CN101303598A - 用于动态处理对象的方法和装置 - Google Patents

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CN101303598A CNA2007103076159A CN200710307615A CN101303598A CN 101303598 A CN101303598 A CN 101303598A CN A2007103076159 A CNA2007103076159 A CN A2007103076159A CN 200710307615 A CN200710307615 A CN 200710307615A CN 101303598 A CN101303598 A CN 101303598A
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Abstract

本发明涉及一种用于动态处理测试结构上对象的方法和装置，其中，测试结构由至少两个双向交换的系统和至少另一个所要测试的系统组成，其中，第一类型的对象属于在第一系统上构成的环境模型和这些对象可由一个测试模型进行处理。依据本发明的方法防止现有技术中公知的缺点，方法是产生与第一类型的对象类型相同或者类型相似的第二类型对象以及第一和第二类型的对象借助一个管理装置可供至少一个系统使用。

Description

用于动态处理对象的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于动态处理测试结构中的对象的方法和装置，其中测试结构由至少两个双向交换的系统和至少一个另外的要测试的系统组成，其中第一类型的对象属于在第一系统上构成的环境模型并且这些对象可由一个测试模型进行处理。本发明此外还涉及一种用于处理对象的管理装置。
背景技术
用于测试系统的测试结构所使用的方法和装置实践中已知有不同的方式，并主要在电子系统的开发和应用的大范围内应用于研究和工业开发中。这种应用得到推广的均是那些在最广泛的意义上必须解决过程控制任务的领域。概念“控制系统”下面作为概括性名称用于主要为测量、控制、调节、校正等任务使用的技术装置。在最广泛的意义上，它同时也是一种电子程控系统，例如在汽车应用领域所称的控制装置。概念“控制系统”并不局限于在系统理论的意义上狭隘地作为控制的定义上，通常调节也在控制系统上实现。
为便于理解，下面借助汽车的设备场境所使用的控制装置对本发明所依据的设想进行说明。这一点并未将本发明的设想局限在该应用领域上。
这种测试结构的主要特征是存在至少两个类似的单个系统，它们通常-但不一定非得-可以自主和动作，建立-一般情况下-双向的数据连接以及系统之间系统造成的特殊依赖关系。这种系统造成的依赖关系例如通过复杂的环境模型在一个所分配的测试装置上的运行而出现；在这里显而易见的是，在多个测试装置上构成的总模型具有设备场境(系统造成)的内在联系。同样可以设想其他依赖关系的形式，例如实施监测的实验系统(下面称为实验PC)和适用于实施的测试系统(下面称为测试装置)。
下面将一种表示特殊算法的程序称为环境模型，其在一种所具有的特殊设备场境中体现功能并-借助适当的模拟软件-与其他系统，例如控制系统这样交替作用，使控制系统的功能可以得到识别。已知的例子例如像用于测试汽车发动机控制装置的环境模型；在这里该环境模型表示一种通过控制装置控制的发动机对控制装置的功能所需的具体可靠度。环境模型操作控制装置的传感器并(虚拟地)对控制装置的执行机构做出反应。环境模型不一定非得直接与控制系统交互作用；也可以设想-在所述例子的扩展意义上-发动机控制装置连接在所要测试的发动机上；该发动机再与汽车的扩展的环境模型相连接，后者例如表示变速器或者具有所属传感器、执行机构和功能的行驶机构。
最后可在连续生产中使用的控制系统的开发大多以下列步骤进行：在功能开发方面，利用数学建模工具首先进行与以后的目标硬件和目标环境抽象化的调节器设计，其中，这样开发的调节器仅在模拟中利用同样仅作为数学模型存在的过程模拟进行验证。
在所谓Rapid Control Prototyping(RCP)的下个步骤中，抽象的调节器设计利用代码发生器编译成可执行的程序，其在一种通常非常强大的-并与最后使用的系列控制系统不可比较的-实时性的控制系统上运行。该RCP控制系统然后通过相应的I/O接口与实际所要影响的过程相互作用。如果对该结果满意，再通过相应配备的代码发生器从调节器的算术模型中产生系列控制系统可执行的代码，从而在系列应用中实际使用的控制系统可以配备系列应用中也必须配备的功能。
