CN110912763A - Can总线测试集成电路、测试***及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种CAN总线测试集成电路、测试***及测试方法，所述CAN总线测试集成电路将测试电路分为输出电压测试电路、输入电阻测试电路和输入电容测试电路，三种测试电路可独立进行测试工作，从而满足测量CAN总线不同参数的需求，减小了电路之间的干扰。此外，由于CAN总线测试集成电路涉及多路选一的开关，从而可根据测试标准要求和客户需求进行切换接入电路。由此可见，基于本发明的评估CAN总线信号质量的测试电路可以避免以前针对每一标准或需求均需设计一个测试电路的问题，具有使用方便、集成度高、适用性广泛的特性，提高了测试可靠性和测试效率。

Description

CAN总线测试集成电路、测试***及测试方法

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种CAN总线测试集成电路、测试***及测试方法。

背景技术

CAN总线已广泛应用于汽车产业，随着技术不断进步，CAN总线速率进一步提升，使得CAN总线的应用领域更加广泛。同时对CAN总线的控制、功能、通讯速率等性能要求也在不断提高。因此，CAN总线要花费研发人员大量的时间去测试和验证。尤为重要的是CAN总线的物理层，每个测试需要针对不同速率、不同终端配置分开进行测试。测试时，需要通过高精仪器设备读取测试参数，带入相应接受标准公式，计算得到的数据看是否满足相应客户的需求。测试过程中，工程师需要花很多时间做不同配置的电路以满足标准的测试要求，这些配置电路一般用导线连接电阻、电容、或者二极管，另一端是能连接到CAN线上的接口。配置电路中器件之间用导线连接的方式存在的缺点为：器件易受力，器件与导线的连接处容易脱落；导线过多且不易做标识，容易对测试结果造成很大偏差甚至错误。

针对现有技术中CAN总线测试存在的问题，本领域技术人员一直在寻找解决的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CAN总线测试集成电路、测试***及测试方法，以解决使用现有技术中CAN总线测试存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种CAN总线测试集成电路，所述CAN总线测试集成电路包括：输出电压测试电路，用于测试CAN总线的输出电压参数，所述输出电压参数包括：高位数据线的电压、低位数据线的电压及差分电压。

可选的，在所述的CAN总线测试集成电路中，所述输出电压测试电路包括：依次并联的第一支路、第二支路、第三支路及第四支路，所述第一支路的两端形成有第一单刀双掷开关接口(CANH)和低位数据线接口(CANL)，所述第四支路的两端形成有第一输出接口(M1)和第二输出接口(M2)；

其中，所述第一支路包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一拨动开关(S1)及第一单刀三掷开关(S5)，所述第一拨动开关(S1)、所述第一电阻(R1)、所述第二电阻(R2)顺次串联；所述第一单刀三掷开关(S5)的不动端与所述第一电阻(R1)与所述第二电阻(R2)之间的连线连接，所述第一单刀三掷开关(S5)的动端选择性连接所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)或所述第三电容(C3)的一端，所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)和所述第三电容(C3)三者并联后接地；

所述第二支路包括：第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第二拨动开关(S2)及第二单刀三掷开关(S6)，所述第二拨动开关(S2)、所述第三电阻(R3)、所述第四电阻(R4)顺次串联；所述第二单刀三掷开关(S6)的不动端与所述第三电阻(R3)和所述第四电阻(R4)之间的连线连接，所述第二单刀三掷开关(S6)的动端选择性连接所述第四电容(C4)、所述第五电容(C5)或所述第六电容(C6)的一端，所述第四电容(C4)、所述第五电容(C5)和所述第六电容(C6)三者并联后接地；

所述第三支路包括：第五电阻(R5)和第三拨动开关(S3)，所述第三拨动开关(S3)的一端与所述第二拨动开关(S2)连接，所述第三拨动开关(S3)的另一端与所述第五电阻(R5)串联，所述第五电阻(R5)的另一端与所述第二支路中第四电阻(R4)远离所述第三电阻(R3)的一端连接；

所述第四支路包括：第六电阻(R6)和第四拨动开关(S4)，所述第四拨动开关(S4)的一端与所述第二拨动开关(S2)连接，所述第四拨动开关(S4)的另一端与所述第六电阻(R6)串联，所述第六电阻(R6)的另一端与所述第二支路中第四电阻(R4)远离所述第三电阻(R3)的一端连接。

