[发明专利]一种CAN总线故障模拟系统及故障模拟方法

说明书

一种CAN总线故障模拟系统及故障模拟方法，本发明涉及CAN总线故障模拟系统及故障模拟方法。本发明为了解决现有技术故障注入的操作过程复杂、只能进行物理层故障注入以及不能直接返回故障注入结果的问题。本发明包括：信息收发模块、故障注入模块和控制软件模块；所述信息收发模块用于将来自两端的目标机的数据帧进行数字信号和模拟信号的转化；所述故障注入模块用于根据控制软件模块发送的数据，对CAN总线的链路层或物理层进行故障注入；所述控制软件模块用于提供人机交互界面，发送故障注入参数到故障注入模块；所述故障注入参数包括故障注入方式、故障的时间类型、注入位置。本发明用于计算机可靠性评价领域。

技术领域

本发明涉及CAN总线故障模拟系统及故障模拟方法。

背景技术

故障模拟及注入方式是系统可靠性评估方法的一种补充方法，直到20世纪末期才真正成为了评估系统可靠性的一种重要手段。由于国外对故障注入研究起步比较早，对故障注入技术工具的设计方法都领先于国内。

对于系统容错性能的评估，由于不同系统的需求不同，我们采用不同的方法预测系统出错的频率以及恢复的能力，一般分为三类：基于模拟的方法(解析模型法)、基于测试的分析方法(统计分析法)和基于原型系统的故障注入法。与前两种方式相比，故障模拟更加容易实现，人们常用故障注入的手段评测系统的可靠性，最常用的手段包括物理故障注入和模拟故障注入。由于故障注入的位置不同，物理故障注入可细分为硬件故障注入和软件故障注入。

国外就故障注入设备的研发早就趋于成熟，在2003年，Zarandi H R等人就提出了一种称为SINJECT的支持多种数字系统的可靠性分析模型的故障模拟工具，该工具提供Verilog和VHDL数字电路模型的暂时性和永久性故障模拟。

对于CAN总线的研究，Gessner D等人曾就航天CAN总线的物理层故障模拟方法进行了初步的实现，该故障模拟设备以一个故障注入集成设备为中心的星型拓取代了CAN总线拓扑，故障模拟在节点的CAN总线控制器和软件上执行，这样使得CAN总线现场可以更加透明。

对于CAN总线内部的协议层的研究，Corno F等人给出了两个抽象协议层之间是如何相互作用从而使得保证数据传输正确无误，这项技术成功地用于影响CAN总线动态网络的故障识别上。

国内对故障注入的研究也逐渐兴起。内蒙古大学提出一种非切换式CAN总线冗余通信系统，描述了系统的双冗余结构，并论述了具体的实现方法，并以J1939为基础，提高系统协议设计的基本原则和冗余信息处理的方法。

北京航空航天大学就双余度CAN总线测试平台进行研究与设计，基于若干节点的测试环境开发了Matlab模拟工具、报文分析工具、故障注入工具。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术故障注入的操作过程复杂、只能进行物理层故障注入以及不能直接返回故障注入结果的问题，而提出一种CAN总线故障模拟系统及故障模拟方法。

一种CAN总线故障模拟系统包括：信息收发模块、故障注入模块和控制软件模块；

所述信息收发模块用于将来自两端的目标机的数据帧进行数字信号和模拟信号的转化；

所述故障注入模块用于根据控制软件模块发送的数据，对CAN总线的链路层或物理层进行故障注入；

所述控制软件模块用于提供人机交互界面，发送故障注入参数到故障注入模块；所述故障注入参数包括故障注入方式、故障的时间类型、注入位置。