干货分享 | 一文读懂总线干扰仪设备，CAN/CAN FD/LIN干扰测试全解析

总线测试中，干扰与故障注入是验证ECU可靠性的关键。同星总线干扰仪设备专为 CAN/CAN FD 和 LIN 总线测试打造，覆盖双总线干扰测试需求。本文带你掌握其核心功能与操作要点，干货满满，建议收藏。

本文关键词：CAN，LIN，干扰仪

1. 总线干扰仪设备功能概要

1. 功能概要

总线干扰仪设备是一款用于 CAN/CAN FD 和 LIN 总线测试的专业工具，支持帧干扰、采样点测试、Timing 测量、测试帧发送等功能，覆盖双总线干扰测试需求，具体如下：

CAN/CAN FD 总线测试功能：

支持干扰 CAN/CAN FD 报文的特定位位值
支持自定义干扰序列或报文序列
支持 CAN 干扰次数统计功能
支持 CAN 帧 Bit 位整位显性干扰、隐性干扰
支持 CAN 总线位宽容忍度测试
支持 CAN 总线 Bus-Off 行为测试
支持采样点测试

LIN 总线测试功能：

支持 LIN 报文的特定位位值
支持 LIN 帧 Bit 位整位显性干扰、隐性干扰
支持 LIN 干扰次数统计功能
支持采样点测试
支持 Timing 测量
测试帧发送支持主节点/从节点，可设置帧头、响应、帧间隙、发送次数、发送时间等参数

2. 文本使用的样式和符号

文中使用到的样式和符号如下：

2. 干扰仪窗口

干扰仪主要包含以下功能区：

菜单栏（图1）
CAN/CAN FD 参数显示区（图1）
侧边功能栏（图1）
CAN 干扰配置区（图1）
CAN 干扰控制区（图1）
CAN 采样点测试功能区（图2）
设备选择弹窗（图3）
通信方式选择区（图3）
设备网络设置区（图3）
干扰仪功能模式设置区（图3）
CAN/CAN FD 参数设置弹窗（图4）
CAN/CAN FD 快速干扰区（图5）
LIN 基础干扰区（图6）
LIN 采样点测试区（图7）
Timing 测量区（图8）
测试帧发送区（图8）
LIN 干扰配置弹窗（图9）
语言设置弹窗（图10）
关于弹窗（图11）

同星总线干扰仪CAN模式采样点测试界面 — 图2 干扰仪（CAN）采样点测试界面

同星总线干扰仪CAN/CAN FD通信参数配置界面 — 图4 干扰仪 CAN 配置界面

同星总线干扰仪LIN模式采样点测试界面 — 图7 干扰仪（LIN）采样点测试界面

同星总线干扰仪LIN模式测试帧发送与Timing测量界面 — 图8 干扰仪（LIN）测试帧与测量界面

2.1 菜单栏

菜单栏包括选择设备、CAN/LIN 配置、导入、保存四个按钮，各按钮说明如下：

2.2 侧边功能栏

通过侧边功能栏可切换主界面的当前功能，支持切换的功能如下：

2.3 选择设备弹窗

点击菜单栏的【选择设备】按钮后，弹出选择设备窗口，可在该页面选择扫描到的设备进行干扰和采样点测试功能：

区域 1：【刷新】按钮，扫描支持干扰功能的设备
区域 2：选中一个设备
区域 3：选择连接方式（USB 或网口）
区域 4：显示当前网卡的网络配置（需在 Windows 系统【网络和 Internet 设置】中配置，确保设备与网卡网段一致方可使用）
区域 5：对选中设备进行网络配置
区域 6：设置干扰仪工作模式（CAN/LIN）
区域 7：选择网络设置或者固件升级

总线干扰仪选择设备弹窗，含设备列表、网络设置与固件升级页 — 图12 选择设备弹窗

网络设置页对选中的干扰仪设备修改配置并点击网络设置后，会有弹窗提示设置结果。设置成功后需重启设备使网络配置生效。

PC 端以太网设置方式如下：

固件升级页对选中的干扰仪设备进行固件升级（固件升级需网线连接），点击【…】按钮会有弹窗文件选择器，选择对应的固件文件后点击【升级】，等待输出框提示【升级完成，请重启设备！】即为升级成功。

2.4 CAN 模式

2.4.1 CAN/CAN FD 参数显示区

该区域显示当前配置的 CAN 通信参数，包括仲裁段波特率、仲裁段采样点、数据段波特率、数据段采样点。

2.4.2 CAN 干扰配置区

2.4.2.1 干扰帧类型

干扰主面板中，可快速选择要干扰的帧类型。

CAN 模式：可选择干扰 CAN 标准帧、CAN 扩展帧
CAN FD 模式：可选择干扰 CAN 标准帧、CAN 扩展帧、CAN FD 标准帧、CAN FD 扩展帧。