可选的，在所述的CAN总线测试集成电路中，还包括输入电阻测试电路，用于获得CAN总线的输入电阻参数，所述输入电阻参数包括：高位数据线的输入电阻、低位数据线的输入电阻及差分电阻；

所述输入电阻测试电路包括：第五拨动开关(S7)、第六拨动开关(S8)、第一单刀双掷开关(S9)、单刀六掷开关(S10)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)及第十二电阻(R12)，所述第一单刀双掷开关(S9)的不动端处形成有第三输出接口(M3)；

其中，所述第七电阻(R7)、所述第八电阻(R8)、所述第九电阻(R9)、所述第十电阻(R10)、所述第十一电阻(R11)和所述第十二电阻(R12)六者并联后与所述第六拨动开关(S8)的一端连接，所述第六拨动开关(S8)的另一端形成低位数据线接口(CANL)；所述第五拨动开关(S7)的一端与所述第六拨动开关(S8)的一端连接，所述第五拨动开关(S7)的另一端形成有高位数据线接口(CANH)；所述第一单刀双掷开关(S9)的动端选择性连接所述第五拨动开关(S7)或所述第六拨动开关(S8)；所述单刀六掷开关(S10)的不动端处形成有电源接口(U)，所述单刀六掷开关(S10)的动端选择性连接第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)或第十二电阻(R12)。

可选的，在所述的CAN总线测试集成电路中，所述输入电阻测试电路获得CAN总线的输入电阻参数过程包括测试不含终端和含有终端两种情况。

可选的，在所述的CAN总线测试集成电路中，所述输入电阻测试电路测试不含终端时，获得CAN总线的输入电阻参数采用计算公式如下：

其中，R_{in_CAN_H}为高位数据线的输入电阻，R_{in_CAN_L}为低位数据线的输入电阻，R_diff为差分电阻，R_test为根据标准要求选择的测试电阻；V_{CAN_H}，V_{CAN_L}分别为经所述输出电压测试电路获得的隐性状态下高位数据线和低位数据线的输出电压，若未测量出输出电压，则令V_{CAN_H}＝V_{CAN_L}＝2.5v，U为电源的电压；V2，V1分别为高位数据线和低位数据线的实际测量电压；满足条件：

6kΩ≤R_{in_CAN_H}≤50kΩ，6kΩ≤R_{in_CAN_L}≤50kΩ，ΔR_{in_CAN}≤3％。

可选的，在所述的CAN总线测试集成电路中，所述输入电阻测试电路测试含终端时，获得CAN总线的输入电阻参数采用计算公式如下：

R_{in_CAN_H}＝R_{in_CAN_L}＝R_in (4)

其中，R_{in_CAN_H}为高位数据线的输入电阻，R_{in_CAN_L}为低位数据线的输入电阻，R_in为输入电阻，R_test为根据标准要求选择的测试电阻；V_CAN为经所述输出电压测试电路获得的隐性状态的输出电压，若未测量出输出电压，则令V_CAN＝2.5V；U为电源的电压；V为实际测量电压；满足条件：6kΩ≤R_in≤50kΩ。

可选的，在所述的CAN总线测试集成电路中，还包括输入电容测试电路，用于获得CAN总线的输入电容参数，所述输入电容参数包括：输入电容和差分电容；

所述输入电容测试电路包括：第七拨动开关(S11)、第二单刀双掷开关(S12)、第十三电阻(R13)及二极管(D1)，所述第七拨动开关(S11)的一端形成有高位数据线接口(CANH)和第四输出接口(M4)；所述第二单刀双掷开关(S12)的不动端处形成有低位数据线接口(CANL)，所述第二单刀双掷开关(S12)的动端选择性连接所述二极管(D1)的负极或接地(GND)；所述第十三电阻(R13)的一端与所述二极管(D1)的负极连接，所述第十三电阻(R13)的另一端接地(GND)，所述二极管(D1)的正极处形成有电源接口(U)。

可选的，在所述的CAN总线测试集成电路中，所述输入电容测试电路获得CAN总线的输入电容参数采用计算公式如下：

其中，放电时间常数τ＝0.721*(t2-t1)，t2为高位数据线电平下降至0.2*高位数据线电平所耗费的时间，t1为高位数据线电平下降至0.8*高位数据线电平所耗费的时间；C_in为输入电容，C_diff为差分电容，τ₁为测量输入电容计算出的放电时间常数，τ₂为测量差分电容计算出的放电时间常数；满足条件

