基于CANoe 的總線網(wǎng)絡(luò)和診斷自動化測試平臺搭建

黃樹程 方宏偉 文姮婧 柯華強

在ECU 的開發(fā)過程中，測試是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，尤其總線和診斷的測試?？偩€和診斷的測試范圍覆蓋了ECU 的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層，對于保證ECU 的正常功能以及穩(wěn)定性起著基礎(chǔ)性的作用[1]。

隨著汽車上ECU 不斷增多，軟件更新迭代速度不斷加快，整車對ECU 性能要求越來越嚴格，為了保證ECU 的質(zhì)量和穩(wěn)定應(yīng)用，搭建ECU 總線和診斷自動化測試平臺，以便對各ECU 進行高效、嚴格的測試驗證。

1 平臺架構(gòu)

1.1 硬件架構(gòu)

總線診斷平臺的硬件架構(gòu)如圖1 所示。主要硬件包括示波器、總線干擾儀、總線工具、程控電源、繼電器等。示波器實現(xiàn)對總線物理層的相關(guān)測試，總線干擾儀實現(xiàn)對總線數(shù)據(jù)鏈路層的相關(guān)測試，總線工具實現(xiàn)對總線和診斷相關(guān)應(yīng)用層的測試，程控電源模擬整車電源的供電，繼電器模擬整車鑰匙狀態(tài)，覆蓋多場景下的相關(guān)測試，平臺軟件運行于PC 上[2]。

小水電是可再生的清潔能源，既可以充分開發(fā)利用廢棄的洪水資源，又可以在一定程度上緩解當前國家電力能源緊張，還具有低碳環(huán)保社會化效益，值得推廣。當前，國家正在積極開展農(nóng)村水電增效擴容改造，從政策和資金上扶持小水電產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景廣闊。沙集泵站積極開展發(fā)電技術(shù)研究，充分挖掘水力資源開發(fā)利用率，通過改造不但可以提高發(fā)電效率，更為同類泵站進行水力發(fā)電開發(fā)提供了借鑒，值得推廣。

圖1 總線診斷平臺硬件架構(gòu)

1.2 軟件架構(gòu)

總線和診斷自動化測試平臺軟件的架構(gòu)如圖2 所示：整個平臺以CAPL 編程語言為主，結(jié)合C、C++等語言開發(fā)，由三大部分組成，即設(shè)備相關(guān)接口，基礎(chǔ)服務(wù)庫和上層應(yīng)用，其中設(shè)備相關(guān)接口和基礎(chǔ)服務(wù)庫是測試平臺的組成部分。設(shè)備相關(guān)接口主要結(jié)合C 語言和C++對底層驅(qū)動進行調(diào)用，以便在CANoe 的CAPL 開發(fā)環(huán)境中對硬件設(shè)備進行控制[3]?；A(chǔ)服務(wù)庫是整個平臺的核心，主要負責通用任務(wù)的處理。上層應(yīng)用是基于基礎(chǔ)服務(wù)庫開發(fā)的一些具體的應(yīng)用，是與測試實施者直接交互的部分。

2 平臺軟件設(shè)計

2.1 電源電壓控制

總線自動化測試軟件覆蓋了單體ECU 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、交互層、網(wǎng)絡(luò)管理層如圖3 所示，通過設(shè)置相關(guān)參數(shù)，能夠適配不同ECU 的總線測試（涵蓋了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)管理、錯誤處理等多方面測試用例），并自動生成測試報告[4]。

