANFD幀的時候，選擇干擾BRS位至CRC界定符位，都是數(shù)據(jù)段位時間。

圖 14：位時間的選擇

5.1CAN幀干擾

為了能對被測件發(fā)出的CAN幀進行干擾，首先需要利用干擾儀通過ID，幀類型，DLC等內(nèi)容匹配從被測件發(fā)出的特定CAN幀，然后選擇干擾的位域?qū)υ揅AN幀實施預(yù)定的干擾措施。

5.1.1CAN幀干擾的基本配置

1.在【觸發(fā)功能】-【觸發(fā)配置面板】-【添加】-【位域觸發(fā)】打開面板如圖 15 。配置好之后選擇【使能配置】。

圖 15：觸發(fā)配置面板

（1）在干擾的過程中，為了準確匹配目標幀，需對仲裁場和控制場中的關(guān)鍵信息進行設(shè)定。具體而言，在干擾儀的上位機操作中，首先需將幀ID轉(zhuǎn)換為11為二進制和DLC轉(zhuǎn)換為二進制，同時，考慮到所處理的是CAN幀，其特定字段如RTR/RRS、IDE、FDF以及BRS在標準CAN幀中都為0，如圖 16所示。

圖 16：CAN幀在面板上仲裁場和控制場的配置

（2）選擇干擾的位域以及具體的bit位：需要注意的是面板觸發(fā)的偏移量應(yīng)該是需要干擾的前一位，如圖 17所示。

圖 17：選擇干擾位為ACK位時

2.干擾次數(shù)設(shè)置：根據(jù)需求進行具體干擾次數(shù)的配置。

圖 18：CAN幀干擾次數(shù)的配置

3.CAN幀干擾輸出配置：

【干擾模式】的選擇是依據(jù)所選定的bit位來決定的。同時，由于是CAN幀的干擾，因此在位時間的選定上，一律選擇【仲裁段位時間】，如圖 19。

圖 19：CAN幀干擾輸出配置的選擇

5.1.2CAN幀干擾的基本配置

為了演示對CAN幀的干擾效果，在此設(shè)定一個場景，其中總線上的被測件正發(fā)送一條標準CAN幀。該幀的具體參數(shù)為：標識符（ID）為0x123，類型為數(shù)據(jù)幀，DLC設(shè)置為8個字節(jié)，如圖 20所示。

圖 20：ID為0x123的CAN幀示例

1.我們以該幀的CRC界定符位為干擾目標，20次干擾為干擾次數(shù)，進行以下操作：

（1）為了實施干擾，我們首先對該幀的ID進行解析和轉(zhuǎn)換：將ID 0x123轉(zhuǎn)換為二進制形式00100100011，并確認幀類型中的RTR/RRS、IDE、FDF以及BRS位都設(shè)置為0，同時，將DLC值8轉(zhuǎn)換為二進制形式1000，如圖 21所示：

圖 21：匹配0x123，DLC為8的標準CAN幀

（2）接著選擇干擾的位域是CRC界定符位，【觸發(fā)條件】為CRCFIELD,【觸發(fā)偏移量】為其前一位則為15，如圖 22所示：

圖 22：選擇干擾的位域是CRC界定符位

（3）設(shè)定干擾次數(shù)為20次，如圖 23所示：

圖 23：設(shè)定干擾次數(shù)為20次

（4）進行干擾輸出的配置，因為以該幀的CRC界定符位為干擾目標，該位是隱性位即為1，所以這里進行選擇仲裁段位時間的強顯干擾，如圖 24所示：

圖 24：CRC界定符位的干擾輸出配置

2.接著點擊開始測試之后，其干擾效果在TSMaster和示波器的效果分別如下圖所示：

（1）TSMaster上TC1014作為接受節(jié)點時的報文信息錯誤幀為20次，錯誤信息是form error，這是因為當固定的位場（CRC界定符、ACK界定符、幀結(jié)束）中，出現(xiàn)一個或者多個非法位時，鑒定為形式錯誤。如圖 25所示。

圖 25：干擾CRC界定符位時，接受節(jié)點的報文信息

（2）在示波器上，根據(jù)章節(jié)3.2 TH7011配套示波器的物理連接方式的圖示接線，可以在示波器上觀察到干擾使能指向CRC界定符位并且此位被干擾成顯性位，且有20個錯誤幀。如圖 26和圖 27所示。

圖 26：干擾使能指向CRC界定符位

圖 27：干擾CRC產(chǎn)生的20幀錯誤幀

5.2CANFD幀干擾

為了能對被測件發(fā)出的CANFD幀進行干擾，首先需要利用干擾儀通過ID，幀類型，DLC等內(nèi)容匹配從被測件發(fā)出的特定CANFD幀，然后選擇干擾的位域?qū)υ揅ANFD幀實施預(yù)定的干擾措施。