但在系列控制系统与实际过程相联系下进行实验之前，对相关的测试进行所谓的Hardware-in-the-Loop测试(HILL测试)。在HILL测试时，(系列)控制系统与一个测试装置相连接，其中，在该测试装置上利用环境模型模拟所要测试的控制系统的功能环境；控制系统因此与虚拟的环境交替作用，方法是环境模型通过测试装置向控制系统输出环境模型数据并通过数据通道从控制系统接收控制系统数据与测试装置相连接。
控制系统例如在汽车应用的领域内可以是发动机控制装置，其中，该发动机控制装置的环境模型然后是一个在测试装置上实时运行的发动机模型。但它完全也可以是一个在虚拟环境下运行的整车的行驶和发动机动态模型。该环境模型原则上不必涵盖所要测试的控制系统的所有接口，确切地说，环境的任意部分也可以通过实际分量实现。在前面的举例中这一点意味着，所要测试的控制系统实际上与实际的内燃机相连接，其中，发动机的环境(例如变速器、传动系、底盘和道路)利用一个在测试装置上运行的环境模型来模拟。该环境模型因此不一定是完整的环境模型，它可以直接和/或间接与所要测试的控制系统相连接。
在这种环境模型开发的框架内，目前通常在一种建模环境中制作这种模型-为此例如MatLab/Simulink(TheMathworks Inc.：”Simulink 6.5(R2006b)”；September 2006)的应用非常广泛。在这种建模环境中，利用所称的“模块”记录环境模型的功能；相关因素是控制流和/或数据流。为可以在测试结构中合理利用所制作的模型，必须将该模型以编译的方式在适当的系统上构成。因为根据这种环境模型的常用大小，数千个模块编译时间有时会持续数小时，所以缺点是-除了参数化的方法外-特别是较大的环境模型缺少灵活性。
为在电子技术/机电一体化的系统上使用而在通常没有例如像显示器或者键盘这种用户适用接口的计算机系统上执行编译程序代码，一般情况下需要准确说明目标计算机系统的边缘条件和框架条件的特性，因为通常所产生的程序直接在目标计算机系统执行，而且不是像在传统的个人计算机上执行程序所公知的那样在运行系统上受保护的环境下运行。通常适用于构成环境模型的系统相当于这种计算机系统；在这里它通常是专门适用于模拟具有例如像传感器或者执行机构接口的专用硬件的系统。
如果受到目标计算机系统的固定框架条件、这种目标系统的计算机结构和所要执行的程序代码-这里为环境模型-与处理器密切相关的编译的限制，那么在这种目标计算机系统上的构成一般视为确定性的；也就是说，一方面保证构成的可重复性，另一方面在构成之前就可以确定在考虑系统哪些分量的情况下进行构成。
在所介绍的测试结构的框架内，通常借助实验PC和适用的软件，例如ControlDesk(dSPACE GmbH：“ControlDesk 3.0”；Release 5.2vom 14.Dezember 2006)，监测所要测试的控制装置的反应；此外可以设想，借助其他适用的软件，例如AutomationDesk(dSPACE GmbH：“AutomationDesk 1.4”；Release 5.2vom 14.Dezember 2006)，有针对性地影响环境模型，以便可以在全部宽度内测定所要测试的控制装置的反应。环境模型的这种有针对性的影响需要足够了解环境模型的结构，特别是环境模型各变量的存储器地址。
构成的确定性在专用的目标计算机系统上构成环境模型之前，就可以使测试装置了解这些存储器地址。为此在编译的时间点上产生模型的描述，包括模型的模块、与所属的物理存储器地址的输出和可能的输入以及可能的输入。在本发明扩展的意义上，所述描述的单个项在下面部分将被称为第一类型的对象。
理想的是，所述描述与各组成部分(模块)在建模环境中所使用的标识相一致，而且反映出模型结构(特别是例如子系统)，从而可以更好地再识别相同的或者至少相近的标识，如果这种描述在例如上面所说明的程序(ControlDesk、AutomationDesk、...)中使用的话。
例如对于一种简单的模块模型来描述可能的方式，该模块模型由两个输入端、一个加法模块和一个输出模块组成。在控制流中，可供输入模块使用的数值在乘法模块中相乘并随后输出到输出模块。下面说明的语句仅为举例。
该说明中的各成分在这里通过中括号彼此隔开；为说明附上各对象的属性。
{simpe.mod
{in_01：int//0x00004314}
{in_02：int(const[1])//0x00004324}
{op_block_01：int//0x00004346}
：method＝multiply}
{out_01：int//0x00004628}
}