40pF≤C_in≤140pF，0pF≤C_diff≤50pF。

本发明还提供一种CAN总线测试***，所述CAN总线测试***包括如上所述CAN总线测试集成电路、与所述CAN总线测试集成电路连接的测试设备。

可选的，在所述的CAN总线测试***中，所述测试设备为示波器。

本发明还提供一种CAN总线测试方法，基于如上所述CAN总线测试***进行CAN总线测试，所述CAN总线测试方法包括如下步骤：

根据CAN总线的测试需求将所述CAN总线测试***中相应测试电路中的高位数据线接口和低位数据线接口分别与被测样品的高位数据线和低位数据线连接；其中，所述测试电路包括：输出电压测试电路、输入电阻测试电路或输入电容测试电路；所述测试要求包括要求测试CAN总线的输出电压参数、输入电阻参数或输入电容参数；

根据CAN总线的测试需求将相应测试电路中的输出接口与测试设备连接。

可选的，在所述的CAN总线测试方法中，所述CAN总线测试***测试过程中选用电源的电压为-2v和7v。

在本发明所提供的CAN总线测试集成电路、测试***及测试方法中，所述CAN总线测试集成电路将测试电路分为输出电压测试电路、输入电阻测试电路和输入电容测试电路，三种测试电路可独立进行测试工作，从而满足测量CAN总线不同参数的需求，减小了电路之间的干扰。此外，由于CAN总线测试集成电路涉及多路选一的开关，从而可根据测试标准要求和客户需求进行切换接入电路。由此可见，基于本发明的评估CAN总线信号质量的测试电路可以避免以前针对每一标准或需求均需设计一个测试电路的问题，具有使用方便、集成度高、适用性广泛的特性，提高了测试可靠性和测试效率。

附图说明

图1是本发明一实施例中输出电压测试电路的电路图；

图2是本发明一实施例中输入电阻测试电路的电路图；

图3是本发明一实施例中输入电容测试电路的电路图；

图4是本发明一实施例中CAN总线测试***的结构示意图；

图5是本发明一实施例中CAN总线测试方法的流程图。

图中标号说明：

R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；R11-第十一电阻；R12-第十二电阻；R13-第十三电阻；

C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容；C5-第五电容；C6-第六电容；

S1-第一拨动开关；S2-第二拨动开关；S3-第三拨动开关；S4-第四拨动开关；S5-第一单刀三掷开关；S6-第二单刀三掷开关；S7-第五拨动开关；S8-第六拨动开关；S9-第一单刀双掷开关；S10-单刀六掷开关；S11-第七拨动开关；S12-第二单刀双掷开关；

D1-二极管；CANH-高位数据线接口；M1-第一输出接口；M2-第二输出接口；M3-第三输出接口；M4-第四输出接口；GND-地；U-电源接口；a、b、c、d、e-连接端点。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的CAN总线测试集成电路、测试***及测试方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

遍及说明书和权利要求书使用了表示特定***组件的某些术语。如本领域的技术人员将理解的，不同公司可能用不同的名称来表示一组件。本文不期望在名称不同但功能相同的组件之间进行区分。在说明书和权利要求书中，术语“包括”和“包含”按开放式的方式使用，且因此应被解释为“包括，但不限于…”。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

另外，以下说明内容的各个实施例分别具有一或多个技术特征，然此并不意味着使用本发明者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征，或仅能分开实施不同实施例中的一部或全部技术特征。换句话说，在实施为可能的前提下，本领域技术人员可依据本发明的公开内容，并视设计规范或实作需求，选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地实施多个实施例中部分或全部的技术特征的组合，借此增加本发明实施时的弹性。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应认为只是局限在所述的实施例。

实施例一

请参考图1、图2及图3，图1是本发明一实施例中输出电压测试电路的电路图；图2是本发明一实施例中输入电阻测试电路的电路图；图3是本发明一实施例中输入电容测试电路的电路图。如图1所示，所述CAN总线测试集成电路包括：输出电压测试电路，用于测试CAN总线的输出电压参数，所述输出电压参数包括：高位数据线的电压、低位数据线的电压及差分电压。具体的，所述输出电压测试电路包括：依次并联的第一支路、第二支路、第三支路及第四支路，所述第一支路的两端形成有第一单刀双掷开关接口CANH和低位数据线接口CANL，所述第四支路的两端形成有第一输出接口M1和第二输出接口M2；

