CN108345288A - Can信号接口软件的自动生成方法、系统及车辆 - Google Patents

Can信号接口软件的自动生成方法、系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种CAN信号接口软件的自动生成方法、系统及车辆，该方法包括：调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息；生成调用基础软件层接收的CAN报文接口函数的接收模型；生成为接收模型的输入进行赋值的赋值模型；生成CAN报文的解包模型；生成数据正确性的检查模型，以在接收模型接收到CAN报文时，根据赋值模型、解包模型以及检查模型对CAN报文进行解包和校验。本发明的CAN信号接口软件的自动生成方法可以减少RTE层接口和变量数量，减小系统栈的使用率和系统负载率，保证系统运行可靠性，另外，减轻开发人员的负担，并且能够减少出错的可能，提高程序的可靠性与稳定性。

Description

CAN信号接口软件的自动生成方法、系统及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种CAN信号接口软件的自动生成方法、系统及车辆。
背景技术
电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)是汽车电子中的核心器件，多个电子控制单元通过车载网络完成协调与连接，完成对发动机、车身、底盘、通信等的控制。现阶段，各个ECU通常是通过CAN(Controller Area Network)即控制器局域网总线连接在一起，形成一个综合的控制系统。
目前，汽车的各个ECU的CAN信号解包与打包工作主要在基础软件(BSW，BasicSoftware)层进行。BSW从CAN总线接收到报文后，对收到的报文进行解包，通过RTE(RunTime Environment)层接口传输给应用软件(ASW,Application Software)层，进行控制策略计算，ASW层将控制策略计算完成的信号经过RTE层接口传输给BSW后，BSW将各信号进行打包并发送到CAN总线。
由于汽车各ECU需要大量的信号交互，与之对应也需要大量的RTE层接口函数及变量，这些函数在系统运行时，会增大系统栈使用率和系统负载率。ECU越多，交互信号越多，该现象越明显。另外，CAN信号解包与打包工作无论在BSW层还是在ASW层进行，都需要针对每一个ID中的每一个信号编程或搭建模型，是一项极其繁琐的工作。过程中大部分是根据一定的规则进行的重复工作，仅仅是参数的变化。而且，在汽车整车开发阶段，会根据实际情况频繁升级CAN矩阵，频繁升级CAN信号解包与打包程序。每增减一个CAN报文甚至每修改一个参数，都需要人工手动查找修改模型或者代码。大量的报文和参数变化导致的大量重复工作，不仅使人身心不悦，更会带来较大的出错概率。另外，CAN矩阵的每次升级，都需要进行接口测试工作，接口测试是一种繁琐且枯燥的工作，需要针对各个信号数据的范围及边界条件逐个设置测试用例，过程中涉及到的计算需要耗费大量的人力，且稍不注意，极容易发生错误且不易发现，从而导致后期排错成本的提高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种CAN信号接口软件的自动生成方法，该方法可以减少RTE层接口和变量数量，减小系统栈的使用率和系统负载率，保证系统运行可靠性，另外，减轻开发人员的负担，并且能够减少出错的可能，提高程序的可靠性与稳定性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种CAN信号接口软件的自动生成方法，包括以下步骤：调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息；生成调用基础软件层接收的CAN报文接口函数的接收模型，其中，所述接收模型的输入包括报文ID、数据长度及句柄，所述接收模型的输出包括数据场和CAN报文正确接收完成标志位；生成为所述接收模型的输入进行赋值的赋值模型；生成CAN报文的解包模型；生成数据正确性的检查模型，以在所述接收模型接收到CAN报文时，根据所述赋值模型、所述解包模型以及所述检查模型对所述CAN报文进行解包和校验。