5.2.1CANFD幀干擾的基本配置

1.點擊觸發(fā)-觸發(fā)配置面板-添加-位域觸發(fā)打開面板

（1）在干擾的過程中，為了準確匹配目標幀，需對仲裁場和控制場中的關(guān)鍵信息進行設(shè)定。具體而言，在干擾儀的上位機操作中，首先需將幀ID轉(zhuǎn)換為11為二進制和DLC轉(zhuǎn)換為二進制，同時，考慮到所處理的是標準CANFD幀，其特定字段如RTR/RRS、IDE位為0，F(xiàn)DF、BRS位為1，如圖 28所示。

圖 28：CANFD幀在面板上仲裁場和控制場的配置

（2）選擇干擾的位域以及具體的bit位：需要注意的是面板觸發(fā)的偏移量應(yīng)該是需要干擾的前一位，如圖 29所示。

圖 29：選擇CANFD幀干擾位為EOF的第6位時

2.干擾次數(shù)設(shè)置：根據(jù)需求進行具體干擾次數(shù)的配置，如圖 30所示。

圖 30：干擾次數(shù)的配置

3.CANFD幀干擾輸出配置：

【干擾模式】的選擇是依據(jù)所選定的bit位來決定的。同時，由于是CANFD幀的干擾，因此在位時間的選定上，和CAN幀有所不同，如果選擇干擾的位域在BRS至CRC界定符位的區(qū)域之間都為【數(shù)據(jù)段位時間】,其他位域則為【仲裁段位時間】。

圖 31：CANFD 的輸出配置

5.2.2CANFD幀干擾示例

為了演示對CANFD幀的干擾效果，在此設(shè)定一個場景，其中總線上的被測件正發(fā)送一條標準CANFD幀。該幀的具體參數(shù)為：標識符（ID）為0x123，類型為FD幀，DLC設(shè)置為9個字節(jié)，如圖 32所示。

圖 32：ID為0x123的CANFD幀示例

示例1：我們以該幀的SOF位為干擾目標，20次干擾為干擾次數(shù)，進行以下操作：

（1）為了實施干擾，我們首先對該幀的ID進行解析和轉(zhuǎn)換：將ID 0x123轉(zhuǎn)換為二進制形式00100100011，并確認幀類型中的RTR/RRS、IDE都設(shè)置為0，F(xiàn)DF以及BRS位設(shè)置為1同時，將DLC值9轉(zhuǎn)換為二進制形式1001，如圖 33所示。

圖 33：匹配0x123，DLC為9的標準CANFD幀

（2）接著選擇干擾的位域是SOF，【觸發(fā)條件】為SOF,【觸發(fā)偏移量】為其前一位則為0，如圖 34所示。

圖 34：選擇干擾的位域是SOF位

（3）設(shè)定干擾次數(shù)為20次，如圖 35所示。

圖 35：設(shè)定干擾次數(shù)為20次

（4）接著點擊開始測試之后，其干擾效果在TSMaster和示波器的效果分別如下圖所示：

①TSMaster上TC1014作為接受節(jié)點時的報文信息錯誤幀為20次，如圖 36所示。

圖 36：干擾CANFD SOF時，接受節(jié)點的報文信息

②在示波器上，根據(jù)章節(jié)3.2 的圖示接線，可以在示波器上觀察到干擾使能指向SOF位并且SOF位被干擾成隱形位，且有20個錯誤幀。如圖 37和圖 38所示。

圖 37：干擾使能指向SOF位

圖 38：干擾CANFD SOF產(chǎn)生的20幀錯誤幀

示例2：此處以該幀的數(shù)據(jù)段的第7個bit 為干擾目標，20次干擾為干擾次數(shù)，進行以下操作：

（1）為了實施干擾，我們首先對該幀的ID進行解析和轉(zhuǎn)換：將ID 0x123轉(zhuǎn)換為二進制形式00100100011，并確認幀類型中的RTR/RRS、IDE都設(shè)置為0，F(xiàn)DF以及BRS位設(shè)置為1同時，將DLC值9轉(zhuǎn)換為二進制形式1001，如圖 39所示。

圖 39：匹配0x123，DLC為9的標準CANFD幀

（2）接著選擇干擾的位域是DATA，【觸發(fā)條件】為DATAFIELD,【觸發(fā)偏移量】為其前一位則為6，如圖 40所示。

圖 40：選擇干擾的位域是數(shù)據(jù)段第7位

（3）設(shè)定干擾次數(shù)為20次，如圖 41所示。

圖 41：設(shè)定干擾次數(shù)為20次

（4）接著點擊開始測試之后，其干擾效果在TSMaster和示波器的效果分別如下圖所示：

①TSMaster上TC1014作為接受節(jié)點時的報文信息錯誤幀為20次，如圖 42所示。

圖 42：干擾CANFD DATA時，接受節(jié)點的報文信息

②在示波器上，根據(jù)章節(jié)3.2 TH7011配套示波器的物理連接方式的圖示接線可以在示波器上觀察到干擾使能指向DATA的第7位并且DATA bit7位被干擾成顯性位，且有20個錯誤幀。如圖 43和圖 44所示。