其中，所述第一支路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一拨动开关S1及第一单刀三掷开关S5，所述第一拨动开关S1、所述第一电阻R1、所述第二电阻R2顺次串联；所述第一单刀三掷开关S5的不动端与所述第一电阻R1与所述第二电阻R2之间的连线连接，所述第一单刀三掷开关S5的动端选择性连接所述第一电容C1、所述第二电容C2或所述第三电容C3的一端，所述第一电容C1、所述第二电容C2和所述第三电容C3三者并联后接地；所述第二支路包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第二拨动开关S2及第二单刀三掷开关S6，所述第二拨动开关S2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4顺次串联；所述第二单刀三掷开关S6的不动端与所述第三电阻R3和所述第四电阻R4之间的连线连接，所述第二单刀三掷开关S6的动端选择性连接所述第四电容C4、所述第五电容C5或所述第六电容C6的一端，所述第四电容C4、所述第五电容C5和所述第六电容C6三者并联后接地；所述第三支路包括：第五电阻R5和第三拨动开关S3，所述第三拨动开关S3的一端与所述第二拨动开关S2连接，所述第三拨动开关S3的另一端与所述第五电阻R5串联，所述第五电阻R5的另一端与所述第二支路中第四电阻R4远离所述第三电阻R3的一端连接；所述第四支路包括：第六电阻R6和第四拨动开关S4，所述第四拨动开关S4的一端与所述第二拨动开关S2连接，所述第四拨动开关S4的另一端与所述第六电阻R6串联，所述第六电阻R6的另一端与所述第二支路中第四电阻R4远离所述第三电阻R3的一端连接。

进行CAN总线输出电压测试时，需要测试隐性和显性两种电平。被测样品的CAN节点终端电阻分为四类，具体如表1所示。测量过程为：首先确定被测样品的CAN节点终端电阻类型，然后按表1所示的状态确定图1中拨动开关S1、S2、S3及S4的状态，并依据客户需求确定CAN总线测试集成电路中其余开关(即对应图1及图2中S5至S10)的状态。需要指出的是，进行隐性电平测试时只需要按表1所示的情况1进行测试；而进行显性电平测试时，需要同时按表1所示的情况1和表2所示的情况2进行测试。

表1：输出电压测试情况1

表2：输出电压测试情况2

输出电压测试电路中元件参数如下：第一电阻R1至第二电阻R6均为测试电阻，可以根据被测样品的终端阻值进行选择；所述第一电容C1和所述第四电容C4的电容值均为4.7nF；所述第二电容C2和所述第五电容C5的电容值均为47nF；所述第三电容C3和所述第六电容C6的电容值均为100nF。

测量过程中，第一单刀三掷开关S5和第二单刀三掷开关S6可以按照不同标准，选择性接入对应的电容；输出电压测试电路的高位数据线接口CANH、低位数据线接口CANL分别接被测样品的高位数据线CAN_H、低位数据线CAN_L；第一输出接口M1，第二输出接口M2分别接到测试设备(如示波器)的两个输入通道，然后上电即可进行输出电压测试。该项测试需要测量参数为：高位数据线电压V_{CAN_H}，低位数据线电压V_{CAN_L}，差分电压V_diff与高位数据线电压与低位数据线电压和(V_{CAN_H}+V_{CAN_L})四个量，隐性电平测试只需按表1进行测试，显性电平测试还需要按表2所示的情况2补测V_diff，测试后的判断依据如下：

隐性状态输出电压测试判断依据：

2V≤V_{CAN_H}≤3V；

2V≤V_{CAN_L}≤3V；

-500mV≤V_diff≤50mV；

2V≤V_CM＝0.5*(V_{CAN_H}+V_{CAN_L})≤3V

显性状态输出电压测试判断依据：

2.75V≤V_{CAN_H}≤4.5V；

0.5V≤V_{CAN_L}≤2.25；

1.5V≤V_diff(情况1)≤3V；

1.5V≤V_diff(情况1)≤3V；

2V≤V_CM＝0.5*(V_{CAN_H}+V_{CAN_L})≤3V。

如图2所示，所述CAN总线测试集成电路还包括输入电阻测试电路，用于获得CAN总线的输入电阻参数，所述输入电阻参数包括：高位数据线的输入电阻、低位数据线的输入电阻及差分电阻。具体的，所述输入电阻测试电路包括：第五拨动开关S7、第六拨动开关S8、第一单刀双掷开关S9、单刀六掷开关S10、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11及第十二电阻R12，所述第一单刀双掷开关S9的不动端处形成有第三输出接口M3；

