CN108733523A - 总线鲁棒性测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种总线鲁棒性测试方法及系统，测试方法包括：控制待测设备上电运行；与待测设备建立通讯；触发待测设备的数据线发生故障；触发待测设备的数据线消除故障，同时记录故障消除时间并监测待测设备发送的通讯恢复报文；判断在预设的第一标准时间内是否接收到通讯恢复报文；若是，则记录通讯恢复时间；根据通讯恢复时间和故障消除时间确定第一测试结果；其中，第一测试结果用于表征待测设备通讯恢复有效或通讯恢复超时；终止与待测设备的通讯并控制待测设备断电以结束测试。本发明与现有技术比较，不仅使测试的稳定性及准确性更佳，而且基于单次测试即可获取准确的测试结果，进而也能大大提升测试效率。

Description

总线鲁棒性测试方法及系统

技术领域

本发明涉及车载总线技术领域，尤其涉及一种总线鲁棒性测试方法及系统。

背景技术

随着汽车智能化、舒适化的要求的增加，对车载总线控制的需求也在迅速增加，使得对于各车载电子控制单元的总线鲁棒性测试越来越受到重视。总线鲁棒性测试即测试车载电子控制单元在出现高低位数据线故障后，保证功能无损且在规定的时间内能够立即恢复并继续参与网络通信，以确保整车总线网络系统的正常功能。

目前通用的测试方法是由人工手动制造短路故障，再利用示波器观察高低位输出电压，通过电压的突变来判定其恢复能力。

该技术的局限在于，使用手动制造故障并捕捉电压波形的测试方式其测试稳定性较差，难以在单次测试时捕捉到所需电压波形，而且由于是根据电压突变进行判断，无法正确判定测试准确性，因为错误帧与数据帧的电压特性通常一致，所以偶发的错误数据帧有可能使人为判定结果时产生混淆，通常采用上述测试方法需执行多次人工制造故障并捕捉电压波形的操作，才能准确且可靠地获得测试结果，因而还影响测试效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种总线鲁棒性测试方法及系统，以解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种总线鲁棒性测试方法，包括：

控制待测设备上电运行；

与待测设备建立通讯；

触发待测设备的数据线发生故障；

触发待测设备的数据线消除故障，同时记录故障消除时间并监测待测设备发送的通讯恢复报文；

判断在预设的第一标准时间内是否接收到通讯恢复报文；

若是，则记录通讯恢复时间；

根据通讯恢复时间和故障消除时间确定第一测试结果；其中，第一测试结果用于表征待测设备通讯恢复有效或通讯恢复超时；

终止与待测设备的通讯并控制待测设备断电以结束测试。

可选地，所述与待测设备建立通讯包括：

判断是否接收到待测设备发送的通讯报文；

若是，则使当前通讯状态持续第一预设时间。

可选地，所述触发待测设备的数据线发生故障包括：

触发待测设备的数据线发生短路故障，并使短路故障持续第二预设时间。

可选地，所述短路故障包括以下任一种：

数据线对数据线短路、数据线对地短路或数据线对电源短路。

可选地，所述测试方法还包括：

若未在预设的第一标准时间内接收到通讯恢复报文，则确定第二测试结果；其中，第二测试结果用于表征待测设备通讯恢复失败。

可选地，所述根据通讯恢复时间和故障消除时间确定第一测试结果包括：

计算通讯恢复时间和故障消除时间的时间差；

根据时间差与预设的第二标准时间的关系确定第一测试结果；其中，第二标准时间小于第一标准时间。

可选地，所述根据时间差与预设的第二标准时间的关系确定第一测试结果包括：

若时间差小于等于预设的第二标准时间，则确定待测设备通讯恢复有效：

若时间差大于第二标准时间且小于等于第一标准时间，则确定待测设备通讯恢复超时。

一种总线鲁棒性测试系统，包括：

控制单元、测试执行单元以及待测设备；

所述控制单元用于向所述测试执行单元发送上电指令及建立通讯指令，所述测试执行单元用于根据所述上电指令及建立通讯指令，控制所述待测设备上电运行，并使所述控制单元与所述待测设备建立通讯；