圖 43：干擾使能指向DATA bit7位

圖 44:干擾CANFD DATA bit7產(chǎn)生的20幀錯誤幀

6

TH7011的BUSOFF測試功能

TH7011 主要通過干擾被測件所發(fā)出的幀，使被測件進入BUSOFF狀態(tài)。在這一過程中，利用TSMaster工具中的【報文信息】模塊或者示波器上的波形，可以觀察并分析被測件在進入BUSOFF狀態(tài)后，是否具備自動恢復(fù)的能力，以及從BUSOFF狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)所需的時間。

6.1BUSOFF測試配置步驟

1.根據(jù)章節(jié)5 TH7011的整位干擾知道如何對被測件發(fā)出的幀進行干擾：

（1）匹配需要干擾的幀并選擇干擾位域：

（2）配置干擾次數(shù)：如果是需要多次進入BUSOFF狀態(tài)測試出被測件是否具有快慢恢復(fù)以及恢復(fù)時間的話：可以進行無限次干擾如圖 45，也可以進行周期和重復(fù)次數(shù)的配置，例如需要進行十次BUSOFF測試則可以設(shè)置周期為10，重復(fù)次數(shù)設(shè)置為32，如圖 46。

圖 45：無限次干擾

圖 46：進行320次干擾

（3）根據(jù)選擇的干擾bit位進行干擾輸出配置。

（4）點擊開始測試，對被測件發(fā)出的幀進行干擾。

2.利用報文信息或示波器的波形觀察被測件進入BUSOFF的時間點，并記錄其恢復(fù)通信的時間間隔，即為BUSOFF恢復(fù)時間。

6.2BUSOFF測試示例

為了直觀地展示TH7011如何有效地測試被測件的BUSOFF行為，我們構(gòu)建了一個特定的測試場景。在這個場景中，被測件正在CAN總線上發(fā)送一個標準CAN幀，該幀具有明確的參數(shù)配置：其ID被設(shè)定為0x123，遵循標準數(shù)據(jù)幀的格式規(guī)范，并且DLC指示它包含8個字節(jié)的數(shù)據(jù)，如圖 47。

圖 47：ID為0x123的CAN幀示例

然后利用TH7011設(shè)備對這條正在發(fā)送的CAN幀進行無限次的干擾，干擾位域在數(shù)據(jù)段的第7位（這個位域的選擇可以根據(jù)實際測試需求進行調(diào)整）。通過這種持續(xù)的干擾，我們旨在觸發(fā)被測件不斷進入BUSOFF狀態(tài)。

接下來，我們將詳細闡述實施這一測試的具體步驟和測試效果，以便清晰地展示如何利用TH7011來評估被測件在BUSOFF狀態(tài)下的表現(xiàn)：

TH7011對被測件進行無限次的干擾：

（1）根據(jù)圖 47總線上發(fā)出的幀，干擾儀上位機【仲裁場】和【控制場】的設(shè)置如圖 48所示，并且選擇干擾位域如圖 49所示。

圖 48：匹配0x123，DLC為8的標準CAN幀

圖 49：選擇干擾的位域是數(shù)據(jù)段第7位

（2）配置干擾次數(shù)：這里進行無限次的干擾如圖 50所示，干擾次數(shù)可以根據(jù)實際需求進行配置。

圖 50：無限次干擾

（3）根據(jù)選擇的干擾bit位進行干擾輸出配置：這里干擾數(shù)據(jù)段的第7個bit即，所以此時進行強顯仲裁段位的干擾，如圖 51所示。

圖 51：選擇干擾標準CAN幀數(shù)據(jù)段第7個bit的干擾效果配置。

（4）利用報文信息或示波器的波形觀察被測件進入BUSOFF的時間點，并記錄其恢復(fù)通信的時間間隔，即為BUSOFF恢復(fù)時間。

在TSMaster的報文信息上進行觀察：

①確保（1）（2）（3）的配置均已完成。在TSMaster的【分析】-【記錄與回放】功能中點擊【啟動記錄】，開始記錄報文；

②轉(zhuǎn)到干擾儀上位機面板，點擊【開啟測試】，并等待幾秒鐘；

③點擊“終止測試”結(jié)束測試；

④在TSMaster上回放之前記錄的報文找到干擾產(chǎn)生的錯誤幀，并將報文信息切換為相對時間以便分析。

⑤通過觀察會發(fā)現(xiàn)在32幀錯誤干擾后，系統(tǒng)進入BUSOFF狀態(tài)：

若此時被測件不具有BUSOFF恢復(fù)功能，那么此時就是被測件停止參與總線的通信，既不能接收總線的報文，也不能向總線發(fā)送報文，如圖 52所示；

如果具有BUSOFF恢復(fù)狀態(tài)，此時BUSOFF恢復(fù)時間0.002912秒，在BUSOFF恢復(fù)之后被測件會繼續(xù)參與總線，如圖 53所示。