其中，所述第七电阻R7、所述第八电阻R8、所述第九电阻R9、所述第十电阻R10、所述第十一电阻R11和所述第十二电阻R12六者并联后与所述第六拨动开关S8的一端连接，所述第六拨动开关S8的另一端形成低位数据线接口CANL；所述第五拨动开关S7的一端与所述第六拨动开关S8的一端连接，所述第五拨动开关S7的另一端形成有高位数据线接口CANH；所述第一单刀双掷开关S9的动端选择性连接所述第五拨动开关S7或所述第六拨动开关S8；所述单刀六掷开关S10的不动端处形成有电源接口U，所述单刀六掷开关S10的动端选择性连接第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11或第十二电阻R12。

输入电阻测试电路测试的目的是在DUT(被测装置)电源和地正常连接的情况下，分别测量高位数据线CAN_H与低位数据线CAN_L的对地电阻及高位数据线CAN_H和低位数据线CAN_L之间的电阻。所述输入电阻测试电路获得CAN总线的输入电阻参数过程包括测试不含终端和含有终端两种情况，两种情况测试时选用电源的电压为-2V和7V。

输入电阻测试电路测试参数为高位数据线输入电阻R_{in_CAN_H}，低位数据线输入电阻R_{in_CAN_L}，差分电阻R_diff三个量。由于电阻不易直接测量，所以该项测试中，通过测量获得的CAN总线的高位数据线电压(记为V2)和低位数据线电压(记为V1)来间接算出R_{in_CAN_H}，R_{in_CAN_L}。测量时，将测试设备(如示波器)连接到输入电阻测试电路的第三输出接口M3的位置，如图2所示，通过拨动第一单刀双掷开关S9来切换对高位数据线电压和低位数据线电压的测量(对应V2，V1)，单刀六掷开关S10可以根据不同标准要求来选择测试电阻(即R7、R8、R9、R10、R11或R12)，单刀六掷开关S10可选择的测试电阻的连接端点为a、b、c、d或e。

其中，所述输入电阻测试电路测试不含终端时，获得CAN总线的输入电阻参数采用计算公式如下：

公式(1)、(2)及(3)中，R_{in_CAN_H}为高位数据线的输入电阻，R_{in_CAN_L}为低位数据线的输入电阻，R_diff为差分电阻，R_test为根据标准要求选择的测试电阻；V_{CAN_H}，V_{CAN_L}分别为经所述输出电压测试电路获得的隐性状态下高位数据线和低位数据线的输出电压，若未测量出输出电压，则令V_{CAN_H}＝V_{CAN_L}＝2.5v，U为电源的电压，优选为-2v和7v；V2，V1分别为高位数据线和低位数据线的实际测量电压；满足条件：

6kΩ≤R_{in_CAN_H}≤50kΩ，6kΩ≤R_{in_CAN_L}≤50kΩ，ΔR_{in_CAN}≤3％。

含终端的输入电阻测试前需要将高位数据线CANH和低位数据线接口CANL进行短接，即将图2中S7，S8同时闭合，此时高位数据线CAN_H，低位数据线CAN_L对地电阻相同，且由于CAN_H和CAN_L已经短接在一起，所以ΔR_{in_CAN}＝0，因此所述输入电阻测试电路测试含终端时，获得CAN总线的输入电阻参数采用计算公式如下：

R_{in_CAN_H}＝R_{in_CAN_L}＝R_in (4)

公式(4)和(5)中，R_{in_CAN_H}为高位数据线的输入电阻，R_{in_CAN_L}为低位数据线的输入电阻，R_in为输入电阻，R_test为根据标准要求选择的测试电阻；V_CAN为经所述输出电压测试电路获得的隐性状态的输出电压，若未测量出输出电压，则令V_CAN＝2.5V；U为电源的电压，优选为-2v和7v；V为实际测量电压；满足条件：6kΩ≤R_in≤50kΩ。

如图3所示，所述CAN总线测试集成电路还包括输入电容测试电路，用于获得CAN总线的输入电容参数，所述输入电容参数包括：输入电容和差分电容；

所述输入电容测试电路包括：第七拨动开关S11、第二单刀双掷开关S12、第十三电阻R13及二极管D1，所述第七拨动开关S11的一端形成有高位数据线接口CANH；所述第二单刀双掷开关S12的不动端处形成有低位数据线接口CANL，所述第二单刀双掷开关S12的动端选择性连接所述二极管D1的负极或接地GND；所述第十三电阻R13的一端与所述二极管D1的负极连接，所述第十三电阻R13的另一端接地GND，所述二极管D1的正极处形成有电源接口U。