所述控制单元还用于向所述测试执行单元发送故障发生指令及故障消除指令；所述测试执行单元还用于根据所述故障发生指令触发所述待测设备的数据线发生故障，并根据所述故障消除指令触发所述待测设备的数据线消除故障；所述控制单元还用于在消除故障的同时记录故障消除时间并监测所述待测设备发送的通讯恢复报文；

所述控制单元还用于在预设的第一标准时间内若接收到所述通讯恢复报文，则记录通讯恢复时间；并根据所述通讯恢复时间和所述故障消除时间确定第一测试结果；其中，所述第一测试结果用于表征所述待测设备通讯恢复有效或通讯恢复超时；

所述控制单元还用于向所述测试执行单元发送断电指令，所述测试执行单元还用于根据所述断电指令，切断所述控制单元与所述待测设备的通讯并控制所述待测设备断电。

可选地，所述测试执行单元用于触发所述待测设备的数据线发生短路故障，所述短路故障包括：数据线与数据线短路、数据线与地线短路或者数据线与电源线短路。

可选地，所述控制单元内置计时模块；

所述计时模块用于设置第一预设时间和/或第二预设时间；

所述控制单元还用于在与所述待测设备建立通讯后，使当前通讯状态持续第一预设时间，和/或在所述待测设备的数据线发生短路故障后，使短路故障持续第二预设时间。

本发明通过非人工方式触发待测设备的数据线发生故障，并根据故障消除时间、通讯恢复报文以及通讯恢复时间从而得到待测设备的总线网络鲁棒性测试结果。与现有技术比较，通过自动触发故障以及报文监测，使得测试的稳定性及准确性更佳，进而基于单次测试即可获取准确的测试结果，大大提升测试效率。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明提供的总线鲁棒性测试方法的实施例的流程图；

图2为本发明提供的总线鲁棒性测试方法的较佳实施例的流程图；

图3为本发明提供的总线鲁棒性测试系统的较佳实施例的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提供了一种总线鲁棒性测试方法的实施例，如图1所示，该方法流程包括：

步骤S1、控制待测设备上电运行；

步骤S2、与待测设备建立通讯；

步骤S3、触发待测设备的数据线发生故障；

步骤S4、触发待测设备的数据线消除故障，同时记录故障消除时间并监测待测设备发送的通讯恢复报文；

步骤S5、判断在预设的第一标准时间内是否接收到通讯恢复报文；若是，则执行：

步骤S6、记录通讯恢复时间；

步骤S7、根据通讯恢复时间和故障消除时间确定第一测试结果；

步骤S8、终止与待测设备的通讯并控制待测设备断电以结束测试。

本实施例通过非人工方式触发待测设备的数据线发生故障，并根据故障消除时间、通讯恢复报文以及通讯恢复时间从而得到待测设备的总线网络鲁棒性测试结果，本实施例中所称待测设备是指应用车载总线的各车载电子控制单元；并且根据实际需要，本实施例可与各车载总线网络相结合，例如CAN、LIN或者FlexRay等。