⑥為了判斷被測件是否具備BUSOFF的快慢恢復(fù)功能，可采用與圖 53所示相同的方法進行觀察。具體步驟為：觀察并記錄回放報文時每次BUSOFF的恢復(fù)時間。若各次恢復(fù)時間大致相同，則表明被測件不具備快慢恢復(fù)功能；反之，若前期恢復(fù)時間與后期恢復(fù)時間存在顯著差異，則表明被測件具備快慢恢復(fù)功能。

圖 52：不具有BUSOFF恢復(fù)狀態(tài)的報文信息

圖 53：32幀錯誤幀之后進入BUSOFF以及BUSOFF的恢復(fù)時間

在示波器上進行觀察，此時物理接線需要如章節(jié)3.2 TH7011配套示波器的物理連接方式：

①接上干擾使能之后，您能從波形中清楚看到產(chǎn)生的錯誤幀次數(shù)，如圖 54可以看到32幀錯誤幀。

圖 54：波形上的32幀錯誤幀

②通過觀察示波器上顯示的波形圖（如圖 55所示），您可以評估被測件的BUSOFF恢復(fù)特性。具體方法是測量相鄰32幀波形之間BUSOFF的恢復(fù)時間間隔。如果這些時間間隔基本一致，說明被測件不具備BUSOFF快慢恢復(fù)機制，僅具有簡單的BUSOFF恢復(fù)功能；而如果時間間隔存在顯著差異，則表明被測件具備BUSOFF快慢恢復(fù)機制。可以看到下圖每次時間間隔都一致，所以僅具有簡單的BUSOFF恢復(fù)功能。

圖 55：波形上顯示的BUSOFF恢復(fù)時間

7

TH7011的采樣點測試功能

本章節(jié)主要介紹了TH7011測試被測件采樣點以及第二采樣點的原理和測試步驟。

7.1測試被測件的采樣點配置

1.TH7011測試被測件采樣點測試的原理：

TH7011從右到左尋找被測件的采樣點，通過

①對干擾儀發(fā)出的幀（此時干擾儀是發(fā)送節(jié)點，被測件是接受節(jié)點）的數(shù)據(jù)段第15位進行位內(nèi)翻轉(zhuǎn)干擾；

②并從該bit位的90%處開始進行干擾；

③逐步每次削減5納秒加大干擾范圍；

④直至出現(xiàn)錯誤幀，此時即認為找到被測件的采樣點，這里假設(shè)干擾到80%的位置出現(xiàn)錯誤幀，那么認為此處就是被測件采樣點。如圖 56所示。

圖 56：TH7011采樣點測試原理

2.示例：

為了直觀地展示TH7011如何有效地測試被測件的采樣點，我們選擇了TC1013作為被測對象，并在TSMaster軟件中預(yù)先配置了TC1013的采樣點參數(shù)。具體來說，我們已將仲裁段的采樣點設(shè)定為75%，而數(shù)據(jù)段的采樣點則設(shè)定為80%，如圖 57所示。

圖 57：設(shè)置TC1013的仲裁段和數(shù)據(jù)段采樣點

接下來，我們將利用TH7011設(shè)備對TC1013進行測試，旨在通過實際測量來確認TC1013在仲裁場和數(shù)據(jù)場的采樣點是否與我們在TSMaster中所設(shè)置的參數(shù)相吻合。操作步驟如下：

（1）環(huán)境搭建：

①此時物理層接線盡量保證總線上只有被測件和干擾儀，避免CAN卡帶來一定的誤差。

②TH7011的初始化按照章節(jié)4 TH7011的初始化：進行操作。

（2）采樣點測試上位機參數(shù)說明：

圖 58：采樣點測試界面

①【ID】:指定用于測試采樣點位置的CAN/CANFD幀ID，需避免與總線上其他節(jié)點沖突。

②【預(yù)設(shè)仲裁段/數(shù)據(jù)段采樣點】：用戶需要填入預(yù)先設(shè)定的仲裁段和數(shù)據(jù)段采樣點數(shù)值。在采樣點測試過程中，干擾儀會采用這些預(yù)設(shè)的數(shù)值作為它自己的采樣點，以便與被測件進行有效的通信。

為了確保測試的順利進行，用戶預(yù)設(shè)的采樣點數(shù)值應(yīng)當小于被測件的實際采樣點。這樣做的原因是，如果預(yù)設(shè)值過大，可能會使干擾儀自身的采樣受到不必要的影響，從而影響測試結(jié)果的準確性。

