一种汽车混合总线集成台架的故障注入系统、自动化测试系统及方法与流程

1.本发明属于汽车零部件设计开发技术领域，具体地，涉及一种汽车混合总线集成台架的故障注入系统、自动化测试系统及方法。


背景技术：

2.车载通信技术随着智能网联汽车技术应用变得越来越复杂，之前的车载总线主要以低速1mbit/s以下的can(controller area network)和linlocal interconnect network为主，自从德国宝马公司将工业以太网引入到汽车领域后，车载以太网主要以100mbit/s已成为车辆通信系统的骨干网。导致车载控制器通信接口增多、数据交互逻辑复杂、数据量指数增加。从而对整车通信系统进行试验室环境下的台架测试保证实车通信系统的稳定可靠就显得尤为重要。
3.现有技术主要采用实车线束及测试样件连接成一个labcar测试台架，测试台架主要包含如下模块：供电电源、数据监测设备、数据分析软件、计算机、整车线束、整车控制器。通过整车线束将控制器及控制器外设进行连接，并采用手动的方式进行台架上电，然后监测总线数据，且目前由于车载以太网技术全新应用，主要监测的数据仍为低速can/lin总线数据，通过手动调节控制器外设，如转向开关等，监测总线数据是否随开关状态变化而变化，同时也监测总线是否存在异常情况，如错误帧等。而对车载以太网数据智能通过读取故障码判断高速通信链路是否正常，缺少有效的监测手段，更不用说故障注入设备。
4.目前，乘用车车载通信系统采用多种总线共同应用的技术，包括车载以太网、canfd、can以及lin等，在产品测试验证阶段，多会搭建试验室环境下的系统集成测试台架，采用手动的方式进行测试，主要存在如下问题：
5.1、测试效率低下，很难满足当前车内大数据量交互需求，包括车载控制器数量多，通信协议复杂，多协议间路由机制繁复，针对每个信号交互、每个测试用例都需要对测试数据进行手动分析，且需要手动编写测试报告；
6.2、测试覆盖度不足，手动测试主要进行台架上电后的数据监测类测试，比如发送的报文周期，与数据库的一致性校验等；但是对于故障注入类测试是无法实现的，比如总线开短路故障，以毫秒为单位的频繁台架上下电；初始化的单节点响应测试等；这些内容都无法通过简单的手动方式实现，需要可程控的电源、板卡硬件资源，通过编写测试脚本方式才能实现；
7.3、测试一致性不够，基于上述1、2点描述，每次测试由于手动不确定性引入，导致上下电逻辑，故障注入的精准时间，以及数据分析的准确性都会受到影响，导致测试可重复性和结果一致性出现问题。