其中，所述输入电容测试电路获得CAN总线的输入电容参数采用计算公式如下：

公式(6)和(7)中，放电时间常数τ＝0.721*(t2-t1)，t2为高位数据线电平下降至0.2*高位数据线电平所耗费的时间，t1为高位数据线电平下降至0.8*高位数据线电平所耗费的时间；C_in为输入电容，C_diff为差分电容，τ₁为测量输入电容计算出的放电时间常数，τ₂为测量差分电容计算出的放电时间常数；满足条件40pF≤C_in≤140pF，0pF≤C_diff≤50pF。

测试输入电容时，首先禁止DUT(被测设备)发送报文，即TX上拉至5V，将终端电阻移除，连入信号发生器，使信号发生器输出频率为10kHz的方波，并选取Rtest＝6kΩ，需要分别对输入电容C_in和差分电容C_diff进行测试，其差异在于测试时，是否将低位数据线接口CANL短接到地。

较佳的，测试电路设计完成后，需要选择可靠性高的器件锡连到相应位置，为了防止器件因直接暴露而引起损坏，需要对PCB进行封装。由于整个集成电路中有多个切换开关，为了方便操作，可以考虑将CAN总线测试集成电路封装于一个壳体中，并在壳体上设置控制面板，控制面板堆上对各开关的功能进行准确标识。

实施例二

请参考图4，其为本实施例中CAN总线测试***的结构示意图。如图4所示，所述CAN总线测试***包括上述CAN总线测试集成电路、与所述CAN总线测试集成电路连接的测试设备。优选的，所述测试设备为示波器。

实施例三

相应的，本实施例还提供了一种CAN总线测试方法。下面参考图1至图5详细说明本实施例所述CAN总线测试方法。

首先，执行步骤S1，根据CAN总线的测试需求将所述CAN总线测试***中相应测试电路中的高位数据线接口和低位数据线接口分别与被测样品的高位数据线和低位数据线连接；其中，所述测试电路包括：输出电压测试电路、输入电阻测试电路或输入电容测试电路；所述测试要求包括要求测试CAN总线的输出电压参数、输入电阻参数或输入电容参数。

接着，执行步骤S2，根据CAN总线的测试需求将相应测试电路中的输出接口与测试设备连接。

具体的，若要求测试CAN总线的输出电压，则所述CAN总线测试***中输出电压测试电路的高位数据线接口CANH和低位数据线接口CANL分别与被测样品的高位数据线CAN_H和低位数据线CAN_L连接；输出电压测试电路的第一输出接口M1和第二输出接口M2与测试设备的两个输入通道连接。

若要求测试CAN总线的输入电阻，则所述CAN总线测试***中输入电阻测试电路的高位数据线接口CANH和低位数据线接口CANL分别与被测样品的高位数据线CAN_H和低位数据线CAN_L连接；输入电阻测试电路的第三输出接口M3与测试设备连接。

若要求测试CAN总线的输入电容，则所述CAN总线测试***中输入电容测试电路的高位数据线接口CANH和低位数据线接口CANL分别与被测样品的高位数据线CAN_H和低位数据线CAN_L连接；输入电容测试电路的第四输出接口M4与测试设备连接。

本发明的CAN总线测试方法经验证已成功参照GWM，SAIC，ISO等标准应用于UD8和XCU的CAN和CANFD测试，测试方法和测试结果均得到客户充分认可，具有较高的推广的商业价值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例二公开的CAN总线测试***而言，由于是采用实施例一公开的CAN总线测试集成电路，所以描述的比较简单，相关之处参见实施例一部分说明即可。

对于实施例公开的CAN总线测试方法而言，由于与实施例公开的结构相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见结构部分说明即可。

综上，本发明的CAN总线测试集成电路具有以下优点：

(1)本发明模块化的将测试电路分为了输出电压测试电路，输入电阻测试电路和输入电容测试电路，三种测试电路可独立进行测试工作，从而满足测量CAN总线不同参数的需求，减小了电路之间的干扰。

(2)本发明涉及多路选一的开关，从而可根据测试标准要求和客户需求进行切换接入电路，以满足多个标准和客户需求，有效避免以前针对每一标准或需求均需设计一个测试的问题，有效提高了测试效率。