④【精度】：根據(jù)所設(shè)采樣點測試精度尋找采樣點（單位為 5 納秒）。

⑤【測試次數(shù)】：允許用戶自定義每次干擾循環(huán)中的測試次數(shù)。具體來說，TH7011能在每次削減（精度*5）納秒的情況下，發(fā)送指定數(shù)量的報文進行采樣點測試。

⑥【超時時間】：測試采樣點的超時時間，若超過此時間則停止采樣點測試；

⑦【開啟采樣測試/停止采樣測試】：用戶在上述①-⑨中填寫完畢后，可以點擊開啟采樣點測試。當測試完成之后，會自動停止采樣點測試。

⑧【測試結(jié)果】：測試完成后，測試結(jié)果欄會顯示此次采樣點測試結(jié)果，此時TH7011測試出TC1013的仲裁段和數(shù)據(jù)段的采樣點如圖 59。測試結(jié)果具體誤差分析可看章節(jié)8.7 。

圖 59：測試出的采樣點結(jié)果

7.2TH7011測試第二采樣點

第二采樣點（Second Sample Point, SSP）是CAN FD協(xié)議特有的，它位于位時間的后半段，用于進行額外的信號采樣，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。它主要用于位錯誤檢測，確保發(fā)送節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)與接收節(jié)點接收的數(shù)據(jù)一致。

TH7011支持利用其上位機的位內(nèi)干擾模塊來進行測試被測件的第二采樣點，目的是驗證發(fā)送節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，能否通過第二采樣點檢測到可能的位錯誤，并據(jù)此發(fā)送錯誤幀。

1.干擾儀上位機位內(nèi)干擾的解釋：

位內(nèi)干擾就是去定義TICKS數(shù)來決定一個整位內(nèi)干擾的范圍。如果此時自定義TICKS數(shù)為200，那么相當于干擾范圍相當于一個整位的前1000納秒（假設(shè)一個整位為2000納秒）。

（1）No. of Ticks的計算:

計算公式：位時間/5納秒

舉例：此時數(shù)據(jù)段波特率是2000Kbps,那么位時間就是500納秒，500/5=100納秒，ticks就是100納秒。

（2）序列段控制：

此時可以自定義TICKS進行位內(nèi)干擾，如圖 60：自定義位內(nèi)干擾TICKS是200,那么此時干擾效果可以表示為如圖 61。

圖 60：自定義位內(nèi)干擾TICKS是100

①整個bit位：2000納秒，代表400ticks:

②自定義TICKS為200：即從0納秒開始干擾到 1000納秒:

圖 61：自定義位內(nèi)干擾TICKS是100的圖示

（3）只有干擾到采樣點才會出現(xiàn)錯誤幀，舉例如圖 62。

①假設(shè)一個CANFD的數(shù)據(jù)段總線波特率是2000K，位時間則為500納秒，一個數(shù)據(jù)段bit位是100TICKS，采樣點是80%即在80TICKS處，可見下圖采樣點在400納秒處。

②若此時自定義TICKS是50TICKS，虛線表示干擾部分，無法干擾到采樣點產(chǎn)生不了錯誤幀。

③若此時自定義TICKS是81TICKS，虛線表示干擾部分，干擾到了采樣點會產(chǎn)生錯誤幀。

圖 62：位內(nèi)干擾只有干擾到采樣點才會產(chǎn)生錯誤幀

2.干擾儀測試第二采樣點的操作步驟：

（1）被測件發(fā)送CANFD幀，此時被測件作為發(fā)送節(jié)點。

（2）干擾儀通過上位機操作匹配被測件發(fā)出的某個CANFD幀，并對此幀進行模擬位內(nèi)干擾以測試被測件的第二采樣點。

（3）由于TH7011沒有直接的第二采樣點界面操作，因此需結(jié)合干擾儀上位機的輸出配置面板進行位內(nèi)干擾操作，并結(jié)合示波器去觀察實際的干擾范圍：

①位內(nèi)干擾通過定義TICKS數(shù)來確定一個整位內(nèi)的干擾范圍。TICKS數(shù)表示干擾持續(xù)的時間單位，通過不斷調(diào)整TICKS數(shù)，可以改變干擾的范圍和強度。

②在數(shù)據(jù)幀傳輸過程中，干擾儀選擇特定的數(shù)據(jù)位進行位內(nèi)干擾。

③通過不斷調(diào)整整位內(nèi)的干擾范圍（即TICKS數(shù)），觀察被測件的響應(yīng)。當被測件發(fā)出錯誤幀時，認為此時干擾觸及了第二采樣點，從而判斷第二采樣點的位置和性能。

3.示例：

為了直觀地展示TH7011在測試被測件第二采樣點上的步驟和效果，這里選擇了TC1013作為被測對象，并設(shè)定了一個具體的測試場景。在這個場景中，我們假設(shè)TC1013發(fā)出的幀：幀ID為0x123，且為FD幀，其DLC被設(shè)定為8，如圖 63所示。