技术实现要素：

8.基于以上问题，本发明提出了一种汽车混合总线集成台架的故障注入系统、自动
化测试系统及方法，成倍提升测试效率，通过引入程控硬件设备，实现自动化控制，提升测试覆盖度同时，有效保障测试一致性。
9.本发明通过以下技术方案实现：
10.一种汽车混合总线集成台架的故障注入设备：
11.所述故障注入设备包括故障注入设备的供电接口，供电控制通道以及通信控制通道；
12.所述供电接口，用于为设备正常工作提供供电；
13.所述供电控制通道，接于程控电源与被测设备之间，用于控制被测设备的供电；
14.所述通信控制通道接于被测单元的通信链路上，用于控制通信链路的工作状态。
15.进一步地，
16.所述故障注入设备用于对被测设备9进行故障注入；
17.所述故障注入包括通信物理总线短路、通信物理总线对电短路、通信物理总线对地短路。
18.一种汽车混合总线集成台架自动化测试系统：
19.所述自动化测试系统包括上述的故障注入设备；
20.所述自动化测试系统还包括：测试管理平台1、测试用例编辑及执行模块2、工控机3、程控电源4、总线数据监测设备5、故障注入设备6、总线通信干扰设备7、输入输出仿真设备8和被测设备9；
21.所述工控机3与程控电源4、总线数据监测设备5、总线通信干扰设备7、输入输出仿真设备8和被测设备9顺次连接；
22.所述工控机3包括测试管理平台1和测试用例编辑及执行模块2。
23.进一步地，所述测试管理平台1用于整套自动化测试系统的进行过程及数据管理，包括测试需求管理、测试用例管理、测试用例与测试脚本之间的映射管理、测试执行软件调用、测试执行过程状态跟踪、测试结果管理、测试报告生成一级测试数据管理；
24.所述测试用例编辑及执行模块2用于传输测试管理平台1的参数信号，实现整套自动化测试系统中硬件的调用与控制，实现自动化测试；
25.所述工控机3用于运行测试管理平台1和测试用例编辑及执行模块2；
26.进一步地，所述程控电源4受测试用例编辑及执行模块2控制，为整套自动化测试系统供电；
27.所述总线数据监测设备5用于监测记录总线数据，包括车载以太网数据和can/lin总线通信数据，将监测数据实时回传至测试用例编辑及执行模块2，用于实时数据分析及处理；
28.所述故障注入设备6用于总线故障注入和电源故障注入，且支持多种总线的正常通信；
29.所述总线通信干扰设备7用于对通信总线的数据实施干扰，包括增加总线负载率一级自定义形式注入错误帧，实现对正常通信总线施加额外干扰功能；
30.进一步地，所述输入输出仿真设备8与被测设备9的以太网控制器连接，为可程控的i/o控制板卡，用于进行数字输入、数字输出、模拟输入和模拟输出；
31.所述被测设备9包括整车网络通信系统下的多类型控制器，包括以太网控制器、
can控制器和lin控制器。
32.一种汽车混合总线集成台架自动化测试系统的测试方法：
33.所述方法具体包括以下步骤：
34.s1、布置台架自动化测试系统，设备初始化，测试设备正常上电；
35.s2、管理平台配置测试参数、选择测试用例，调用测试用例编辑及执行模块2进行测试；
36.s3、工控机3控制程控电源4为台架供电，依据选择测试用例控制故障注入设备6进行故障注入操作；
37.s4、总线数据监测设备5监测总线数据；
38.s5、数据反馈至测试用例编辑及执行模块2，测试用例编辑及执行模块2对测试数据进行分析；
39.s6、获取测试结果，判断测试用例是否通过；
40.s7、生成测试报告；
41.s8、测试数据回传至测试管理平台1用于存储；
42.s9、单条测试用例执行结束。
43.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
44.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
45.一种车辆，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现上述方法的步骤。
46.本发明有益效果
47.本发明通过混合总线构架在集成系统之中，能够成倍提升测试效率，通过引入程控硬件设备，实现自动化控制，提升测试覆盖度同时，有效保障测试一致性及完整性；
48.本发明经过通信行为测试，包括初始化通信行为测试，正常工况下的通信稳定性测试，网络管理逻辑测试，下电后台架的睡眠唤醒测试以及睡眠稳定性测试，信号交互逻辑测试等多种测试，验证了本发明在实车通信系统中的稳定性及可靠性。
附图说明
49.图1为本发明的测试系统原理图；
50.图2为本发明的低速can总线故障注入设备；
51.图3为本发明的高通车载以太网总线故障注入设备；
52.图4为本发明的测试流程图；
53.图5为本发明的内部通讯结构，其中401为存储器，402为处理器，403为通信接口；
54.图6为现有基于labcar手动测试环境。
具体实施方式
55.下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本
发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
56.结合图1至图6。
57.一种汽车混合总线集成台架的故障注入设备：
58.所述故障注入设备包括故障注入设备的供电接口，供电控制通道以及通信控制通道；
59.所述供电接口，用于为设备正常工作提供供电；
60.所述供电控制通道，接于程控电源与被测设备之间，用于控制被测设备的供电；
61.所述通信控制通道接于被测单元的通信链路上，用于控制通信链路的工作状态。
62.所述故障注入设备用于对被测设备9进行故障注入；
63.所述故障注入包括通信物理总线短路、通信物理总线对电短路、通信物理总线对地短路等。