在所给出的说明中有四个对象，每个对象代表模型中的一个模块。如果该模型在测试装置上实现，那么在了解了该说明中所提及的模块标识符、例如“simple.mod.in_01”的情况下使用该标识符；所属的物理存储器范围进行计算机辅助分析并随后根据任务读出或者修改。通常的方法例如为校准的任务复合体；在这里，在实验装置中存在的人工滑动调节器-例如具有固定的数值范围、可通过计算机鼠标控制的滑动调节器-与从该说明中已知的对象“simple.mod.in_02”，具有起始值1的“整数”类型的常数相联系；实际物理存储器地址的分析由实验系统承担。
这种方法在现有技术中长期以来充分公知并被编制成文档。下面示范性地涉及这些信息的应用。
在测试中这种说明基本上用于借助监测或实验软件-例如ControlDesk或者AutomationDesk-在了解环境模型变量的物理存储器位置的情况下，这些变量有针对性地通过改写进行影响或者读取，以测定所要测试的单元-例如控制装置-所希望的反应。测试模型的开发或者在与全部实验相联系的其他任务的解决通过使用总体上相同的标识符变得更为容易。
实践中的情况表明，包含标识符的这种说明与模型分开提供。
Leinfellner等人在欧洲专利申请No.EP06/018.945.3中介绍了一种方法，即上面所说的影响不是由实验PC进行，而是直接在测试装置上进行。特别是该方法的特征在于，在测试装置上执行除环境模型以外的至少一个测试模型，存在某种功能上的独立性以及-在测试运行中-测试模型与环境模型在那里所介绍的方法的意义上同步执行。
所述在一个测试装置上同步执行两个模型在以指定的计算和采样频率为基础的示例性实验结构上需要一个控制同步的模型或实现控制两个模型的上级机构。这种机构例如可以包括一个定时相关器，其在以计算和采样频率为基础的时间单位开始时实现与该时间单位相关的环境和测试模型部分。这种机构此外还可以包括这样的装置：其检查实时标准的遵守情况并例如在超过允许的时间单位时进行记录误差项或者执行其他所规定的活动。特别是对实时条件和同步性具有严格要求的任务，利用这种方法过程可以比由实验PC操作测试装置的传统方法更为精确地得到解决。
测试模型的开发-例如借助传统的编程语言或者通过图形记号(例如借助所述的Simulink软件)-通过使用所提到的对模型的说明而得到明显简化。在常见的开发过程中，可以使用各环境模型组成部分(模块)的说明中列举的标识符情况下-与物理存储器地址的具体使用相联系-形成可以更佳读取的测试模型。只有在这样形成的测试模型的执行时刻(或者在编译时)，才将所使用的标识符转换成对应的物理存储器地址。
特别是在一个测试过程中不同任务的情况下连续使用相同的标识符可以得到良好的概览性；但缺点是在编译环境模型时产生的说明具有与环境模型相比类似的静态字符。因此值得追求的是在全部测试结构中动态使用标识符。
发明内容
因此本发明的任务和目的在于，提供一种用于动态处理对象的方法和装置，其中至少部分避免上述缺点。
根据本发明的第一项指导，在一种用于动态处理测试结构中的对象的方法中，其中测试结构由至少两个双向交换的系统和至少另一个所要测试的系统组成，其中第一类型的对象属于在第一系统上实现的环境模型，并且这些对象可由一个测试模型进行处理，上述目的依据本发明由此得以实现，即产生与第一类型的对象类型相同或者类型相似的第二类型对象，并且第一和第二类型的对象借助一个管理装置可供至少一个系统使用。
依据本发明的方法与现有技术中已知和介绍的方法相比在诸多方面均具有优点。第一类型的静态说明或静态对象中缺少动态性的缺点通过第二类型的对象可以依据第一项指导以类型相同或者类型相似的方式动态产生从而得到消除。
第二类型的对象依据本发明的第一项指导至少在结构上与第一类型的对象一致。在本发明的构思基础上常见的应用情况下-正如所介绍的那样-物理的存储器地址通过对象的计算机辅助分析而确定。依据Leinfellner等人所介绍的方法，第一类型对象的这种计算机辅助分析也是在测试装置本身上执行的。在本发明的意义上，现在产生了第二类型的对象。
这一点示范性地借助一个虚构的例子进行说明。该例子的目的在于，对在说明书开始处提出的简单模型进行修改，使得相乘的输出值以可调节的系数变化。
一种与Leinfellner等人提出的方法相应的解决方案例如在于设计一种测试模型，其(在遵守与模型相关的实时标准的情况下被周期性地调用)读取乘法模块“simple.mod.op_block_01”的输出值、与系数相乘并将结果输出到输出模块“simple.mod.out_01”。但有利的是，依据上述目的系数应可以控制。
为此适合使用如从现有技术中公知的实验软件。这些软件可以在包括第一类型对象的情况下确定所属的物理存储器地址并用(新的)数值填充。对测试模型上实现的系数的访问不能按照这种方式进行。