进一步的，在调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息之后，还包括：生成校验及滚动计数器的计算模型；生成CAN报文的打包模型；编译生成调用基础软件层发送的CAN报文接口函数的发送模型，其中，所述发送模型的输入包括报文ID、数据长度、数据场以及句柄，以在所述发送模型发送CAN报文时，根据所述计算模型和所述打包模型对所述CAN报文进行打包。
进一步的，还包括：根据CAN报文的属性设置测试用例输入值；调用所述Excel接口，生成测试用例文件。
进一步的，还包括：根据所述测试用例中输入值及预期输出结果生成测试模型；运行所述测试模型以得到输出测试结果，根据所述测试结果判断所述CAN信号接口软件是否满足要求。
进一步的，所述CAN矩阵信息包括属性，所述属性包括CAN报文名称、报文ID、数据长度、发送方、接收方、CAN信号名称、数据在CAN报文数据场中的具体位置、偏移量、因子、初始值、最大值和最小值。
本发明的CAN信号接口软件的自动生成方法，将CAN矩阵的数据读取到Excel表格中，根据CAN矩阵表自动生成ASW层的CAN信号解包模型，进而，减少RTE层接口和变量数量，减小系统栈的使用率和系统负载率，保证系统运行可靠性，另外，减轻开发人员的负担，并且能够减少出错的可能，提高程序的可靠性与稳定性。
本发明的另一个目的在于提出一种CAN信号接口软件的自动生成系统，该系统可以减少RTE层接口和变量数量，减小系统栈的使用率和系统负载率，保证系统运行可靠性，另外，减轻开发人员的负担，并且能够减少出错的可能，提高程序的可靠性与稳定性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种CAN信号接口软件的自动生成系统，包括：读取模块，用于调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息；解包模型创建模块，用于生成调用基础软件层接收的CAN报文接口函数的接收模型，其中，所述接收模型的输入包括报文ID、数据长度及句柄，所述接收模型的输出包括数据场以及CAN报文正确接收完成标志位，生成为所述接收模型的输入进行赋值的赋值模型，生成CAN报文的解包模型，生成数据正确性的检查模型，以在所述接收模型接收到CAN报文时，根据所述赋值模型、所述解包模型以及所述检查模型对所述CAN报文进行解包和校验。
进一步的，还包括：打包模型创建模块，用于生成校验及滚动计数器的计算模型，生成CAN报文的打包模型，编译生成调用基础软件层发送的CAN报文接口函数的发送模型，其中，所述发送模型的输入包括报文ID、数据长度、数据场和句柄，以在所述发送模型发送CAN报文时，根据所述计算模型和所述打包模型对所述CAN报文进行打包。
进一步的，还包括：测试用例生成模块，用于根据CAN报文的属性设置测试用例输入值，并调用所述Excel接口，生成测试用例。
进一步的，还包括：测试模型生成模块，用于根据所述测试用例中输入值及预期输出结果生成测试模型，并运行所述测试模型以得到输出测试结果，根据所述测试结果判断所述CAN信号接口软件是否满足要求。
所述的CAN信号接口软件的自动生成系统与上述的CAN信号接口软件的自动生成方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述
本发明的再一个目的在于提出一种车辆，该车辆可以减少RTE层接口和变量数量，减小系统栈的使用率和系统负载率，保证系统运行可靠性，另外，减轻开发人员的负担，并且能够减少出错的可能，提高程序的可靠性与稳定性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆，设置有如上述任意一个实施例所述的CAN信号接口软件的自动生成系统。
所述的车辆与上述的CAN信号接口软件的自动生成系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的CAN信号接口软件的自动生成方法的流程图；
图2为本发明实施例所述的CAN信号接口软件的自动生成系统的结构框图。
附图标记说明：CAN信号接口软件的自动生成系统200、读取模块210、解包模型创建模块220、打包模型创建模块230。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是根据本发明一个实施例的CAN信号接口软件的自动生成方法的流程图。