64.一种汽车混合总线集成台架自动化测试系统：
65.所述自动化测试系统具体包括：测试管理平台1、测试用例编辑及执行模块2、工控机3、程控电源4、总线数据监测设备5、故障注入设备6、总线通信干扰设备7、输入输出仿真设备8和被测设备9；
66.所述工控机3与程控电源4、总线数据监测设备5、总线通信干扰设备7、输入输出仿真设备8和被测设备9顺次连接；
67.所述工控机3包括测试管理平台1和测试用例编辑及执行模块2。
68.所述测试管理平台1用于整套自动化测试系统的进行过程及数据管理，包括测试需求管理、测试用例管理、测试用例与测试脚本之间的映射管理、测试执行软件调用、测试执行过程状态跟踪、测试结果管理、测试报告生成一级测试数据管理等；
69.所述测试用例编辑及执行模块2用于传输测试管理平台1的参数信号，实现整套自动化测试系统中硬件的调用与控制，实现自动化测试；
70.所述工控机3用于运行测试管理平台1和测试用例编辑及执行模块2；
71.所述程控电源4受测试用例编辑及执行模块2控制，为整套自动化测试系统供电；
72.所述总线数据监测设备5用于监测记录总线数据，包括车载以太网数据和can/lin总线通信数据，将监测数据实时回传至测试用例编辑及执行模块2，用于实时数据分析及处理；
73.所述故障注入设备6用于总线故障注入和电源故障注入等，且支持多种总线的正常通信；
74.所述总线通信干扰设备7用于对通信总线的数据实施干扰，包括增加总线负载率一级自定义形式注入错误帧等，实现对正常通信总线施加额外干扰功能；
75.所述输入输出仿真设备8与被测设备9的以太网控制器连接，为可程控的i/o控制板卡，用于进行数字输入、数字输出、模拟输入和模拟输出等，用于实现如控制器的睡眠唤醒条件触发模拟操作；
76.所述被测设备9包括整车网络通信系统下的多类型控制器，包括以太网控制器、can控制器和lin控制器。
77.一种汽车混合总线集成台架自动化测试系统的测试方法：
78.所述方法具体包括以下步骤：
79.s1、布置台架自动化测试系统，设备初始化，测试设备正常上电；
80.s2、管理平台配置测试参数、选择测试用例，调用测试用例编辑及执行模块2进行测试；
81.s3、工控机3控制程控电源4为台架供电，依据选择测试用例控制故障注入设备6进行故障注入操作；
82.s4、总线数据监测设备5监测总线数据；
83.s5、数据反馈至测试用例编辑及执行模块2，测试用例编辑及执行模块2对测试数据进行分析；
84.s6、获取测试结果，判断测试用例是否通过；
85.s7、生成测试报告；
86.s8、测试数据回传至测试管理平台1用于存储；
87.s9、单条测试用例执行结束。
88.本发明在台架测试验证阶段主要进行如下内容测试：通信行为测试，包括初始化通信行为测试，正常工况下的通信稳定性测试，网络管理逻辑测试，下电后台架的睡眠唤醒测试以及睡眠稳定性测试，信号交互逻辑测试等；
89.数据转换测试，包括不同协议间的数据路由测试，路由时效性及稳定性测试；
90.通信鲁棒性测试，包括链路异常后的恢复测试，通信过载后的恢复测试，供电异常下的通信行为测试等；
91.极端工况测试，电压异常测试，频繁上下电测试，以及部分节点失效测试等；
92.以上除正常工况下的数据记录分析外，其他都基于故障注入及通信干扰方式，需要除数据监测设备外的其他设备介入，而这些测试通过手动方式是无法实现的。
93.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
94.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
95.一种车辆，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现上述方法的步骤。
96.车辆还包括：
97.通信接口403，用于存储器401和处理器402之间的通信。
98.存储器401，用于存放可在处理器402上运行的计算机程序。
99.存储器401可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器non-volatile memory，例如至少一个磁盘存储器。
100.如果存储器401、处理器402和通信接口403独立实现，则通信接口403、存储器401和处理器402可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构industry standard architecture，简称为isa总线、外部设备互连peripheral component，简称为pci总线或扩展工业标准体系结构extended industry standard architecture，简称为eisa总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
101.可选的，在具体实现上，如果存储器401、处理器402及通信接口403，集成在一块芯片上实现，则存储器401、处理器402及通信接口403可以通过内部接口完成相互间的通信。
102.处理器402可能是一个中央处理器central processing unit，简称为cpu，或者是特定集成电路application specific integrated circuit，简称为asic，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
103.以上对本发明所提出的一种汽车混合总线集成台架的故障注入系统、自动化测试系统及方法，进行了详细介绍，对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。