依据本发明，现在该目的在测试模型中例如通过产生第二类型的对象得以实现，其通过标识符“simple.mod.gain_block_01”做出响应并包括一个例如起始值为1的参数“faktor”。该对象借助一个管理装置在示例性的实现中提供给实验PC。在那里可以如上所述在了解对象标识符的情况下确定系数-在这里例如为Gain模块、也就是放大器(乘法器)所属的物理地址，并对其例如借助滑动调节器进行修改。得到测试模型中具有的给出了乘法模块“simple.mod.op_block_01”输出值与系数相乘的输出结果的指令，其通过所述的方法过程得到补充。
依据本发明的方法另一实施例的特征在于，第二类型的对象的产生特别是通过测试模型和/或者测试模型的一部分产生或通过其开始。依据所述的测试结构，测试模型在测试装置上实现；但同样也可以-在与这种实施例不同的情况下-使新对象的产生通过其他试验系统或者其他系统实现或者开始。
按照根据本发明的方法的一种特别优选的实施例，第二类型对象的存在与测试模型或测试模型部分的执行或开始相关联，并因此在另一种特别优选的实施例中，第二类型对象在测试模型的结束时或者结束后被清除；此外，测试模型可以对第二类型的对象进行修改。
第二类型的对象在一般情况下-依据本发明的方法-与进一步的处理通过任意给出的规程-理想地通过由代表测试模型、从调节技术的关系中产生的目的相联系。也就是说，只要该规程在总的实验中不继续存在，依据本发明就清除第二类型的对象。
在另一种优选的实施例中，第二类型的对象可与-第一和/或第二类型-的对象相联系。在本发明的意义上具有优点的是，环境模型的功能借助测试模型的功能相联系。例如-与上面提到的例子相关-乘法模块“simple.mod.op_block_01”可以由其他计算规程取代。为此，产生第二类型的对象，其根据目的与修改的计算规程相联系。该对象然后在计算规程中或者以其他途径与所希望的输出模块-在这里例如为第一类型的对象：“simple.mod.out_01”-相联系，从而使数值输出-理想地在考虑到Leinfellner等人介绍的调度方法情况下-周期性地进行。在可能的计算规程的限度内可以设想第一类型和第二类型的对象的其他任意双向组合。
此外可以设想的方案是，为准备实验或者为后续处理较大量的结果，所产生的第二类型的对象可供进一步处理和/或控制。
按照根据本发明的方法另一优选实施例，第一和第二类型对象的信息以及第二类型对象的修改借助一个管理装置来管理，并可供测试结构中的其他系统使用。
按照一种优选的实施例，位于测试装置上的管理装置提供用于进一步应用的第一和第二类型的对象。该管理装置在一种特别优选的实施例中直接或者间接通过测试模型或实现测试模型的机构来控制；该机构或者测试模型将关于第二类型对象的信息储存在管理装置内。管理装置依据该实施例例如借助触发信号将这些信息和/或这些信息的存在主动告知其他系统；依据另一实施例可以设想，管理装置周期性地由其他系统询问，也就是根据需要而通告；作为替代，管理装置可以在存储器内提供通知或信息。
此外，依据本发明的方法和装置在另一优选的实施例中这样构成，使其因此可以执行在本发明的范围内所介绍的方法步骤。
附图说明
现在分别给出了实现和进一步构成依据本发明的方法和管理装置的多种可能性。其中既参照权利要求1和10的从属权利要求，也参照对附图所示依据本发明的方法的实施例的说明。图中：
图1示出一个简单模型的示意图；
图2示出一个简单模型的示意图，其特别是参照与权利要求1-9的相当于
第二类型对象的分量扩展；
图3示出一个依据本发明的测试结构的示意图，其由两个双向操作的系统和另一个要测试的系统组成；以及
图4示出在考虑到依据权利要求、特别是与权利要求1所述方法相关的管理装置的情况下本发明意义上的测试装置的示意图。
具体实施方式
图1-4借助不同的实施例分别示出依据本发明的方法和依据本发明的装置各自特定的方面。为了简明起见，附图和对附图的说明为便于理解示出优选实施例的简化视图。
图1以图形标记示意地示出一个简单模型。最初位于在控制和数据流内的单元0151、0152-例如数据源-将收到的数值传送到下个单元0154-例如上面介绍的例子中的乘法模块。该模块进行整体化的操作-在这里也就是将从单元0151、0152中获得的数值相乘并将所得到的结果输出到一个输出单元0155-例如数据宿。
图2如按照依据本发明的指导那样示意地示出一个与所描述的第二类型的对象相对应的、实际不存在的模块0261-例如以如上面所介绍的例子中那样放大器的形式-从使用者的角度来看与存在的环境模型(由0251、0252、0254、0255组成)整体构成。在本实施例中，实际不存在的模块0261包括一个计算规程，其影响模块0254的乘法结果并将该受影响的新结果输出到模块0255。在本发明另一种未示出的实施例中，虚拟的模块0261内还有第二类型的另一对象，其代表了包含常数形式的放大器系数的一个模块；该另一对象例如可以在了解来自实验软件所使用的标识符情况下进行影响-但也可以设想通过测试模型的其他分量进行影响。