首先，对ECU进行抽象描述，ECU软件可被抽象分类为基础软件层(BSW)，运行时环境(RTE)和应用层(ASW)。
ASW层：主要用于汽车电子应用软件的开发。在AUTOSAR标准体系架构中，应用层由多个AUTOSAR SWC软件构件组成。每个SWC基于AUTOSAR标准定义用于实现特定功能，它是汽车电子软件中最小的原子构件，不能够再被细分，SWC与外界的通信与交互均通过AUTOSAR定义定规范接口实现，其中在通信过程中，依赖于RTE提供的运行时环境。
RTE层：由于AUTOSAR标准体系架构设计，上层软件设计与底层微控制器层之间是屏蔽的，两层之间的信息的交互以及通信则通过RTE实现，RTE对于应用层与ECU层的内部通信起着重要的核心桥梁作用。RTE既提供了SWC的软件抽象，又提供了ECU内部与外部的通信信息。RTE还通过对软件构件通信服务的剪裁，实现了SWC在通信时对系统资源开销的节省，将SWC的通信请求服务作为其运行时环境的一部分。而RTE因底层硬件信息与上层软件的具体需求不同而有所差异，在不同的上下层软件交互通信时，所产生的RTE是有差别。
BSW层：上层应用软件在进行开发时，需要使用AUTOSAR体系中的基础服务，而BSW层则是为此而设计的。BSW层提供的基础服务主要有：系统服务、I/O通信服务、OS服务等。因此BSW将汽车电子底层复杂的硬件信息封装起来，通过封装形式为上层应用SWC提供服务，有时还能够通过SWC的封装，将BSW作为其软件构件的组成部分，实现相应的基础软件功能。
如图1所示，根据本发明一个实施例的CAN信号接口软件的自动生成方法，包括如下步骤：
S101：调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息。
其中，CAN矩阵信息包括属性，属性包括但不限于CAN报文名称、报文ID、数据长度、发送方、接收方、CAN信号名称、数据在CAN报文数据场中的具体位置、偏移量、因子、初始值、最大值和最小值。
具体而言，调用Excel接口，逐行读取CAN矩阵表中的数据，识别出每行中的CAN报文名称、报文ID、数据长度、发送方、接收方、CAN信号名称、数据在CAN报文数据场中的具体位置、偏移量、因子、初始值、最大值和最小值等属性。这些属性会被设置到CAN消息解析与发送模型中，并作为生成测试用例的依据。
S102：生成调用基础软件层接收的CAN报文接口函数的接收模型，其中，所述接收模型的输入包括报文ID、数据长度及句柄，所述接收模型的输出包括数据场和CAN报文正确接收完成标志位。
即：编译生成调用BSW层接收CAN消息接口函数的S-Function模型，其输入值为报文ID、数据长度及句柄，输出为对应ID报文的数据场及CAN报文正确接收完成标志位。
S103：生成为所述接收模型的输入进行赋值的赋值模型。即：生成给S-Function的输入赋值的模型。
S104：生成CAN报文的解包模型。根据信号在CAN报文数据场中的具体位置、偏移量、因子、初始值、最大值和最小值等属性，并传输给控制策略部分。
S105：生成数据正确性的检查模型，以在所述接收模型接收到CAN报文时，根据所述赋值模型、所述解包模型以及所述检查模型对所述CAN报文进行解包和校验。也就是说，生成数据正确性检查模型。当CAN报文正确接收完成时，根据解包完成的信号值，按照预定算法进行校验和检查，如果校验和正确，则更新解包完成的信号，否则不更新。
需要说明的是，S102至S105是模型生成的过程，自动生成的模型能够根据从CAN矩阵读取的信息，调用相应的BSW接口程序，并对接收到的CAN消息数据进行解包，输出所需的信号供ASW使用；ASW在处理完成相应信号后，对输出信号进行打包，并调用BSW接口将其发送到CAN总线。
根据本发明实施例的CAN信号接口软件的自动生成方法，将CAN矩阵的数据读取到Excel表格中，根据CAN矩阵表自动生成ASW层的CAN信号解包模型，进而，减少RTE层接口和变量数量，减小系统栈的使用率和系统负载率，保证系统运行可靠性，另外，减轻开发人员的负担，并且能够减少出错的可能，提高程序的可靠性与稳定性。
在本发明的一个实施例中，在调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息之后，还包括：生成CAN打包及发送模型的主要流程，例如：生成校验及滚动计数器的计算模型；生成CAN报文的打包模型；编译生成调用基础软件层发送的CAN报文接口函数的发送模型，其中，所述发送模型的输入包括报文ID、数据长度、数据场以及句柄，以在所述发送模型发送CAN报文时，根据所述计算模型和所述打包模型对所述CAN报文进行打包。