具体而言，前述步骤S1和S2为测试初始操作，二者在实际操作中由于间隔时间较短，可以合并为同一步骤予以实现；步骤S3的目的是采用非人工的方式触发待测设备的数据线发生故障，即可以根据程序设定模拟总线数据线发生短路故障、断路故障或干扰故障等，以CAN总线为例，较为常见的故障为高低位数据线短路故障，即CAN高位数据线对CAN低位数据线短路、CAN高低位数据线对地短路或者CAN总线高低位数据线对电源正极短路；步骤S4是指在故障发生后再对故障进行消除操作，即恢复总线数据线的正常硬件连接或正常通讯功能，并且同时记录故障消除时间，例如打上时间戳等，以及监测待测设备发送的通讯恢复报文，此处所述通讯恢复报文是指在被前述故障正常打断通讯后待测设备重新建立正常通许并发送的第一帧通讯报文(当然，也可以是指根据预设标记或满足某预设要求的特定报文)；当在第一标准时间内监测到该通讯恢复报文后，则记录此时的通讯恢复时间，即在规定的时间内接收到通讯恢复报文的时刻打上时间戳，这里的第一标准时间其目的是界定通讯是否可以恢复的时间阈值，由于在实际测试中，没有条件也没有必要无时限地等待待测设备恢复通讯，因而可以根据不同的待测设备以及测试要求，在故障消除后预设一个等待恢复的时间上限值作为前述第一标准时间；再根据通讯恢复时间和故障消除时间的关系，例如差值间隔或差值间隔与前述第一标准时间的关系等，确定用于表征待测设备通讯恢复有效或者通讯恢复超时的第一测试结果；最后，通过终止与待测设备的通讯并控制待测设备断电，以结束整个测试流程。本领域技术人员可以理解的是，结束测试的步骤也可以简化为断电一步，即仅控制待测设备断电也可实现与待测设备终止通讯。

基于上述实施例，本发明还提供了一种较佳的总线鲁棒性测试方法的实施例，如图2所示，该较佳方案包括：

步骤S10、控制待测设备上电运行；与前述步骤S1相似，此处不再赘述。

步骤S20、判断是否接收到待测设备发送的通讯报文；若是，则执行步骤S30、使当前通讯状态持续第一预设时间；该步骤的作用是具体指明如何确定通讯已被建立，并且还提出在模拟故障前，通过等待第一预设时间以确保当前通讯状态的稳定，其中第一预设时间可以设为10秒；若步骤S20的结果是未接收到待测设备发送的通讯报文，则可以确定当前通讯尚未建立，可继续等待接收或者由人工干预检查通讯硬件的状态等；需指出此处所称通讯报文从实质的表现形式上可以与前述通讯恢复报文相同或类似，但由于作用不同，因而需区别看待。

步骤S40、触发待测设备的数据线发生短路故障，并使短路故障持续第二预设时间；在该实施例中，以前述数据线的短路为例，并且提出在制造短路故障后在第二预设时间内维持该故障，也即是给出充分的故障作用时间，以确保后续测试步骤的可靠。这里所称第二预设时间同样可以设为10秒。当然，前述两个预设时间均可根据需求更改，本发明对此不予限定。

步骤S50、触发待测设备的数据线消除短路故障，同时记录故障消除时间并监测待测设备发送的通讯恢复报文；该步骤与前述步骤S4相似，此处不再赘述。

步骤S60、判断在预设的第一标准时间内是否接收到通讯恢复报文；若否，则执行步骤S70、确定第二测试结果，这里所称第二测试结果用于表征待测设备通讯恢复失败；根据前文内容，在本实施例中若在第一标准时间内仍未接收到前述通讯恢复报文，可判定待测设备通讯恢复失败，即测试未通过；当然，若接收到通讯恢复报文，则执行步骤S80、记录通讯恢复时间，此步骤与前述步骤S6相似，此处不再赘述。

步骤S90、计算前述通讯恢复时间和故障消除时间的时间差；

步骤S100、根据时间差与预设的第二标准时间的关系确定第一测试结果。这里需要说明的是，在本实施例中采用计算二者时间差间隔，并将时间差与小于第一标准时间的另一个预设的第二标准时间作比较(该第二标准时间可作为横梁鲁棒性优异的标准，在实际操作中可设置为较短的一个时间间隔)，从而确定第一测试结果，目的是细化测试结果，使测试结果更为满足实际所需，因而在本实施方式的启发下，还可以在其他实施例中设置第三、第四、第五标准时间，以此划分出不同的性能等级。以本实施例为例具体而言，若时间差小于等于预设的第二标准时间(也可以仅小于第二标准时间)，则确定待测设备通讯恢复有效，即表明待测设备的恢复正常网络功能为优秀；若时间差大于第二标准时间且小于等于第一标准时间(同理地，此处比较关系也可以是大于且小于或者大于等于且小于)，则确定待测设备通讯恢复超时，即表明其网络鲁棒性欠佳，当然，在某些更为苛刻的测试要求下，通讯恢复超时也可以判定为待测设备测试未通过。

