汽車產業(yè)是國家的支柱產業(yè)，電子產業(yè)也是國家的支柱產業(yè)，作為汽車產業(yè)和電子產業(yè)的交集，汽車電子零部件產業(yè)的興衰與國民經濟息息相關。目前，我國汽車的產量逐年攀高，民族汽車品牌在自身不斷成長的同時，也迫使國際汽車公司或合資公司不得不降低生產成本，實施汽車電子零部件國產化戰(zhàn)略，這就為我國汽車電子產業(yè)化的發(fā)展提供了良好的機遇。
前裝汽車電子產品除了其復雜的功能要求外，對于實時性、安全性、可靠性和環(huán)保性等的要求都非常嚴格，并且汽車廠商都具有自己相關的執(zhí)行檢測標準和生產流程規(guī)范，因此為前裝汽車電子產品配套研發(fā)相應的故障檢測系統是非常必要的。
1 系統設計方案
1.1 設計依據
CAN總線作為一種串行汽車總線，具有結構簡單、可靠性高、技術成熟等優(yōu)點，目前已在汽車領域廣泛應用。前裝汽車電子產品一定遵循特定車型的CAN通信協議，整車幾乎全部的控制和狀態(tài)信息都依賴CAN總線傳輸，通過采集和分析CAN總線上的信號，便可準確獲得各個部件的工作狀態(tài)和實時參數，這就是汽車電子測試系統的基本依據。
汽車廠商對測試儀器的一般要求包括實時性、可靠性、便攜式以及友好的人機交互等。嵌入式系統由于其靈活的軟硬件設計、良好的可靠性和實時性、較低的功耗等特點，完全可以滿足廠商對于測試儀器的要求。因此，基于CAN幀測試和采用嵌入式設計是汽車電子測試系統的有效解決方案。
1.2 實現方案
嵌入式汽車電子測試系統，一般選擇性能比較好的32位微處理器，比如ARM處理器，在硬件設計上包括嵌入式系統通用的電源模塊、存儲模塊、人機交互模塊等，基于CAN總線通訊必須設計相應的CAN總線通信模塊，在該模塊中通常由兩部分組成，一部分是CAN控制器，用于實現CAN總線的數據鏈路層協議;另一部分是CAN驅動器用于實現CAN總線的物理層。系統的基本結構圖如圖1所示。
汽車電子測試儀器一般要求具備友好的人機交互，對界面設計的要求比較高，因此在軟件設計中宜采用分層的軟件設計方法，一般情況下需要移植相關的嵌入式操作系統，目前常用的嵌入式操作系統主要有Linux、Wince等。軟件的設計流程主要包括操作系統移植、驅動程序編寫、應用程序設計3個階段。移植合適的嵌入式操作系統，為軟件的開發(fā)搭建好開發(fā)平臺;開發(fā)相關的驅動程序來支持硬件設備，為應用軟件訪問硬件提供接口，在CAN的模塊中，一般需要開發(fā)支持控制器和驅動器的驅動程序，以便于和汽車電子產品通信;應用程序是最上層的軟件，直接面對用戶，為用戶使用提供友好的交互。
2 系統設計樣例
基于以上的系統分析，現給出一個具體的設計樣例解釋。USB汽車音頻播放系統是為某汽車制造商開發(fā)的一款前裝汽車電子產品。該產品在通信上嚴格遵守廠商提供的CAN總線協議。該測試系統主要用于部件出廠前的故障檢測。
2.1 硬件設計
考慮到性能、功耗、穩(wěn)定等方面的要求，選用Intel公司的32位工業(yè)級微處理器PXA270，該處理器基于ARM10內核，運行主頻高達520M-Hz，接口資源豐富，加入了IntelSpeedStep動態(tài)電源管理技術，在保證CPU性能的情況下可最大限度地降低設備功耗，利用該處理器簡化了硬件設計，并且保證了軟件的快速運行;存儲模塊采用了64 MB的NorFlash和64 MB的SDRAM;人機交互采用的是液晶顯示和觸摸控制的方案。
在CAN總線通信模塊的設計中，采用的芯片是SJA1000、PCA82C250和TJA1055。SJA1000是PHLIPS公司發(fā)布的一款適用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境的獨立CAN控制器，SJA1000是PCA82C200控制器的替代產品，除了支持BasicCAN操作模式外，還增加了新的操作模式PeliCAN，這種模式支持具有很多新特性的CAN2.0B協議。SJA1000應用于CAN硬件模塊中，用于實現CAN總線的數據鏈路層協議，在本設計中使用了2片SJA1000芯片，分別用于高速CAN和低速CAN通信。SJA1000的具體電路原理圖如圖2所示，數據總線AD0～AD7通過數據緩沖器件接到PXA270的數據總線MD0～MD7上，時序控制等信號線則是接到CPLD上，由PXA270處理器通過CPLD管理。