圖 63：被測件發(fā)出的FD幀

此時需要首先進行環(huán)境搭建，然后匹配需要干擾的幀，接著進行選擇干擾數(shù)據(jù)段的Bit位和干擾次數(shù)，最后不斷調(diào)整位內(nèi)干擾的TICKS，用TSMaster和示波器結(jié)合判斷第二采樣點的位置。具體操作步驟如下：

（1）環(huán)境搭建：

①因為此時需要配合示波器進行測試，所以物理層接線按照章節(jié)3.2 TH7011配套示波器的物理連接方式進行接線。

②TH7011的初始化按照章節(jié)4 進行操作。

（2）匹配需要干擾的幀：根據(jù)圖 63總線上發(fā)出的幀，干擾儀上位機【仲裁場】和【控制場】的設(shè)置如圖 64所示。

圖 64：匹配圖 63的FD幀

（3）選擇干擾數(shù)據(jù)段的Bit位置：

選擇干擾的bit位需遵循一項關(guān)鍵原則：應(yīng)優(yōu)先選取位于隱性位之后的顯性位。這是因為在通信過程中，重同步機制是確保發(fā)送方和接收方時鐘保持一致的重要手段。而“隱性位下一個顯性位重同步”這一原則說明，在隱性位之后出現(xiàn)的顯性位是一個可靠的同步點。選擇顯形位進行干擾，可以確保在干擾發(fā)生時，被測件能夠正確地利用這一同步點進行重同步，從而更準確地測試其在干擾條件下的性能。

所以以圖 63中發(fā)出的幀為例，數(shù)據(jù)段第一字節(jié)為0xAA（即二進制表示為10101010），那么數(shù)據(jù)段的第6位就是一個顯性位，位于一個隱性位之后。因此，選擇這一位進行干擾，可以充分利用重同步機制，確保測試的準確性和可靠性。

圖 65：干擾FD幀數(shù)據(jù)段的第6位

（4）選擇干擾次數(shù)：

建議為無限次干擾，無限次干擾主要是方便看TSMaster的報文信息中是否會有錯誤幀的出現(xiàn)。

圖 66：無限次干擾

（5）輸出配置的設(shè)置即位內(nèi)干擾的設(shè)置：

在探尋二次采樣點的過程中，這里采取由右至左的策略，并選定數(shù)據(jù)位的88%位置作為初始干擾起點（此起點和測試策略可根據(jù)實際需求靈活調(diào)整）。隨后，以TICKS為單位（每個TICKS代表5納秒的時間精度）逐步擴展干擾范圍。若在此過程中未觸發(fā)錯誤幀的生成，我們將持續(xù)增大干擾區(qū)間，直至TSMaster報文信息中檢測到錯誤幀，該錯誤幀的出現(xiàn)點即被視為被測件的第二采樣點。

為了確保二次采樣點定位的準確性，建議結(jié)合示波器的波形數(shù)據(jù)進行分析。原因在于，盡管TH7011能夠基于TICKS值提供二次采樣點的理論計算位置，但實際波形可能與該計算結(jié)果存在偏差。這種偏差主要歸因于信號在發(fā)送端與接收端之間的傳輸延遲，它可能導(dǎo)致上位機面板上設(shè)定的TICKS值與實際干擾到達被測件采樣點的時間不完全一致。因此，通過示波器波形進行輔助校準，可以更有效地確定精確的采樣點位置，從而提升測試的準確性和可信度。

以上原理的圖示可看圖 67：

①干擾bit位的選擇：被測件發(fā)出的幀的數(shù)據(jù)段第的某一位。

②TH7011初始干擾被測件發(fā)出的幀范圍：從bit位的88%開始干擾，其中紅色虛線為干擾范圍。

③加大干擾范圍：以5納秒即1ticks的范圍向下削減。

④確定第二采樣點位置：當出現(xiàn)第一幀錯誤幀時此處就被干擾儀認為是第二采樣點的位置， 這里假設(shè)干擾到79%的位置出現(xiàn)錯誤幀，那么認為此處就是被測件二次采樣采樣點。二次采樣點的值=（位時間一個bit范圍-干擾范圍/位時間一個bit范圍）×100%。

圖 67：二次采樣點測試原理圖示

（6）設(shè)定位內(nèi)干擾的TICKS，并用TSMaster和示波器結(jié)合判斷第二采樣點的位置和性能。

①首先從數(shù)據(jù)段的第6個bit位著手，具體是從該位的88%位置開始施加干擾。干擾的范圍設(shè)定為不干擾前88個TICKS，而干擾后續(xù)的12個TICKS，這相當于從440納秒開始，一直持續(xù)到500納秒，干擾的總時長為60納秒。在此干擾條件下，并未觀察到錯誤幀的產(chǎn)生。圖 68展示了干擾儀上位機的相關(guān)設(shè)置，可以清晰地看到，當干擾范圍設(shè)定為60納秒時，TSMaster的報文信息上沒有錯誤幀的出現(xiàn)。