如需干扰远程帧，可将 RTR 标志位置为 1。

2.4.2.2 触发位置信息

配置触发位置信息可以设置干扰触发点，其中【触发偏移】为 CAN Bit 位偏移。

提供示例

例如，当【触发偏移】填 3，【触发位置】选择 DataByte0 时，满足触发条件后，从数据场第 4 位开始干扰。

2.4.2.3 触发条件 Bit 位设置

触发条件支持设置帧的所有 Bit 位：

当所有 Bit 位都为 X 时，表示干扰总线上所有符合帧类型条件的帧
当对应的 Bit 位不为 X 时，则匹配对应位值相同的帧进行干扰

如图18 中的配置为对帧 ID 为 1 的帧进行干扰，触发干扰的位置为数据场DataByte0 的第四位。帧结构图和 Bit 位设置块具有双向关联显示功能，Bit 位设置区域下方会显示当前帧 Bit 位的波形。当鼠标悬停或选中 Bit 位时，波形图区域会突出显示对应的 Bit 位。

CAN干扰触发条件Bit位设置与帧结构波形双向关联显示 — 图18 干扰条件和触发位置设置

2.4.2.4 干扰序列

干扰序列配置区用于配置干扰时的电平状态（显性或隐性）及干扰持续时间：

干扰模式：可选择显性或隐性
时序信息：可配置干扰的时间长度，三个选项——仲裁段位时序信息、数据段位时序信息（根据设备类型自动计算干扰一个 CAN Bit 位所需的 Ticks）、序列段控制（可手动输入 Ticks）

干扰序列可添加多条，已添加的序列选中后可进行修改。如需要继续添加新序列段，需先清除选中状态。如图19所示，图中为输出 6 个 CAN Bit 位长度的干扰：

CAN干扰序列配置：显性/隐性电平与干扰持续Bit长度 — 图19 干扰序列配置

两种干扰模式说明：

显性干扰：对选定位置的起始位施加有限长度的显性干扰
隐性干扰：对选定位置的起始位施加有限长度的隐性干扰

2.4.3 CAN 干扰控制区

干扰主面板底部可以控制干扰功能的开始和停止，并显示当前干扰状态（Active、Idle、Triggered）：

Active：干扰功能已激活
Idle：干扰功能空闲中
Triggered：已触发干扰

干扰激活时会进行触发计数并显示。干扰计数右侧可配置干扰的大周期、大周期间隔、小周期、小周期间隔参数。

图20 干扰控制和显示

2.4.3.1 周期设置

图21 周期设置

提供示例

以大周期 2、大周期间隔 3、小周期 4、小周期间隔 1 为例：

大周期：计数 1~7 为第一个周期，12~18 为第二个周期
小周期：每个周期内有 4 帧错误帧
大周期间隔：两个周期之间的间隔为 4 帧正常帧（含小周期间隔影响）
小周期间隔：每个周期内，两个错误帧之间间隔 1 帧正常帧

2.4.3.2 Bus-Off 行为

当前节点向总线发送错误帧时，发送错误计数器（TEC）开始计数：

发送一帧错误帧，TEC + 8
成功发送一帧正常帧 TEC – 1

当 TEC > 255时，当前节点进入 Bus-Off 状态，关闭 Controller，不再接收/发送报文。因此，设置干扰次数为连续 32 次（32 × 8 = 256）即可触发 Bus-Off。干扰次数可由周期配置中的“大周期 × 小周期”计算得出。

注意：触发 Bus-Off 需要连续 32 次干扰，周期间隔必须设置为 0。

图23 Bus-Off 行为周期设置

2.4.4 CAN 采样点测试功能区

采样点测试功能区主要分为 3 部分，如图24 所示：

区域 1：开始采样点测试按钮，控制功能启动
区域 2：显示测量结果
区域 3：配置测量条件

配置区域配置属性说明：

2.4.4.1 采样点测试误差及影响因素分析

采样点理论计算：

CAN 的位时间分为同步段（Sync Segment）、时间段1（TSEG1）和时间段2（TSEG2），这些片段由不同数量的TQ（Time Quantum）组成，TQ 是由芯片晶振周期分频得来。

CAN位时间结构示意图：同步段、TSEG1、TSEG2与TQ — 图25 CAN 位时间结构示意图

采样点的理论计算值为：

CAN采样点理论计算公式：SP = (Sync + TSEG1) / (Sync + TSEG1 + TSEG2)