最后，执行步骤S101、终止与待测设备的通讯并控制待测设备断电以结束测试。此步骤与前述步骤S8相似，此处不再赘述。

但需要指出的是，在实际操作中，图2实施例中的各具体化的步骤既可以单独地与图1实施例中其他步骤构成多种实施方案，也可以如图2所示的综合地整体实现。

相应于上述测试方法实施例及其优选方案，本发明还提供了一种总线鲁棒性测试系统，具体可以包括控制单元、测试执行单元以及待测设备。本系统的测试原理及步骤参考前文所述，具体而言，可以如下：

所述控制单元用于向所述测试执行单元发送上电指令及建立通讯指令，所述测试执行单元用于根据所述上电指令及建立通讯指令，控制所述待测设备上电运行，并使所述控制单元与所述待测设备建立通讯；

所述控制单元还用于向所述测试执行单元发送故障发生指令及故障消除指令；所述测试执行单元还用于根据所述故障发生指令触发所述待测设备的数据线发生故障，并根据所述故障消除指令触发所述待测设备的数据线消除故障；所述控制单元还用于在消除故障的同时记录故障消除时间并监测所述待测设备发送的通讯恢复报文；

所述控制单元还用于在预设的第一标准时间内若接收到所述通讯恢复报文，则记录通讯恢复时间；并根据所述通讯恢复时间和所述故障消除时间确定第一测试结果；其中，所述第一测试结果用于表征所述待测设备通讯恢复有效或通讯恢复超时；

所述控制单元还用于向所述测试执行单元发送断电指令，所述测试执行单元还用于根据所述断电指令，切断所述控制单元与所述待测设备的通讯并控制所述待测设备断电。

基于上述实施方式，其中控制单元可以是指具备总线网络设置、通讯测试以及具备记录测试过程中各时间节点以及测试结果的PC机及显示器，例如配备CANoe模块的工控电脑等；测试执行单元主要可以由两部分组成，其一可以是基于车载各类控制器原理所搭建的能够接收总线指令并输出控制电平的装置，或者是以独立的单片机或者可编程控制器等予以实现；其二是用于接收控制电平以执行上电或断电、建立或终止通讯、模拟并恢复故障的装置，当然，如前文提及的，由于故障的形式可以是短路、断路或者干扰等，本领域技术人员可根据需求采用现有的硬件设备模拟出不同的故障，例如所述测试执行单元用来触发所述待测设备的数据线发生短路故障，其中该故障形式包括数据线与数据线短路、数据线与地线短路或者数据线与电源线短路，那么就可以考虑在相关线路中设置电控开关装置，如继电器等，并且由继电器的通断可以使待测设备上电断电以及与控制单元的通讯线路连通。

这里还需说明的是，若采用能够接收总线指令并输出控制电平的控制装置，还可以进一步考虑前述控制单元可分别通过不同的通道进行收发总线数据，例如其中一路通道用于与待测设备通讯并监测报文传输状态等，另一路通道则用于向该具备网络功能的控制装置下发总线指令，以使控制装置控制继电器等执行测试动作。

基于前述系统实施例，本发明还提供了一种较佳的实施方式，如图3所示，本实施例中控制单元优选地内置至少一个计时模块，该计时模块的作用是设置前文提及的第一预设时间和/或第二预设时间。具体地，前述控制单元在本实施例中，还用于在与所述待测设备建立通讯后，使当前通讯状态持续第一预设时间，和/或在所述待测设备的数据线发生短路故障后，使短路故障持续第二预设时间。需指出，图3仅为针对上述实施方式的示意，在实际搭建系统中还需考虑供电源以及网络与控制线路的区分，此皆可借鉴现有技术，本发明不予限定。

综上所述，与现有技术比较，本发明通过自动触发故障以及报文监测，使得测试过程的稳定性及准确性更佳，进而仅基于单次测试即可获取准确的测试结果，大大提升测试效率。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上所述仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种总线鲁棒性测试方法，其特征在于，包括：

