汽車CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)方法

汽車CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)方法

?一、前言

? 隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展和對汽車性能要求的提高，汽車上電控單元（ECU, Electronic Control Unit）數(shù)量越來越多，各個電控單元之間的交互信息通過CAN、LIN、MOST總線組成的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。因而對整車網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)顯得尤為必要。當前整車網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)流程一般都是基于國際上通用的V模式開發(fā)流程。

? 整車網(wǎng)絡(luò)開發(fā)V模式流程包括以下幾個主要方面：網(wǎng)絡(luò)需求定義、網(wǎng)絡(luò)規(guī)范制定、網(wǎng)絡(luò)測試驗證。當前期的網(wǎng)絡(luò)需求定義以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)范制定完成后，就進入后期的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與測試驗證階段，網(wǎng)絡(luò)測試驗證階段主要是對已經(jīng)設(shè)計出來的樣品或產(chǎn)品進行網(wǎng)絡(luò)測試驗證，以確保樣品或產(chǎn)品的功能與前期的需求一致。

?? 網(wǎng)絡(luò)測試驗證階段主要從事網(wǎng)絡(luò)測試需求分析、網(wǎng)絡(luò)測試規(guī)范制定、網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)的開發(fā)以及網(wǎng)絡(luò)測試實施、對測試過程中出現(xiàn)問題進行分析等。

二、CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)流程

?? 整車CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)流程主要包括以下幾個方面：測試計劃制訂、規(guī)范制定、自動化測試系統(tǒng)開發(fā)、測試實施以及測試報告總結(jié)。

?? 測試計劃制訂主要考慮網(wǎng)絡(luò)測試工作所需要的資源需求（工具需求以及人力需求等）、任務(wù)劃分、時間需求等，以確保后續(xù)的工作能順利地、有效地開展。

?? 測試規(guī)范的制定主要是確定網(wǎng)絡(luò)需測試內(nèi)容。在整個網(wǎng)絡(luò)開發(fā)過程當中，網(wǎng)絡(luò)測試規(guī)范應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范完成后開展。網(wǎng)絡(luò)測試的目的是確認供應(yīng)商提供的 ECU產(chǎn)品是否符合網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范的要求。正因為如此，CAN網(wǎng)絡(luò)測試規(guī)范的制定必須依據(jù)CAN網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范。測試規(guī)范里需要包含所有的測試項內(nèi)容以及對每一測試項測試所需要的測試環(huán)境需求、測試步驟、測試工具需求的描述。

?? 測試系統(tǒng)開發(fā)包括軟件系統(tǒng)開發(fā)、硬件系統(tǒng)開發(fā)、軟硬件系統(tǒng)集成。軟件系統(tǒng)開發(fā)主要包括：

軟件架構(gòu)的劃分；
基于測試內(nèi)容的測試程序開發(fā)；
基于網(wǎng)絡(luò)通信報文的庫文件開發(fā)；
用來控制測試執(zhí)行等方面的測試面板開發(fā)；
用來控制不同的測試系統(tǒng)使之有效工作的相關(guān)控制程序開發(fā)。

硬件系統(tǒng)開發(fā)主要包括：

網(wǎng)絡(luò)測試輔助控制器開發(fā)；
測試工具的選型（如程控電源、CAN網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、CAN網(wǎng)絡(luò)干擾設(shè)備、CAN網(wǎng)絡(luò)波形采集設(shè)備等）。

軟硬件系統(tǒng)集成其目的是對軟件開發(fā)系統(tǒng)與硬件開發(fā)系統(tǒng)進行調(diào)試使之無縫集成在一起并有效的工作。

測試實施是CAN網(wǎng)絡(luò)測試的具體的實施環(huán)節(jié)，主要包括：

測試環(huán)境的搭建（測試臺架的搭建等）；
對被測ECU網(wǎng)絡(luò)測試的執(zhí)行；
記錄測試結(jié)果并保存測試記錄。

?? 測試報告總結(jié)主要是根據(jù)測試結(jié)果對被測ECU進行分析，確定被測ECU是否符合CAN網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范的要求。