图3示出本发明意义上的一个测试结构。所要测试的单元0321双向地通过数据传输装置0309与测试装置0302相连接，该装置再通过数据传输装置0308与另一系统0301、最好是与实验PC交替作用。对于本发明而言特别有价值的是，在一个测试结构中测试装置0302和实验PC 0301相互交替作用。特别具有优点的是，第二类型对象可借助标识符响应的物理存储器地址通过实验软件和/或测试软件和/或其他测试模型在由Leinfellner等人所提出的发明意义上使用。
图4示意地示出一个测试结构以及另一个以对测试结构的了解为基础的组成部分的不同细节。特别是示出一个系统，在这里为实验系统0401，在这个例子中以分开的文件的方式存的说明0404a可供该系统使用，此外还示出一个具有物理存储器0405的测试装置0402、一个所实现的环境模型0403、一个所实现的测试模型0406以及一个用于处理第一和第二类型的对象的管理装置0407，此外还示出反映说明0404a内容的对应说明0404b，其可供管理装置使用。此外在测试装置的内部所实现的对象之间产生(未详细说明的)不同数据流。
附图标记列表
附图标记通常表示一种类型的多个事件或者类型相同或相似的变体。
0151  输入模块的示意图
0152  输入模块的示意图
0154  操作模块的示意图
0155  输出模块的示意图
0251  输入模块的示意图
0252  输入模块的示意图
0254  操作模块的示意图
0255  输出模块的示意图
0261  一个按照第二类型的对象意义上的模块示意图
0301  实验系统
0302  测试装置
0308  依据权利要求1的实验系统与测试装置之间的数据传输装置
0309  测试装置与所要测试的系统之间的数据传输装置
0321  所要测试的系统
0401  实验系统
0402  测试装置
0403  所实现的环境模型
0404  a：作为分开的文件的第一类型对象的说明
0404  b：作为可在测试装置上调用的数据源的第一类型对象的说明
0405  测试装置上的物理存储器
0406  所实现的测试模型
0407  依据本发明的管理装置
0408  依据权利要求11的主动或被动提供

Claims (11)

1. 用于动态处理测试结构中的对象的方法，其中测试结构由至少两个双向交换的系统和至少一个另外的所要测试的系统组成，其中第一类型的对象属于在第一系统上实现的环境模型，并且这些对象可由一个测试模型进行处理，其特征在于，产生与第一类型的对象类型相同或者类型相似的第二类型对象，并且第一和第二类型的对象借助一个管理装置可供至少一个系统使用。
2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，第二类型对象的产生通过测试模型和/或测试模型的功能组成部分开始和/或执行。
3. 按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第二类型对象的产生通过测试模型和/或测试模型的功能组成部分在启动测试模型时或者在测试模型的运行时间中开始和/或执行。
4. 按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第二类型的对象随着测试模型的结束而被清除。
5. 按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第二类型的对象通过测试模型清除或者改变。
6. 按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第二类型的对象的产生、改变或者清除借助管理装置可供其他系统使用。
7. 按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第二类型的对象可与第二类型的其他对象和/或第一类型的对象相关联。
8. 按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第二类型的对象以计算规程和/或功能的形式实现。
9. 按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第二系统为适用于执行实验软件的标准PC。
10. 按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，管理装置主动或者被动地提供关于第一和第二类型对象的信息。
11. 按前述权利要求之一所述的管理装置，其特征在于，管理装置的调用和结束与测试模型的开始和结束相关联。
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