控制待测设备上电运行；

与待测设备建立通讯；

触发待测设备的数据线发生故障；

触发待测设备的数据线消除故障，同时记录故障消除时间并监测待测设备发送的通讯恢复报文；

判断在预设的第一标准时间内是否接收到通讯恢复报文；

若是，则记录通讯恢复时间；

根据通讯恢复时间和故障消除时间确定第一测试结果；其中，第一测试结果用于表征待测设备通讯恢复有效或通讯恢复超时；

终止与待测设备的通讯并控制待测设备断电以结束测试。

2.根据权利要求1所述的总线鲁棒性测试方法，其特征在于，所述与待测设备建立通讯包括：

判断是否接收到待测设备发送的通讯报文；

若是，则使当前通讯状态持续第一预设时间。

3.根据权利要求2所述的总线鲁棒性测试方法，其特征在于，所述触发待测设备的数据线发生故障包括：

触发待测设备的数据线发生短路故障，并使短路故障持续第二预设时间。

4.根据权利要求3所述的总线鲁棒性测试方法，其特征在于，所述短路故障包括以下任一种：

数据线对数据线短路、数据线对地短路或数据线对电源短路。

5.根据权利要求1～4任一项所述的总线鲁棒性测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：

若未在预设的第一标准时间内接收到通讯恢复报文，则确定第二测试结果；其中，第二测试结果用于表征待测设备通讯恢复失败。

6.根据权利要求1～4任一项所述的总线鲁棒性测试方法，其特征在于，所述根据通讯恢复时间和故障消除时间确定第一测试结果包括：

计算通讯恢复时间和故障消除时间的时间差；

根据时间差与预设的第二标准时间的关系确定第一测试结果；其中，第二标准时间小于第一标准时间。

7.根据权利要求6所述的总线鲁棒性测试方法，其特征在于，所述根据时间差与预设的第二标准时间的关系确定第一测试结果包括：

若时间差小于等于预设的第二标准时间，则确定待测设备通讯恢复有效；

若时间差大于第二标准时间且小于等于第一标准时间，则确定待测设备通讯恢复超时。

8.一种总线鲁棒性测试系统，其特征在于，包括：

控制单元、测试执行单元以及待测设备；

所述控制单元用于向所述测试执行单元发送上电指令及建立通讯指令，所述测试执行单元用于根据所述上电指令及建立通讯指令，控制所述待测设备上电运行，并使所述控制单元与所述待测设备建立通讯；

所述控制单元还用于向所述测试执行单元发送故障发生指令及故障消除指令；所述测试执行单元还用于根据所述故障发生指令触发所述待测设备的数据线发生故障，并根据所述故障消除指令触发所述待测设备的数据线消除故障；所述控制单元还用于在消除故障的同时记录故障消除时间并监测所述待测设备发送的通讯恢复报文；

所述控制单元还用于在预设的第一标准时间内若接收到所述通讯恢复报文，则记录通讯恢复时间；并根据所述通讯恢复时间和所述故障消除时间确定第一测试结果；其中，所述第一测试结果用于表征所述待测设备通讯恢复有效或通讯恢复超时；

所述控制单元还用于向所述测试执行单元发送断电指令，所述测试执行单元还用于根据所述断电指令，切断所述控制单元与所述待测设备的通讯并控制所述待测设备断电。

9.根据权利要求8所述的总线鲁棒性测试系统，其特征在于，所述测试执行单元用于触发所述待测设备的数据线发生短路故障，所述短路故障包括：数据线与数据线短路、数据线与地线短路或者数据线与电源线短路。

10.根据权利要求9所述的总线鲁棒性测试系统，其特征在于，所述控制单元内置计时模块；

所述计时模块用于设置第一预设时间和/或第二预设时间；

所述控制单元还用于在与所述待测设备建立通讯后，使当前通讯状态持续第一预设时间，和/或在所述待测设备的数据线发生短路故障后，使短路故障持续第二预设时间。