一种基于L3整车架构的车载以太网DoIP诊断刷写测试方法及系统与流程

一种基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法及系统
技术领域
1.本发明涉及汽车检测技术领域，具体涉及基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试技术。


背景技术：

2.汽车新的电器架构中，以太网作为一种新型网络已经存在，以太网总线网络中的很多功能需要通过诊断服务来实现，比如在线编程（fbl），生产线电检、标定匹配、读取故障信息及数据流等，这些诊断功能涉及到车辆从生产线到4s店售后服务的一系列流程。车载以太网doip诊断刷写的正确性和可靠性对车辆的使用至关重要。fbl及生产线电检等功能在控制器开发过程中就需要应用，开发测试时间短，测试工作量大，测试结果可靠性要求高。
3.现有的车载以太网doip诊断刷写测试方法主要是通过测试设备简单正向在线编程进行测试，未考虑极端及错误应用场景，实际运用中存在刷写升级不稳定等问题，但是由于涉及到l3功能的控制器诊断服务数据流、故障码数量多，doip诊断刷写数据量大，手动以及简单正向测试存在工作量大、测试周期长、测试效率低、测试深度不够等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法及系统，解决的技术问题：测试设备手动发送诊断服务指令或简单正向在线编程测试以太网doip诊断及刷写功能存在工作量大、测试周期长、测试效率低及测试深度不够的问题。为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法，包括以下步骤：a1，上位机发送预编程的doip诊断服务报文至待刷写控制器，其中，所述上位机与待刷写控制器之间建立以太网doip连接。
5.a2，所述待刷写控制器向所述上位机回复预编程的doip ack应答；a3，所述待刷写控制器向所述上位机回复预编程的doip诊断服务肯定响应；a4，所述上位机向所述待刷写控制器发送编程的doip诊断服务报文；a5，所述待刷写控制器向所述上位机回复编程的doip ack应答；a6，所述待刷写控制器向所述上位机回复编程的doip诊断服务肯定响应；a7，所述上位机向所述待刷写控制器发送后编程的doip诊断服务报文；a8，所述待刷写控制器向所述上位机回复后编程的doip ack应答；a9，所述待刷写控制器向所述上位机回复后编程的doip诊断服务肯定响应；a10，所述上位机与所述待刷写控制器断开doip连接；a11，正向自动化测试结束，生成测试报告。
6.优选地，
在所述a3中，若所述待刷写控制器向所述上位机回复预编程的doip诊断服务否定响应，则所述上位机记录预编程的否定响应数据；在所述a6中，若所述待刷写控制器向所述上位机回复编程的doip诊断服务否定响应，则所述上位机记录编程的否定响应数据；在所述a9中，若所述待刷写控制器向所述上位机回复后编程的doip诊断服务否定响应，则所述上位机记录后编程的否定响应数据。
7.优选地，在所述a1中，所述建立以太网doip连接包括tcp建立连接、路由激活及请求诊断payload类型；在所述a10中，所述断开doip连接包括断开tcp连接和断开三次挥手。
8.本发明还提供一种基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法，包括以下步骤：b1，上位机向待刷写控制器发送预编程的doip诊断服务报文，其中，所述上位机与待刷写控制器之间建立以太网doip连接，且在所述上位机与所述待刷写控制器的刷写通道中周期加入某些特定的干扰报文；b2，所述待刷写控制器向所述上位机发送预编程的doip ack应答；b3，所述待刷写控制器向所述上位机回复预编程的doip诊断服务肯定响应；b4，所述上位机向所述待刷写控制器发送诊断服务数据内容超限制或者重复发送诊断服务请求；b5，所述待刷写控制器向所述上位机回复否定响应或者肯定响应；b6，所述上位机向所述待刷写控制器发送编程的doip诊断服务报文；b7，所述待刷写控制器向所述上位机回复编程的doip ack应答；b8，所述待刷写控制器向所述上位机回复编程的doip诊断服务肯定响应；b9，重复所述b4至b5；b10，所述上位机向所述待刷写控制器发送后编程的doip诊断服务报文；b11，所述待刷写控制器向所述上位机回复后编程的doip ack应答；b12，所述待刷写控制器向所述上位机回复后编程的doip诊断服务肯定响应；b13，所述上位机断开doip连接；b14，循环b1至b13，直至完成压力测试，其中所述循环的次数可根据具体情况自定义；b15，逆向极端工况自动化测试结束，生成测试报告。