(3)本发明对设计好的CAN总线测试集成电路进行了统一封装，在封装设备的前面板上对各切换开关的功能进行了准确描述，便于在实际测试时进行快速切换，进一步提高了测试效率。

(4)本发明的的CAN总线测试集成电路可以广泛应用于CAN总线测试的各种工况，具有较好的普适性，避免了每次测试都需要重新设计测试电路的问题，可以起到降本增效的作用。

(5)本发明的CAN总线测试集成电路可以集成在一个便携式测试盒中，可以适用于实验室，车内，外场等各种测试环境，具有非常良好的推广价值和商业价值。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (12)

1.一种CAN总线测试集成电路，其特征在于，包括：输出电压测试电路，用于测试CAN总线的输出电压参数，所述输出电压参数包括：高位数据线的电压、低位数据线的电压及差分电压。

2.如权利要求1所述的CAN总线测试集成电路，其特征在于，所述输出电压测试电路包括：依次并联的第一支路、第二支路、第三支路及第四支路，所述第一支路的两端形成有第一单刀双掷开关接口(CANH)和低位数据线接口(CANL)，所述第四支路的两端形成有第一输出接口(M1)和第二输出接口(M2)；

其中，所述第一支路包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一拨动开关(S1)及第一单刀三掷开关(S5)，所述第一拨动开关(S1)、所述第一电阻(R1)、所述第二电阻(R2)顺次串联；所述第一单刀三掷开关(S5)的不动端与所述第一电阻(R1)与所述第二电阻(R2)之间的连线连接，所述第一单刀三掷开关(S5)的动端选择性连接所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)或所述第三电容(C3)的一端，所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)和所述第三电容(C3)三者并联后接地；

所述第二支路包括：第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第二拨动开关(S2)及第二单刀三掷开关(S6)，所述第二拨动开关(S2)、所述第三电阻(R3)、所述第四电阻(R4)顺次串联；所述第二单刀三掷开关(S6)的不动端与所述第三电阻(R3)和所述第四电阻(R4)之间的连线连接，所述第二单刀三掷开关(S6)的动端选择性连接所述第四电容(C4)、所述第五电容(C5)或所述第六电容(C6)的一端，所述第四电容(C4)、所述第五电容(C5)和所述第六电容(C6)三者并联后接地；

所述第三支路包括：第五电阻(R5)和第三拨动开关(S3)，所述第三拨动开关(S3)的一端与所述第二拨动开关(S2)连接，所述第三拨动开关(S3)的另一端与所述第五电阻(R5)串联，所述第五电阻(R5)的另一端与所述第二支路中第四电阻(R4)远离所述第三电阻(R3)的一端连接；

所述第四支路包括：第六电阻(R6)和第四拨动开关(S4)，所述第四拨动开关(S4)的一端与所述第二拨动开关(S2)连接，所述第四拨动开关(S4)的另一端与所述第六电阻(R6)串联，所述第六电阻(R6)的另一端与所述第二支路中第四电阻(R4)远离所述第三电阻(R3)的一端连接。

3.如权利要求1所述的CAN总线测试集成电路，其特征在于，还包括输入电阻测试电路，用于获得CAN总线的输入电阻参数，所述输入电阻参数包括：高位数据线的输入电阻、低位数据线的输入电阻及差分电阻；

所述输入电阻测试电路包括：第五拨动开关(S7)、第六拨动开关(S8)、第一单刀双掷开关(S9)、单刀六掷开关(S10)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)及第十二电阻(R12)，所述第一单刀双掷开关(S9)的不动端处形成有第三输出接口(M3)；

其中，所述第七电阻(R7)、所述第八电阻(R8)、所述第九电阻(R9)、所述第十电阻(R10)、所述第十一电阻(R11)和所述第十二电阻(R12)六者并联后与所述第六拨动开关(S8)的一端连接，所述第六拨动开关(S8)的另一端形成低位数据线接口(CANL)；所述第五拨动开关(S7)的一端与所述第六拨动开关(S8)的一端连接，所述第五拨动开关(S7)的另一端形成有高位数据线接口(CANH)；所述第一单刀双掷开关(S9)的动端选择性连接所述第五拨动开关(S7)或所述第六拨动开关(S8)；所述单刀六掷开关(S10)的不动端处形成有电源接口(U)，所述单刀六掷开关(S10)的动端选择性连接第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)或第十二电阻(R12)。

