[发明专利]用于监视控制器局域网节点的方法和设备

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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ISO 11898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ISO 11898-1定义，而CAN高速物理层由ISO 11898-2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(CAN FD)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，CAN FD)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CAN ECU)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ISO 11898-1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。ISO 11898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(limp home)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。