車輛研究測試中心 綠能車輛發展處 技術發展專案 張慶偉

隨著人們對於環境保護與能源危機日漸關注，以及對於車輛安全性、舒適性等方面之需求日漸提升，因此在車輛內部增添各種複雜的電子控制系統，使得傳統機械控制已逐漸轉變為電子控制，其中包含各種複雜機電裝置整合而成的系統，如電子燃油噴射系統、ABS等，擺脫傳統機械連桿或油壓的控制方式，朝向以車輛電子系統來操控與傳遞訊息，以減輕整車重量，並增加系統安全性與可靠性。如今一輛普通小客車中的電子控制器( Electronic control unit, ECU)平均數量已攀升至四十幾個。為使分散在車身各處的ECU協調溝通，區域控制網路(Controller Area Network, CAN)便有如人體上神經網路一般，成為車內各系統互通訊息的解決方法。

由於車載網路是附屬於各系統控制器中，作為協助系統處理訊號的傳輸與接收，因此車載網路的正常與否，將是關係到整個系統甚至整車能否正常運作的關鍵。因此在整車設計開發中，為讓新設計的車載網路能於實車之複雜環境中正常運作，在搭載上於實車之前，工程單位會依循固定、嚴謹的測試流程進行驗證，以確保通訊的可靠度。而測試流程將依照無載單元測試、有載系統測試、整車測試之順序逐一實施，由複雜性較低之環節切入，各單位分層確保。若未能嚴謹執行各層級之驗證，當因為某元件發生問題而導致實車測試產生狀況，將會耗費更多人力與時間進行偵錯。因此車載網路的測試驗證已成為系統開發時不可或缺的重要環節。

就系統應用端來看，目前CAN Bus雖尚未擁有測試驗證的相關國際規範，然各大整車廠大多依據底層的網路通訊標準，自行發展完整的上層協定與後端的測試驗證規範。依據ISO定義的分層概念來區分為數個測試的分項，如圖一所示。這些測試分項將參考如ISO 11898、 ISO15765、ISO14229、ISO17356-5等相關的國際標準規範，制定出相關測試標準規範，並透過圖二中之測試環境進行CAN網路測試驗證。

然而這些測試項目繁多且測試流程複雜繁瑣，若全程由工程人員逐項進行測試驗證，勢必花費眾多人力與時間，因此將測試項目之測試邏輯，藉由開發可程式化的自動化測試驗證平台，實現自動化測試程序，可加速驗證的流程。

目前車輛中心於車載CAN網路的應用上，已投入多年研究並建立相關關鍵技術，包含整車網路通訊設計、車輛診斷介面實現、網管機制設計實現以及本文中提及CAN測試驗證等，皆可提供國內整車廠、零組件供應商相關的技術服務與諮詢。

圖說:一般網路測試項目可分為實體層測試、資料連結層測試、應用層，而應用層中又可細分為網路管理測試、交互層測試、診斷介面測試、應用程式模組測試。

圖說:CAN Bus測試環境中，主要由CANoe、CANstress、CANsope三項開發工具為主要的基本架構，對應其測試的執行與數據監控、網路干擾、波形擷取三項功能所組成。

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