4.如权利要求3所述的CAN总线测试集成电路，其特征在于，所述输入电阻测试电路获得CAN总线的输入电阻参数过程包括测试不含终端和含有终端两种情况。

5.如权利要求4所述的CAN总线测试集成电路，其特征在于，所述输入电阻测试电路测试不含终端时，获得CAN总线的输入电阻参数采用计算公式如下：

其中，R_{in_CAN_H}为高位数据线的输入电阻，R_{in_CAN_L}为低位数据线的输入电阻，R_diff为差分电阻，R_test为根据标准要求选择的测试电阻；V_{CAN_H}，V_{CAN_L}分别为经所述输出电压测试电路获得的隐性状态下高位数据线和低位数据线的输出电压，若未测量出输出电压，则令V_{CAN_H}＝V_{CAN_L}＝2.5v，U为电源的电压；V2，V1分别为高位数据线和低位数据线的实际测量电压；满足条件：

6kΩ≤R_{in_CAN_H}≤50kΩ，6kΩ≤R_{in_CAN_L}≤50kΩ，ΔR_{in_CAN}≤3％。

6.如权利要求4所述的CAN总线测试集成电路，其特征在于，所述输入电阻测试电路测试含终端时，获得CAN总线的输入电阻参数采用计算公式如下：

R_{in_CAN_H}＝R_{in_CAN_L}＝R_in (4)

其中，R_{in_CAN_H}为高位数据线的输入电阻，R_{in_CAN_L}为低位数据线的输入电阻，R_in为输入电阻，R_test为根据标准要求选择的测试电阻；V_CAN为经所述输出电压测试电路获得的隐性状态的输出电压，若未测量出输出电压，则令V_CAN＝2.5V；U为电源的电压；V为实际测量电压；满足条件：6kΩ≤R_in≤50kΩ。

7.如权利要求1所述的CAN总线测试集成电路，其特征在于，还包括输入电容测试电路，用于获得CAN总线的输入电容参数，所述输入电容参数包括：输入电容和差分电容；

所述输入电容测试电路包括：第七拨动开关(S11)、第二单刀双掷开关(S12)、第十三电阻(R13)及二极管(D1)，所述第七拨动开关(S11)的一端形成有高位数据线接口(CANH)和第四输出接口(M4)；所述第二单刀双掷开关(S12)的不动端处形成有低位数据线接口(CANL)，所述第二单刀双掷开关(S12)的动端选择性连接所述二极管(D1)的负极或接地(GND)；所述第十三电阻(R13)的一端与所述二极管(D1)的负极连接，所述第十三电阻(R13)的另一端接地(GND)，所述二极管(D1)的正极处形成有电源接口(U)。

8.如权利要求7所述的CAN总线测试集成电路，其特征在于，所述输入电容测试电路获得CAN总线的输入电容参数采用计算公式如下：

其中，放电时间常数τ＝0.721*(t2-t1)，t2为高位数据线电平下降至0.2*高位数据线电平所耗费的时间，t1为高位数据线电平下降至0.8*高位数据线电平所耗费的时间；C_in为输入电容，C_diff为差分电容，τ₁为测量输入电容计算出的放电时间常数，τ₂为测量差分电容计算出的放电时间常数；满足条件40pF≤C_in≤140pF，0pF≤C_diff≤50pF。

9.一种CAN总线测试***，其特征在于，包括如权利要求1～8中任一项所述CAN总线测试集成电路、与所述CAN总线测试集成电路连接的测试设备。

10.如权利要求9所述的CAN总线测试***，其特征在于，所述测试设备为示波器。

11.一种CAN总线测试方法，其特征在于，基于如权利要求9所述CAN总线测试***进行CAN总线测试，所述CAN总线测试方法包括如下步骤：

根据CAN总线的测试需求将所述CAN总线测试***中相应测试电路中的高位数据线接口和低位数据线接口分别与被测样品的高位数据线和低位数据线连接；其中，所述测试电路包括：输出电压测试电路、输入电阻测试电路或输入电容测试电路；所述测试要求包括要求测试CAN总线的输出电压参数、输入电阻参数或输入电容参数；

根据CAN总线的测试需求将相应测试电路中的输出接口与测试设备连接。

12.如权利要求11所述的CAN总线测试方法，其特征在于，所述CAN总线测试***测试过程中选用电源的电压为-2v和7v。

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