CN110048910A - 一种车载以太网网关测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种车载以太网网关测试系统及方法，以解决现有技术中对以太网网关测试过程操作复杂以及测试效率低的问题。该车载以太网网关测试系统，包括：被测以太网网关、上位机以及连接在所述被测以太网网关和所述上位机之间的总线采集装置；所述上位机用于接收用户通过人机交互界面输入的测试指令，并根据所述测试指令向所述总线采集装置发送与所述测试指令相对应的测试用例；所述总线采集装置用于根据所述测试用例，对所述被测以太网网关进行测试，并输出测试结果。

Description

一种车载以太网网关测试系统及方法

技术领域

本发明涉及车载网关测试领域，具体是一种车载以太网网关测试系统及方法。

背景技术

汽车新的电器架构中，以太网作为一种新型汽车网络已经存在。车载网关作为不同网 段以太网/CAN信息传输的关键零部件，实现报文、信号路由、程序刷写等功能，车载以太 网网关的正确性和可靠性对车辆的使用至关重要。整车逻辑功能的需求变更导致网关软件 迭代周期短，测试时间缩短。

现有的网关测试方法主要通过总线分析设备捕获的数据，人工进行实时监控，逐个信 号和报文去分析和判断。由于总线报文数据量大，数据更新速率较快，加以太网网关控制 策略的复杂性，人工测试存在测试难度大、工作量大、测试周期长、测试效率低、测试深 度不够等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载以太网网关测试系统及方法，以解决现有技术中对以 太网网关测试过程操作复杂以及测试效率低的问题。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种车载以太网网关测试系统，包括：被测以太网网关、上位机以及连 接在所述被测以太网网关和所述上位机之间的总线采集装置；

所述上位机用于接收用户通过人机交互界面输入的测试指令，并根据所述测试指令向 所述总线采集装置发送与所述测试指令相对应的测试用例；

所述总线采集装置用于根据所述测试用例，对所述被测以太网网关进行测试，并输出 测试结果。

优选地，所述系统还包括：

与所述上位机连接的可编程程控电源；

连接在所述可编程程控电源和所述被测以太网网关之间的板卡，所述板卡与所述上位 机连接，所述板卡在所述上位机的控制下，控制所述可编程程控电源进行上电，以为所述 被测以太网网关进行供电。

优选地，所述可编程程控电源通过以太网分别与所述上位机和所述板卡连接，所述上 位机通过USB线束与所述总线采集装置连接，所述被测以太网网关通过CAN网络或100Base-T1以太网网络与所述总线采集装置连接。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种车载以太网网关测试方法，应用于上述 的车载以太网网关测试系统，所述方法包括：

上位机将所述被测以太网网关所应用的车型项目的通信协议以及数据库文件导入至所 述总线采集装置中，以使所述总线采集装置获取到包含有所述被测以太网网关和待模拟节 点的报文ID、报文周期和报文信号的配置文件；

上位机接收通过人机交互界面输入的测试指令，并将与所述测试指令对应的测试用例 发送至总线采集装置；

总线采集装置根据所述测试用例，对被测以太网网关进行测试，并输出测试结果。

优选地，所述测试指令中携带有对所述被测以太网网关的待测试路由类型信息以及上 电参数信息，将与所述测试指令对应的测试用例向外发送的步骤之前，所述方法还包括：

所述上位机根据所述测试指令中携带的上电参数信息，向板卡发送上电控制参数，使 所述板卡根据所述上电控制参数控制可编程程控电源进行上电，以为所述被测以太网网关 进行供电。