9.优选地，在所述b3中，所述刷写控制器向所述上位机回复预编程的doip诊断服务否定响应时，所述上位机记录预编程的否定响应数据；在所述b8中，所述待刷写控制器向所述上位机回复编程的doip诊断服务否定响应时，所述上位机记录预编程的否定响应数据；在所述b12中，所述待刷写控制器向所述上位机回复后编程的doip诊断服务否定响应时，所述上位机记录后编程的否定响应数据。
10.优选地，在所述b1中，所述建立以太网doip连接包括tcp建立连接、路由激活及请求诊断payload类型；在所述b13中，所述断开doip连接包括断开tcp连接和断开三次挥手。
11.本发明还提供一种基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试系统，包括上位机、总线采集设备、可编程电源、板卡及以太网节点；所述上位机与所述总线采集设备相连，所述总线采集设备与以太网节点相连，所述上位机同时与所述可编程电源相连，所述可编程电源与板卡相连，所述板卡与所述以太网节点相连；所述上位机通过脚本控制所述可编程电源与所述板卡，自动控制被测所述以太网节点的上下电及故障注入，实现诊断及刷写的上下电逻辑测试及故障码测试，所述上位机通过脚本控制所述总线采集设备，模拟发送以太网doip诊断及刷写诊断服务报文，监控并采集以太网doip诊断报文，实现如上述的基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法，以判断以太网节点doip诊断及刷写功能是否正确。
12.优选地，所述上位机通过usb与所述总线采集设备连接。
13.优选地，所述总线采集设备与所述以太网节点通过usb连接100base
‑
t1连接。
14.优选地，所述总线采集设备与所述以太网节点通过usb连接100base
‑
tx连接。
15.通过采用上述技术方案，本发明可达到的有益技术效果陈述如下：本发明能快速测试以太网doip诊断及刷写功能，并能准确定位问题点。在按照测试用例设定好的测试步骤中加入特定的故障注入，上位机检测测试结果，若测试未通过，可通过自动化测试快速精准的定位软件问题点。本发明还可进行逆向自动化测试，如流程在按照测试用例设定好的测试步骤中断、跳过、发送报文数据错误等方面进行逆向全自动化测试，并且能通过上位机实现设定测试循环次数，多次耐久自动化测试，以及模拟极端工况自动化测试，如可模拟整车电源电压波动、高低压、总线干扰导致的错误、蓄电池异常断电等极端工况，实现doip诊断及刷写全自动化测试，精准的定位问题点。
附图说明
16.图1为本发明的测试原理图；图2为本发明的正向自动化测试流程图；图3为本发明的逆向极端工况自动化测试流程图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明作进一步说明。
18.随着芯片技术的发展，以太网技术已经进入汽车行业，车载控制器所能实现的功能变得越来越复杂，致使车载控制器的代码量也跟着水涨船高，每当控制器需要更新程序时，动辄需要刷写几十兆字节的数据，一些控制器代码量甚至高达成百上千兆字节，若使用500kb/s的can总线来进行刷写，即使在全负载的情况下传输数据，也需要花费几十分钟至数小时才能完成。如果使用汽车车载以太网doip刷写，可以大大提高控制器的刷写速度，提升控制器程序更新效率，因此，基于l3整车架构下，对控制器进行以太网doip刷写成为了一种趋势，但是，为了保证能正常的对控制器进行诊断以太网doip刷写必须确保以太网doip诊断刷写的正确性和可靠性。
19.因此，本发明提供了一种基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法及系统。
20.参见图1，为本发明的测试原理图。
21.测试系统包括上位机、总线采集设备、可编程电源、板卡以及以太网节点，上位机与总线采集设备通过usb相连，总线采集设备与以太网节点通过usb连接100base
‑
t1/tx连接，上位机同时与可编程电源相连，可编程电源与板卡相连，板卡与以太网节点相连，上位机通过脚本控制可编程电源与板卡，自动控制被测以太网节点的上下电及故障注入，实现诊断及刷写的上下电逻辑测试及故障码测试，上位机通过脚本控制总线采集设备，模拟发送以太网doip诊断及刷写诊断服务报文，监控并采集以太网doip诊断报文，通过对比分析，判断以太网节点doip诊断及刷写功能是否正确。