與此同時，也通過示波器對干擾的實際效果進行了觀測。如圖 69所示，示波器上顯示的干擾范圍大約為72.7納秒。

圖 68：此時上位機的干擾范圍為60納秒沒有錯誤幀

圖 69：示波器上顯示的干擾范圍為72.7納秒左右

②然后繼續(xù)加大干擾范圍，此時干擾的范圍設(shè)定為不干擾前85個TICKS，而干擾后續(xù)的15個TICKS，這相當于從425納秒開始，一直持續(xù)到500納秒，干擾的總時長為75納秒。在此干擾條件下，并未觀察到錯誤幀的產(chǎn)生。圖 70展示了干擾儀上位機的相關(guān)設(shè)置，可以清晰地看到，當干擾范圍設(shè)定為75納秒時，TSMaster的報文信息上沒有錯誤幀的出現(xiàn)。

與此同時，也通過示波器對干擾的實際效果進行了觀測。如圖 71所示，示波器上顯示的干擾范圍大約為87納秒。

圖 70：此時上位機的干擾范圍為75納秒沒有錯誤幀

圖 71：示波器上顯示的干擾范圍為87納秒左右

③繼續(xù)加大干擾范圍，逐漸以一個TICKS范圍向下調(diào)整，直到此時干擾的范圍設(shè)定為不干擾前79個TICKS，而干擾后續(xù)的21個TICKS，這相當于從395納秒開始，一直持續(xù)到500納秒，干擾的總時長為105納秒。在此干擾條件下，可以看到錯誤幀的產(chǎn)生。圖 72展示了干擾儀上位機的相關(guān)設(shè)置，可以清晰地看到，當干擾范圍設(shè)定為105納秒時，報文信息有錯誤幀的出現(xiàn)。

與此同時，我們也通過示波器對干擾的實際效果進行了觀測。如圖 73所示，示波器上出現(xiàn)錯誤幀，圖 74示波器上顯示的干擾范圍大約為118.5納秒。那么此時可認為被測件的二次采樣點大約是（381.5/500）×100%=76.30%。

圖 72：此時上位機的干擾范圍為105納秒出現(xiàn)錯誤幀

圖 73：示波器上出現(xiàn)的錯誤幀

圖 74：示波器上顯示的干擾范圍為118.5納秒左右

8

Q/A解答

8.1 Q：TSMaster里沒有出現(xiàn)TH7011的上位機？

A：①TH7011上位機已直接集成在TSMaster 2024年10月14日及之后的版本中，用戶可直接打開使用。

②較早版本使用方法（針對TSMaster 2024年2月28日及之后，但早于2024年10月14日的版本）：

用戶需手動添加功能：

—打開TSMaster，進入【應(yīng)用】——【工具箱設(shè)計開發(fā)環(huán)境】；

—在【工具箱列表】中，將對應(yīng)的*.tbmc文件拖入；

—點擊窗體上方工具欄的“運行所選工具箱”按鈕，即可開始使用TH7011上位機功能。

8.2 Q：掃描網(wǎng)卡失??？

當點擊掃描網(wǎng)卡之后，上位機沒有出現(xiàn)反應(yīng)并且網(wǎng)卡選擇下拉框沒有選擇的網(wǎng)卡。

A：①上電是否成功：看干擾儀的power和config燈是否全亮，正常上電情況這兩個指示燈應(yīng)該全亮。

②干擾儀網(wǎng)口和電腦網(wǎng)口是否連接。

8.3 Q：掃描設(shè)備失敗？

A：

（1）可能需要關(guān)閉Windows下的所有防火墻/殺毒軟件：例如：需要將軟件加入白名單。

（2）確定選擇的網(wǎng)卡是否是和干擾儀相連的網(wǎng)卡（打開適配器，插拔網(wǎng)口，是否顯示或者出現(xiàn)）。

（3）確認是否為接線問題：觀測干擾儀的power和config燈是否全亮；網(wǎng)口燈黃燈閃爍。

（4）可能會因為電腦有加密策略，導(dǎo)致運行不成功。

8.4 Q：連接設(shè)備失??？

（1）電腦有線網(wǎng)卡必須位靜態(tài)IP，并且和干擾儀保持同一網(wǎng)段，但是電腦IP和干擾儀IP不能設(shè)置為一樣的：

①如果是選擇配置電腦網(wǎng)段和干擾儀在同一網(wǎng)段上，此時需要重新從第一步掃描網(wǎng)卡開始。

②也可以進行配置干擾儀的網(wǎng)段和電腦在同一網(wǎng)段上，此時直接配置好之后連接就行。

（2）可能需要關(guān)閉Windows下的所有防火墻/殺毒軟件：例如：需要將軟件加入白名單。

（3）檢查網(wǎng)口是否鏈接穩(wěn)定。

8.5 Q：如何進行擴展幀的干擾？

A：如果被測件發(fā)出的是擴展幀（因為目前還沒有做出單獨干擾擴展幀的功能）或者不要求干擾特定的一幀，我們可以在面板上將仲裁場和控制場都置為x。此時如下配置，仲裁場和控制場都置為X，意思是干擾所有幀（X的作用相當于掩碼作用）。