具体来说，生成校验和及Rolling Counter计算模型。根据从控制策略部分获取的信号，按照预定算法计算校验和及Rolling Counter，用以其他控制器对信号正确性的检查，并生成CAN信号打包模型，根据各信号在CAN报文数据场中的具体位置、偏移量、因子、初始值、最大值和最小值等属性，对同一ID中的信号进行打包，输出对应ID的数据场，以及编译生成调用BSW层发送CAN消息接口函数的S-Function模型，其输入为报文ID、数据长度、数据场及句柄。
根据本发明实施例的CAN信号接口软件的自动生成方法，将CAN矩阵的数据读取到Excel表格中，根据CAN矩阵表自动生成ASW层的CAN信号打包模型，进而，减少RTE层接口和变量数量，减小系统栈使用率和系统负载率，保证系统运行可靠性，另外，减轻开发人员的负担，并且能够减少出错的可能，提高程序的可靠性与稳定性。
在本发明的一个实施例中，还包括：根据CAN报文的属性设置测试用例输入值；调用Excel接口，生成测试用例文件。进一步地，根据测试用例中输入值及预期输出结果生成测试模型；运行测试模型以得到输出测试结果，根据测试结果判断CAN信号接口软件是否满足要求。
具体而言，根据各个信号的数值范围、偏移量、最大值和最小值等属性，设置测试用例输入量的值，输入值会覆盖合理值及超边界值，并使用解包与打包相同的算法计算对应的预期结果，调用Excel接口函数，生成测试用例文件；将测试用例中输入数据及预期输出结果导入到Signal Builder模块并与4.2生成的模型进行关联，生成测试模型，并运行测试模型进行测试，输出测试结果，并与预期结果进行对比，输出测试报告。测试报告主要体现模型是否通过测试，如未通过，则列出相应的模型名称及测试用例编号。
根据本发明实施例的CAN信号接口软件的自动生成方法，可以根据CAN矩阵中各个信号的参数(如最大值、最小值、偏移量、因子等)，自动生成测试用例，提高测试效率，节省人力成本，缩短开发周期。
如图2所示，本发明的实施例公开了一种CAN信号接口软件的自动生成系统200，包括：读取模块210以及解包模型创建模块220。
其中，读取模块210用于调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息。解包模型创建模块220用于生成调用基础软件层接收的CAN报文接口函数的接收模型，其中，所述接收模型的输入包括报文ID、数据长度及句柄，所述接收模型的输出包括数据场以及CAN报文正确接收完成标志位，生成为所述接收模型的输入进行赋值的赋值模型，生成CAN报文的解包模型，生成数据正确性的检查模型，以在所述接收模型接收到CAN报文时，根据所述赋值模型、所述解包模型以及所述检查模型对所述CAN报文进行解包和校验。
结合图2所示，CAN信号接口软件的自动生成系统200还包括：打包模型创建模块230，用于生成校验及滚动计数器的计算模型，生成CAN报文的打包模型，编译生成调用基础软件层发送的CAN报文接口函数的发送模型，其中，所述发送模型的输入包括报文ID、数据长度、数据场和句柄，以在所述发送模型发送CAN报文时，根据所述计算模型和所述打包模型对所述CAN报文进行打包。
进一步地，还包括：测试用例生成模块(图2中没有示出)，用于根据CAN报文的属性设置测试用例输入值，并调用所述Excel接口，生成测试用例。进一步地，还包括：测试模型生成模块(图2中没有示出)，用于根据所述测试用例中输入值及预期输出结果生成测试模型，并运行所述测试模型以得到输出测试结果，根据所述测试结果判断所述CAN信号接口软件是否满足要求。
根据本发明实施例的CAN信号接口软件的自动生成系统，将CAN矩阵的数据读取到Excel表格中，根据CAN矩阵表自动生成ASW层的CAN信号解包模型和打包模型，进而，减少RTE层接口和变量数量，减小系统栈的使用率和系统负载率，保证系统运行可靠性，另外，减轻开发人员的负担，并且能够减少出错的可能，提高程序的可靠性与稳定性。该系统还可以根据CAN矩阵中各个信号的参数(如最大值、最小值、偏移量、因子等)，自动生成测试用例，提高测试效率，节省人力成本，缩短开发周期。