22.本测试系统可以实现基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法，本测试系统可实现正向自动化测试和逆向极端工况自动化测试。
23.参见图2，为本发明的正向自动化测试流程图，一种基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法，该测试包括正向自动化测试和逆向极端工况自动化测试，首先，陈述正向自动化测试方法，正向自动化测试之前还必须有如下的准备步骤：第一步，根据具体需求设计测试用例。
24.第二步，根据测试硬件情况搭建测试工程。
25.第三步，根据测试用例转化测试脚本。测试用例可通过办公软件如word\excel提前设计好，再实用测试上位机中的专用测试软件，如canoe等编写自动化测试脚本。
26.第四步，仿真测试环境，调试测试脚本，并将其调通。
27.第五步，连接待刷写测试的控制器，包括电源线、以太网通讯电缆线等，通过运行在计算机上的上位机测试软件，使用专用的设备通讯协议控制电源板卡给控制器上电，若是边缘节点需要激活使能线激活，即给激活使能端口上拉12v电。
28.第六步，上位机与待刷写控制器建立以太网doip连接，包括：ip地址配置、车辆发现、tcp建立连接、路由激活。ip地址配置可采用auto ip或dhcp协议配置，本发明通过上位机采用dhcp协议模拟发送tcp\ip报文进行ip地址配置。车辆发现采用doip报文进行，被测控制器会连续发送3帧车辆发现报文，上位机请求车辆id信息，控制器回复车辆id信息。tcp建立连接采用三次握手协议，首先上位机请求sny报文，接下来控制器ack应答，最后上位机发送握手成功tcp报文。路由激活上位机请求payload类型为0x0005的doip报文，控制器回复payload类型为0x0006的doip报文。
29.有了以上准备工作，开始本发明的基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法，该方法具体包括以下步骤：第一步，上位机发送预编程的doip诊断服务报文至待刷写控制器。上位机发送payload类型为0x8001的doip诊断服务报文，包括：扩展模式（10 03）、安全认证（27 01和27 02）、读控制器版本信息（22 服务 did）、例程控制编程预检查（31 $01 $02 $03）以及功能寻址报文（10、28、85服务）。
30.第二步，待刷写控制器向上位机回复预编程的doip ack应答。根据doip协议要求控制器在2s回复ack应答，报文payload类型为0x8002。
31.第三步，待刷写控制器向上位机回复预编程的doip诊断服务肯定响应，若回复预编程的doip诊断服务否定响应，则上位机记录否定响应数据。据doip协议要求控制器在p2server时间内回复肯定应答，报文payload类型为0x8003.回复报文包含第一步骤请求的所有的预编程请求服务报文：扩展模式（10 03）、安全认证（27 01和27 02）、读控制器版本
信息（22服务 did）、例程控制器编程预检查（31 $01 $02 $03）。
32.第四步，上位机向待刷写控制器发送编程的doip诊断服务报文。上位机发送payload类型为0x8001的doip诊断服务报文，包括：编程模式（10 02）、安全认证（27 01和27 02）、 写入指纹信息（2e服务 did）、下载驱动（非文件类刷写：34、36、37服务请求）、擦除app（$31 $01 $ff $00,文件类刷写不包含此服务请求）、下载app（非文件类刷写：34、36、37服务请求，文件类刷写：38、36、37服务请求）、app有效性检查（$31 $01 $ff $01）。
33.第五步，待刷写控制器向上位机回复编程的doip ack应答。根据doip协议要求控制器在2s回复ack应答，报文payload类型为0x8002。
34.第六步，待刷写控制器向上位机回复编程的doip诊断服务肯定响应，若回复的是编程的doip诊断服务否定响应，则上位机记录否定响应数据。据doip协议要求控制器在p2server时间内回复肯定应答。回复报文包含第四步骤请求的所有的编程请求服务报文：编程模式（10 02）、安全认证（27 01和27 02）写入指纹信息（2e服务 did）、下载驱动（非文件类刷写：34、36、37服务请求）、擦除app（$31 $01 $ff $00，文件类刷写不包含此服务请求）、下载app（非文件类刷写：34、36、37服务请求，文件类刷写：38、36、37服务请求）、app有效性检查（$31 $01 $ff $01）。