8.6 Q：干擾不起作用可能的原因？

A：（1）驗證被測件是否和干擾儀在同一總線上：

因為此時總線上接了CAN卡，報文信息里面報文在正常接受也不能代表被測件和干擾儀在同一總線上，只能說明CAN卡和被測件在同一總線上。要驗證干擾儀和被測件是否在同一總線上，此時需要用到干擾儀上位機的采樣點功能，點擊開啟采樣點測試，看總線上是否出現(xiàn)采樣點設(shè)置的ID。如下圖：

如果不在總線上的原因：

①接線錯誤，因為干擾儀只有一個CAN通道，CAN_H和CAN_L分別對應(yīng)引腳7和2。要注意被測件引腳是否能對應(yīng)上；以及干擾儀是否保證和被測件是一個總線上的，舉個例子，假設(shè)被測件他是有兩路通道的，一路是收報文的通道，一路是發(fā)的通道，需要CAN卡一直給他發(fā)喚醒報文，ECU另一通道才會發(fā)出報文，此時就需要注意，干擾儀一定要和ECU發(fā)報文的那個通道在一個總線上，而不是收報文的那個通道。

②被測件是否有終端電阻；干擾儀自身沒有終端電阻，被測件如果沒有則需要增加電阻；如果被測件沒有帶終端電阻則直接無法通信。

（2）核對參數(shù)是否正確：觸發(fā)配置面板界面配置的幀參數(shù)是否是被測件發(fā)出的幀，需要將各個參數(shù)一一對應(yīng)，才能讓干擾儀匹配到該幀選擇的干擾位置。

（3）輸出配置導(dǎo)致的：

①確定干擾模式和干擾位置是否一致，如選擇干擾的位置本來就是強顯位，干擾成強顯位，則在總線上看不到任何效果。

②如果是位內(nèi)干擾，要注意是否干擾到了一個位的采樣點位置。沒有干擾到采樣點不會產(chǎn)生錯誤幀。

8.7 Q：采樣點測試不出來或者不準確？

A：1.測試不出來：

（1）測試采樣點超過了干擾儀采樣點測試范圍，干擾儀采樣點測試范圍是60％以上至90％及以下。

（2）驗證被測件是否和干擾儀在同一總線上：

驗證方法：接一個CAN卡，開啟采樣點測試，看發(fā)出的時候有采樣點測試中指定的ID，沒有則沒有在同一總線上。

（3）被測件是否有終端電阻；沒有則需要增加電阻，因為干擾儀本身不自帶終端電阻。

（4）需要被測件是否存在喚醒幀，如果被測件未啟動也無法進行測試。

（5）確定干擾儀和被測件是否通信成功。

2.測試結(jié)果不準確或者為0：

（1）測試采樣點時，配置的發(fā)出幀ID，不能與總線上已有的幀ID重復(fù)；其余參數(shù)確定是否更具需求填入正確。

（2）當CAN卡，ECU，干擾儀在同一總線上時，如果需要測試ECU的采樣點，應(yīng)當讓CAN卡的采樣點小于ECU的采樣點，不然測試的采樣點結(jié)果就是采樣點高的那個，無法確認是否為ECU的采樣點。最好的情況是在保證通信成功之后，把CAN卡從總線中移除，只讓被測件和干擾儀在同一總線上。

（3）用戶預(yù)設(shè)的值應(yīng)小于期望測試出的理想值，避免測到干擾儀自己的采樣點。

（4）如果TH7011測試出的ECU的采樣點和實際偏差大，請和應(yīng)用支持聯(lián)系：

①因為測試方法的不同很可能造成采樣點的誤差；

②因為采樣點測量值會因為被測件時鐘周期的問題產(chǎn)生一定的誤差，例如：

TH7011的測量精度是指在每次?擾循環(huán)可縮短或增?的步進?度，即5ns。假設(shè) DUT 的 CAN時鐘頻率為40MHz，預(yù)分頻值為1，則單個TQ?度為25ns 。在500K ，2000K波特率下，位時間分別為2000ns 和 500ns中：

TH7011所帶來的精度誤差為: 仲裁段：5/2000 = 0.25% ，數(shù)據(jù)段 5/500= 1%；

由于DUT跳變沿機制??帶來的?個TQ誤差：仲裁段：25/2000 = 1.25% ，數(shù)據(jù)段 25/500= 5%。

所以其仲裁場采樣點誤差為±1.5%。數(shù)據(jù)場采樣點誤差±6%。