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圖1 CAN網(wǎng)絡(luò)測試流程圖
三、CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)工具

?? CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)需要以下主要的開發(fā)工具：DOORS、Visual C++、Matlab/Simulink、CANoe.Matlab Interface、CANoe、CANdela、CANoe.DiVa、CANcard、CANdb++、CANscope、CANstress、 Code Warrior、Protel等。

??? DOORS為需求管理工具，可以利用該工具整理網(wǎng)絡(luò)測試內(nèi)容并對后續(xù)開發(fā)工具提供測試需求的輸入。Visual C++主要用于開發(fā)硬件系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)工作的控制程序和人機交互操作界面的控制程序。Matlab/Simulink和CANoe.Matlab Interface主要用于基于模型的測試內(nèi)容的建模，用來實現(xiàn)測試代碼的自動生成。CANoe為網(wǎng)絡(luò)仿真、測試工具，在CANoe下開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)的測試程序，同時利用CANoe生成網(wǎng)絡(luò)測試報告。CANscope用于CAN信號物理特性的測量與分析，具有多種采樣觸發(fā)方式，在網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)中用于采集被測ECU的波形。CANstress用于干擾CAN網(wǎng)絡(luò)通信以測試ECU及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容錯能力，在網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)中用于干擾被測網(wǎng)絡(luò)， CANdela用于編輯基于KWP2000和UDS的診斷數(shù)據(jù)庫，CANoe.DiVa用于生成診斷相關(guān)的測試程序，其輸入文件為CANdela編輯的庫文件，輸出文件為CANoe的診斷相關(guān)的測試程序，CANdb++用于編輯CAN通信報文的數(shù)據(jù)庫。

四、一種CAN網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)的實現(xiàn)

?? 根據(jù)第二節(jié)介紹的測試流程，采用第三節(jié)介紹的相應(yīng)開發(fā)工具來開發(fā)出一種CAN網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)。該CAN自動化測試系統(tǒng)的功能包括：測試流程的控制、測試用例的自動執(zhí)行、數(shù)據(jù)采集以及處理、自動生成測試報告。

1)測試規(guī)范的制定：采用DOORS需求管理工具，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范和診斷需求規(guī)范，制定出CAN網(wǎng)絡(luò)單元測試規(guī)范、系統(tǒng)測試規(guī)范和診斷測試規(guī)范；
2)利用CANdb++進行CAN報文數(shù)據(jù)庫方面的軟件開發(fā)，CANdela進行診斷數(shù)據(jù)庫方面的開發(fā)；
3)根據(jù)1）制定的網(wǎng)絡(luò)單元測試規(guī)范和系統(tǒng)測試規(guī)范，利用Matlab/Simulink和CANoe.Matlab Interface生成相應(yīng)的測試程序，并在CANoe環(huán)境下進行集成；
4)根據(jù)2）完成的診斷數(shù)據(jù)庫，利用CANoe.DiVa生成診斷測試程序，并在CANoe環(huán)境下進行集成；
5)利用CANoe、Matlab/Simulink和Visual C++進行控制面板方面的軟件開發(fā)；
6)根據(jù)測試規(guī)范的測試需求，利用Visual C++、Code Warrior和Protel進行網(wǎng)絡(luò)輔助控制器以及其他諸如故障植入等方面的軟硬件開發(fā)；
7)利用Visual C++開發(fā)CANstress、CANscope和程控電源等測試工具的控制程序；
8)利用Visual C++進行系統(tǒng)集成。

網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)架構(gòu)和示意圖如圖2、圖3所示。

圖2 CAN網(wǎng)絡(luò)自動測試系統(tǒng)

圖3 CAN網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)示意圖
五、結(jié)論

?? 本文首先詳細介紹了CAN網(wǎng)絡(luò)測試流程；其次，介紹了CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)所需要使用的開發(fā)工具并介紹了這些開發(fā)工具的具體功能；最后，基于該流程并利用這些開發(fā)工具，詳細的介紹了開發(fā)流程中自動化測試系統(tǒng)的開發(fā)細節(jié)。