VISA 編程接口兼容各種平臺和系統(tǒng)。

帕魯特金礦選礦尾礦輸送及充填系統(tǒng)工程關(guān)系到帕魯特公司的生存與發(fā)展，尾礦庫和充填站分別于2017年9月和今年5月開始建設(shè)，由于極端天氣和雪災等因素的影響，這兩項工程進度嚴重滯后。自今年9月18日起，帕魯特公司抽調(diào)精兵強將參與基建工程建設(shè)管理，采取了倒排工期，每天晚上召開工程碰頭會，每周進行工程考核等措施，經(jīng)過中色國際、帕魯特公司、中國十五冶、中能集團山西電建三公司近千名中塔建設(shè)者的不懈努力，克服了雪崩、泥石流、冬季嚴寒、積雪嚴重、物資匱乏、物流緩慢等多種困難，歷經(jīng)一年的施工終于建成，并于10月26日開始試車，28日整個系統(tǒng)試車成功，比計劃目標提前了5天。

圖2 總線和診斷自動化測試平臺軟件架構(gòu)

診斷自動化測試主要包括刷新自動化測試和診斷系統(tǒng)自動化測試。其核心模塊為刷新引擎。刷新過程依據(jù)UDS 診斷刷新規(guī)范，通過CAPL 語言封裝，實現(xiàn)對被測件的總線刷新[5]。

2)捷聯(lián)慣導動態(tài)試驗。將九軸捷聯(lián)慣導固定在高精度三自由度旋轉(zhuǎn)臺(精度為0.01°)。首先打開捷聯(lián)慣導，靜置1 min后開啟旋轉(zhuǎn)臺，使方位臺每次正轉(zhuǎn)2°等捷聯(lián)慣導穩(wěn)定后采集數(shù)據(jù)，連續(xù)采集21組。數(shù)據(jù)結(jié)果對比分析結(jié)果如圖13所示。

2.2 鑰匙狀態(tài)模擬

汽車上的鑰匙檔位主要有KL15、KL30、KL31，為了覆蓋豐富的實車場景，在自動化測試平臺里使用繼電器模擬整車上的不同鑰匙狀態(tài)。

2.3 總線自動化測試

NI-VISA 是由美國NI 公司開發(fā)的可與多種儀器總線進行通訊的通用編程接口。

圖3 總線自動化測試

圖4 診斷測試

2.4 診斷自動化測試

本平臺軟件基于Vector 公司的CANoe 軟件，主要語言為CAPL 語言，CAPL 語言為類C 語言，對C 語言有友好的兼容性，通過CAPL 提供的C 語言函數(shù)接口，將VISA 函數(shù)進行C 語言封裝，然后在CAPL 函數(shù)里進行調(diào)用，實現(xiàn)對電源的控制操作。

6.持續(xù)加強職業(yè)防護培訓：職業(yè)暴露的發(fā)生同標準預防依從性有著很大關(guān)系。醫(yī)務(wù)人員在進行各項診療操作時，標準預防的理念尤為重要。職業(yè)暴露的預防關(guān)鍵在于安全意識的培養(yǎng)。目前，對醫(yī)護人員進行職業(yè)防護教育已被多個國家認為是減少職業(yè)暴露的重要措施[4]。醫(yī)院通過業(yè)務(wù)授課和海上醫(yī)療保障業(yè)務(wù)交流等方式，周期性培訓醫(yī)務(wù)人員預防職業(yè)暴露方法，從而降低職業(yè)風險，提高海上救治能力。

診斷自動化測試對軟件的配置簡便易于操作。如圖4 所示。包括刷新文件的加載、測試環(huán)境數(shù)據(jù)、ECU 地址信息、故障碼信息、是否聲明在線等[6]。

3 測試結(jié)果

自動化測試平臺在每次測試結(jié)束時都會自動生成測試報告，測試報告界面友好，測試人員與開發(fā)人員能夠快速定位問題、解決問題。

4 結(jié)論

基于CANoe 的總線和診斷自動化平臺很好地完成了ECU的總線和診斷測試，能夠發(fā)現(xiàn)ECU 產(chǎn)品在研發(fā)過程中的問題，幫助開發(fā)迅速定位問題，完善產(chǎn)品質(zhì)量，測試結(jié)果的準確和高效能夠加快產(chǎn)品開發(fā)過程，保證系統(tǒng)開發(fā)的質(zhì)量和進度。