高效的汽车电子测试

　　1 引言

　　过去十年，汽车电子行业的状况发生了翻天覆地的变化。起初，在汽车上仅使用了几个ECU，但是现在某些豪华车安装的ECU数量超过了60个。增加的电子系统提高了安全性、舒适性并节约了能源。今天，更多的创新依赖于电子技术，并且很多功能的实现日益依赖于软件。

　　复杂度的增长使得全面而高效的测试变得比以往任何时候都更加重要。大量电子元件的广泛使用导致潜在错误源的数量急剧增多。测试可以极早发现并改正错误、尽可能降低成本，在ECU开发的所有阶段它都是不可或缺的。只有将部件集成起来并运行于真实环境和实时条件下时，一些系统缺陷才会暴露出来。这让测试成为了一门跨部门和跨厂商的学科。

　　早期发生的大量电子故障说明在不考虑上述事实、忽视系统测试的情况下会发生什么问题。在开发过程中问题发现的越晚，那么对成本增长产生的影响就越严重。极端情况下由于修正错误而引起的产品召回更加清楚地说明了这一点。虽然汽车工业的成员吸取了这些教训，现在对测试极为重视，然而可以通过利用现有的资源进一步提高效率。虽然测试成本占用了相当的项目预算，但是保证了ECU的正确功能。因此，使用明晰的概念（比如使用现代方法和

工具代替不恰当的自动测试步骤）达到最高的测试质量和测试深度是非常重要的。

　　2 分析、仿真和测试工具

　　ECU网络是汽车电子的中枢。在这里，残余总线仿真方法为进行ECU测试建立了重要基础。如果没有对ECU环境的初步模拟，那么大多数ECU都不能有意义地运行。比如，很多ECU只有在提供网络管理功能的条件下才能正常运转。

　　来自Vector Informatik公司的CANoe是一个被广泛使用的用于分析、仿真和测试分布式、嵌入式系统的工具（图1）。它被广泛应用于残余总线仿真并且支持所有重要的总线系统——特别是CAN、LIN、MOST和FlexRay——Vector Informatik公司也提供适用于这些总线系统的PC接口。现有的商业接口卡可用于从CANoe访问ECU的I/O线路。此外，Vector宣布将发布一种带有特定测试功能（比如切换附加负载到ECU终端和将其直接短路）的I/O硬件产品。

　　[图1：CANoe包含针对网络系统的分析、仿真和测试功能]

　　不同的分析功能、仿真组件和测试序列依赖于以数据库形式集成在工具中的模型。它们可能是用于CAN的DBC格式的通信矩阵、用于FlexRay的FIBEX文件、用于MOST的XML功能目录或用于LIN的LDF文件。同样地，可使用CDD和ODX描述文件来描述ECU的诊断功能。测试描述文件除了包含系统的基本信息外，还包含了信号、报文和诊断服务等的符号化名称。这简化了测试人员和测试开发者的工作，并且在测试和通信描述之间创建了一个抽象层。

　　任何运行Windows操作系统的简单PC工作站都可运行CANoe。使用实时配置系统可以建立具备高实时性能的、更为强大的测试站。实时配置系统由两部分组成（图2）：一台运行实时操作系统（Windows CE）的专用电脑，用于执行残余总线仿真和实际的测试；另一TD立的PC机，用作图形用户界面和进行评估。在该设置中，系统也可用作进行部件HIL测试的测试执行环境。

　　[图2：双机运行的CANoe Real-Time提供了更高的实时性]

　　3 测试与开发的集成

　　如今的开发模型在多个开发阶段都要求进行测试（图3）。通常，个体测试是独立的、分离的活动，是由专门的人使用专门的工具、语言和方法在正确装备的专用工作站上完成的。这里，创建测试通常是一项独立的工作，与其它开发活动是分开的。

　　[图3：测试在所有开发阶段都是不可或缺的]

　　这种分段式的工作方法产生于将开发过程中众多不同的任务分配给专门的工作组。但是，如果对任务分割的要求太严格，那么存在于不同开发和测试任务间的众多关联点将很有可能不能被优化利用。比如，只有很好地协调部件测试和系统测试才能避免开发大量内容相同的冗余测试用例。当使用兼容工具时，已经开发出来的测试用例可以作为其它不同领域的开发基础。避免冗余开发释放了占用的资源，比如可以将其投入到现有测试用例及其高级开发的确认工作中。全面的测试管理为协作提供了坚实的基础，共用相同的测试用例优化了测试的广度和深度。协调也有助于发现和填补测试缺口。

　　除了连接不同的测试阶段，开发和测试活动也必须相互联系并互相适应。应当将测试理解为开发的组成部分，需要使用恰当的方法和工具对其进行广泛的支持。这必须从程序上和组织上得到保证。这里，重要的是测试与开发一起进行，而不是只在要求的正式确认阶段进行。理想的情况是，可以直接在ECU开发者的工作地点利用现有的资源直接进行测试。