35.第七步，上位机向待刷写控制器发送后编程的doip诊断服务报文。上位机发送payload类型为0x8001的doip诊断服务报文，包括：ecu复位（11 03）、扩展模式（10 03）以及功能寻址报文（10、28、85服务）。
36.第八步，带刷写控制器向上位机回复后编程的doip ack应答。根据doip协议要求控制器在2s回复ack应答，报文payload类型为0x8002。
37.第九步，待刷写控制器向上位机回复后编程的doip诊断服务肯定响应，若回复的是后编程的doip诊断服务否定响应，则上位机记录否定响应数据。据doip协议要求控制器在p2server时间内回复肯定应答。回复报文包含第七步骤请求的所有的后编程请求服务报文：ecu复位（11 03）、扩展模式（10 03）。
38.第十步，上位机与待刷写控制器断开doip连接，包括：断开tcp连接和断开三次挥手。包括：断开tcp连接的四次挥手。上位机请求fin报文（第一块数据），即请求tcp断开，控制器回复ack应答并反馈滑动窗数据大小，上位机再请求fin报文(滑动窗数据),控制器回复ack应答，完成tcp四次挥手并断开。
39.第十一步，正向自动化测试结束，生成测试报告。以上十步完成后，上位机可根据每一步希望的期待结果将测试通过情况进行对比打印，按照相对时间点生成在网页版的测试报告中，未通过项标红提示，方便开发人员查看并定位问题点。
40.参见图3，为本发明的逆向极端工况自动化测试流程图，一种基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法，逆向极端工况自动化测试之前还必须有如下的准备步骤：第一步，根据设计思路编写测试用例。
41.第二步，根据测试硬件情况搭建测试工程。
42.第三步，根据测试用例转化测试脚本。
43.第四步，仿真测试环境，调试测试脚本，并将其调通。
44.第五步，连接待刷写控制器，通过测试环境设备及测试软件给待刷写控制器上电
至12v。
45.第六步，上位机与待刷写控制器之间建立以太网doip连接，包括tcp建立连接、路由激活及请求诊断payload类型。
46.有了以上准备工作，开始本发明的基于l3整车架构的车载以太网doip诊断刷写测试方法，该方法具体包括以下步骤：第一步，上位机向待刷写控制器发送预编程的doip诊断服务报文，在上位机与待刷写控制器的刷写通道中周期加入某些特定的干扰报文。如上位机可按照200ms周期加入功能寻址的诊断在线服务（3e 80），进行极端工况测试，要求控制器能够正确响应预编程doip诊断服务报文，并不能出现否定响应。
47.第二步，待刷写控制器向上位机发送预编程的doip ack应答。
48.第三步，待刷写控制器向上位机回复预编程的doip诊断服务肯定响应，若是回复的是预编程的doip诊断服务否定响应时，则上位机记录预编程的否定响应数据。
49.第四步，上位机向待刷写控制器发送诊断服务数据内容超限制或者重复发送诊断服务请求。上位机发送诊断服务数据超限制：可发送超出范围限制的指纹信息（日期或设备号）进行写入（2e did），进行逆向测试，上位机重复发送诊断服务：36传输数据时，可连续发送两个相同的软件段进行逆向测试。
50.第五步，待刷写控制器向上位机回复否定响应或者肯定响应。发送诊断服务数据超限制的指纹信息，要求控制器给出否定响应，目的能够追溯控制器升级时间及升级设备，方便维护。重复发送36诊断服务，要求控制器给出肯定响应，目的控制器刷写时增加容错处理机制，能够断点续传。
51.第六步，上位机向待刷写控制器发送编程的doip诊断服务报文。
52.第七步，待刷写控制器向上位机回复编程的doip ack应答。
53.第八步，待刷写控制器向上位机回复编程的doip诊断服务肯定响应，若回复的是编程的doip诊断服务否定响应，则上位机记录编程的否定响应数据。
54.第九步，重复b4至b5。
55.第十步，上位机向待刷写控制器发送后编程的doip诊断服务报文。
56.第十一步，待刷写控制器向上位机回复后编程的doip ack应答。
57.第十二步，待刷写控制器向上位机回复后编程的doip诊断服务肯定响应，若回复的是后编程的doip诊断服务否定响应，则上位机记录后编程的否定响应数据。
58.第十三步，上位机断开doip连接。
59.第十四步，循环b1至b13，直至完成压力测试，其中循环的次数可根据具体情况自定义。此发明已经做了一定的前期探索工作，为了实车刷写及ota升级稳定性测试要求，建议循环次数为300次，测试通过可达到良好的应用效果。
60.第十五步，逆向极端工况自动化测试结束，生成测试报告。