需要说明的是，本发明实施例的CAN信号接口软件的自动生成系统的具体实现方式与本发明实施例的CAN信号接口软件的自动生成方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，该车辆设置有如上述任意一个实施例所述的CAN信号接口软件的自动生成系统，该车辆可以减少RTE层接口和变量数量，减小系统栈的使用率和系统负载率，保证系统运行可靠性，另外，减轻开发人员的负担，并且能够减少出错的可能，提高程序的可靠性与稳定性。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CAN信号接口软件的自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息；
生成调用基础软件层接收的CAN报文接口函数的接收模型，其中，所述接收模型的输入包括报文ID、数据长度及句柄，所述接收模型的输出包括数据场和CAN报文正确接收完成标志位；
生成为所述接收模型的输入进行赋值的赋值模型；
生成CAN报文的解包模型；
生成数据正确性的检查模型，以在所述接收模型接收到CAN报文时，根据所述赋值模型、所述解包模型以及所述检查模型对所述CAN报文进行解包和校验。
2.根据权利要求1所述的CAN信号接口软件的自动生成方法，其特征在于，在调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息之后，还包括：
生成校验及滚动计数器的计算模型；
生成CAN报文的打包模型；
编译生成调用基础软件层发送的CAN报文接口函数的发送模型，其中，所述发送模型的输入包括报文ID、数据长度、数据场以及句柄，以在所述发送模型发送CAN报文时，根据所述计算模型和所述打包模型对所述CAN报文进行打包。
3.根据权利要求1所述的CAN信号接口软件的自动生成方法，其特征在于，还包括：
根据CAN报文的属性设置测试用例输入值；
调用所述Excel接口，生成测试用例文件。
4.根据权利要求3所述的CAN信号接口软件的自动生成方法，其特征在于，还包括：
根据所述测试用例中输入值及预期输出结果生成测试模型；
运行所述测试模型以得到输出测试结果，根据所述测试结果判断所述CAN信号接口软件是否满足要求。
5.根据权利要求1-4任一项所述的CAN信号接口软件的自动生成方法，其特征在于，所述CAN矩阵信息包括属性，所述属性包括CAN报文名称、报文ID、数据长度、发送方、接收方、CAN信号名称、数据在CAN报文数据场中的具体位置、偏移量、因子、初始值、最大值和最小值。
6.一种CAN信号接口软件的自动生成系统，其特征在于，包括：
读取模块，用于调用Excel接口，以从CAN矩阵表中读取CAN矩阵信息；
解包模型创建模块，用于生成调用基础软件层接收的CAN报文接口函数的接收模型，其中，所述接收模型的输入包括报文ID、数据长度及句柄，所述接收模型的输出包括数据场以及CAN报文正确接收完成标志位，生成为所述接收模型的输入进行赋值的赋值模型，生成CAN报文的解包模型，生成数据正确性的检查模型，以在所述接收模型接收到CAN报文时，根据所述赋值模型、所述解包模型以及所述检查模型对所述CAN报文进行解包和校验。
7.根据权利要求6所述的CAN信号接口软件的自动生成系统，其特征在于，还包括：打包模型创建模块，用于生成校验及滚动计数器的计算模型，生成CAN报文的打包模型，编译生成调用基础软件层发送的CAN报文接口函数的发送模型，其中，所述发送模型的输入包括报文ID、数据长度、数据场和句柄，以在所述发送模型发送CAN报文时，根据所述计算模型和所述打包模型对所述CAN报文进行打包。
8.根据权利要求6所述的CAN信号接口软件的自动生成系统，其特征在于，还包括：
测试用例生成模块，用于根据CAN报文的属性设置测试用例输入值，并调用所述Excel接口，生成测试用例。
9.根据权利要求8所述的CAN信号接口软件的自动生成系统，其特征在于，还包括：
测试模型生成模块，用于根据所述测试用例中输入值及预期输出结果生成测试模型，并运行所述测试模型以得到输出测试结果，根据所述测试结果判断所述CAN信号接口软件是否满足要求。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有如权利要求6-9任一项所述的CAN信号接口软件的自动生成系统。
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