提供示例

以 TOSUN 设备 500 kbps 波特率下采样点 80% 为例，此时分频系数为 1，TSEG1为 63，TSEG2 为 16。

则采样点为：（1+63）/（1+63+16）=80%

最小时钟周期及 FPGA Ticks 计算：

TH7011 采用的时钟频率为 200 MHz，即最小时钟周期 T0 = 1/200 MHz = 5 ns。当波特率为 500 kbps 时，T1 = 1/500 kbps = 2000 ns，即干扰一个 Bit 位需要的时间为：T1/T0 = 400 Ticks。相较于市场上同类竞品，TH7011 的时钟频率更高、步长更小，具有以下优势：

更高的测试精度：可更精细地调整干扰信号参数
更广的测试范围：理论上支持最长 65536 个干扰点
更灵活的测试策略：可制定更灵活更多样化的测试方案
更可靠的测试结果：有助于减少测试不确定性和误差

采样点测试的必要性：

采样点是接收节点判断信号逻辑（0 或 1）的具体位置。在 CAN 总线网络中，多个节点应尽量保持相同的采样点，以确保在相同采样频率下正确、同步地接收和处理信号。若采样点不一致，可能导致采样错误，进而引发网络故障。

采样点测试原理：

采用干扰手段破坏指定位置或附近的逻辑电平，观察 CAN 报文是否出现错误帧。若出现错误帧，则指定干扰位置即为采样点位置。

误差分析：

TH7011干扰一个 Bit 位所带来的上升/下降沿误差可忽略不计
被测件自身采样点位置与预期存在偏差
信号在 CAN 线、收发器、接口等部件传输时存在一定的传输延迟，影响采样点时间准确性
CAN 总线在传输过程中受外部电磁干扰、电源噪声等影响，信号出现噪声
CAN 收发器的性能差异（如转换速率、增益、带宽等）可能导致信号变形或失真
总线负载情况影响信号传输特性和波形
温度、湿度等环境条件可能导致 CAN 总线电气特性变化

2.5 LIN 模式

2.5.1 LIN 干扰配置区

2.5.1.1 干扰类型

在基础干扰面板中，可以选择干扰类型：Frame/Bus

2.5.1.2 Frame 配置

当干扰类型为 Frame 时，可配置 FID（为空时干扰所有帧），对不同段进行干扰：

Break 段：对 Break 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰。

Sync Byte 段：对 Sync Byte 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰；选择 IBS则为干扰字节间间隔。

PID 段：对 PID 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰；选择 IBS 则为干扰字节间间隔。

Data 段：对 Data 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰；选择 IBS 则为干扰字节间间隔。DLC 影响可选 Byte 范围（如 DLC = 3，可选 Byte 0 ~ Byte 2）。若选择【数据覆盖】模式，覆盖长度由 DLC 控制，数据内容可自定义。

Checksum 段：对 Checksum 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰；选择IBS 则为干扰字节间间隔。

2.5.1.3 Bus 配置

当干扰类型为 Bus 时，可对总线施加一段时间的显/隐性干扰。

2.5.2 LIN 采样点测试功能区

采样点测试功能区主要分为 3 部分，如图35所示：

区域 1：开始采样点测试按钮控制功能启动
区域 2：显示测量结果
区域 3：配置测量条件

配置区域配置属性详解如下：

【ISO 标准采样点测试】：使用预设参数进行采样点测试
【非标准采样点测试】：使用自定义 PID 进行采样点测试

2.5.3 LIN 测试帧发送与测量

2.5.3.1 Timing 测量

Timing 测量功能主要分为 3 个部分：

区域 1：统计当前测量到的标识符对应帧的计数
区域 2：显示当前测量到的帧各段的时间
区域 3：开启/停止测量。

LIN Timing测量界面，显示帧各段时间测量结果 — 图36 Timing测量界面

2.5.3.2 测试帧发送

测试帧发送功能主要分为 6 个区域：

区域 1：选择以主节点模式还是从节点模式
区域 2：配置帧头信息——用户配置 PID，软件自动计算 PID 场、P0、P1；用户可点击 P0、P1 反转现有值（反转时标红边框）。选择从节点时，间隔、间隔界定符、同步场字段无效
区域 3：配置帧响应信息——数据长度会影响数据内容的可配置长度；数据内容区用户可自由编辑；软件自动根据校验和类型计算校验和，如用户手动输入与计算结果不一致则标红边框
区域 4：配置帧时隙信息
区域 5：配置发送次数与发送时间
区域 6：开始/停止发送测试帧