优选地，在所述测试指令中携带的待测试路由类型为常规路由类型时，总线采集装置 根据所述测试用例，对被测以太网网关进行测试的步骤包括：

在所述可编程程控电源上电过程中，根据所述测试用例，测试所述被测以太网网关是 否产生错误帧；

在所述可编程程控电源上电后，根据所述测试用例，测试所述被测以太网关接收到的 目标网段发送的常规报文的初始值是否正确；

根据所述测试用例，模拟实车环境，依次对所述被测以太网网关进行常规报文路由测 试和常规信号路由测试。

优选地，在所述测试指令中携带的待测试路由类型为诊断路由类型时，总线采集装置 根据所述测试用例，对被测以太网网关进行测试的步骤包括：

根据所述测试用例，模拟车载诊断系统向所述被测以太网网关发送诊断报文，测试所 述被测以太网网关路由的诊断报文的报文周期和报文ID；

根据所述测试用例，在T时间段内使用未定义的低优先级报文拉高负载，以模拟高负 载测试环境，测试在T时间段内所述被测以太网网关是否丢帧或产生错误帧。

优选地，对所述被测以太网网关进行常规报文路由测试的步骤包括；

根据所述测试用例，模拟所述被测以太网网关的源网段节点周期性地向所述被测以太 网网关发送第一报文；

采集所述被测以太网网关接收到的由目标网段节点基于所述第一报文返回的第二报文， 并对所述第二报文的报文ID和报文周期进行测试。

优选地，对所述被测以太网网关进行常规信号路由测试的步骤包括：

根据所述测试用例，监测所述被测以太网网关的目标网段的路由信号是否正确若正确， 则根据所述测试用例，在周期性地向所述被测以太网网关发送第一报文的时间到达T1时停 止向所述被测以太网网关发送所述第一报文，并测试所述被测以太网网关是否在T1时间到 达时接收到目标网段节点返回的最后收到的第一报文的信号值；

测试所述被测以太网网关是否在T1时间经过后接收到所述目标网段节点返回的信号 无效报文。

本发明的有益效果为：

1)、可自动化测试，准确、快速测试以太网网关的通信相关功能。

2)、可进行多次连续测试、耐久测试，将多次测试的结果自动进行分析。

附图说明

图1为本发明的系统的架构图；

图2为本发明中的方法的流程图；

图3为本发明在对网关进行常规路由测试的流程图；

图4为本发明在对网关进行诊断路由测试的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示 例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限 制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完 整的传达给本领域的技术人员。

参照图1，本发明提供了一种车载以太网网关测试系统，包括：被测以太网网关103、 上位机101以及连接在所述被测以太网网关103和所述上位机101之间的总线采集装置102； 所述上位机101用于接收用户通过人机交互界面输入的测试指令，并根据所述测试指令向 所述总线采集装置102发送与所述测试指令相对应的测试用例；所述总线采集装置102用 于根据所述测试用例，对所述被测以太网网关103进行测试，并输出测试结果。

上位机101通过USB连接总线采集装置102，总线采集装置102则通过CAN总线或100Base-T1以太网线束连接被测以太网网关103。

首先，针对该被测以太网网关103编制测试用例，并将测试用例转换为测试程序代码， 在仿真环境下调试测试程序，以保证测试程序的逻辑正确性。

完成上述操作后，通过在上位机101软件中制作人机交互界面，并使该人机交互界面 与测试程序中的变量相关联，以便对被测以太网网关103进行测试。用户通过该人机交互 界面可以进行测试指令输入，例如，对该被测以太网网关103待测试的路由测试类型，以及，在不同测试路由下的上电参数设置，如初始测试上电电压。

上位机101可以将存储在其中的测试用例下载到该总线采集装置102中，同时，也可 以对总线采集装置102中已经存在的测试用例进行编辑。上述系统，可以对实车环境下的 被测以太网网关103进行测试，同时，也可以对非实车环境下的以太网网关进行测试。

优选地，如图1，所述系统还包括：与所述上位机101通过以太网连接的可编程程控电源105；连接在所述可编程程控电源105和所述被测以太网网关103之间的板卡104，所 述板卡104与所述上位机101通过以太网连接，所述板卡104在所述上位机101的控制下， 控制所述可编程程控电源105进行上电，以为所述被测以太网网关103进行供电。可编程 程控电源105和板卡104之间通过以太网连接。

其中，可编程程控电源105用于向板卡104进行供电，该板卡104则用于对以太网网关进行供电或故障注入。

为了实现对以太网网关的测试，在本申请中，还提供了应用在上述的测试系统上的车 载以太网网关测试方法，在进行测试之前，需要按照图1中的系统连接结构图连接上位机 101、可编程程控电源105、板卡104、总线采集装置102和被测以太网网关103，并针对该被测以太网网关103编制测试用例，同时，将编制完成的测试用例转换为测试程序，并 在仿真环境下对测试程序进行调试，以保证测试程序的逻辑正确性；并在上位机101中制 作人机交互界面，使该人机交互界面与测试程序中的变量相关联。具体来说，在编制测试 用例时，按照网关的路由类型编制，即，一种测试用例对应一种路由类型，并且，在一种 测试用例中包括有多个测试项。例如，以太网网关包括有报文路由、信号路由和测试路由 三种路由类型，则在编制测试用例时，编制三种对应的测试用例。在完成上述工作后，开 始对被测以太网网关103的测试工作，具体来说，所述方法包括：

步骤1，上位机101将所述被测以太网网关103所应用的车型项目的通信协议以及数 据库文件导入至所述总线采集装置102中，以使所述总线采集装置102获取到包含有所述 被测以太网网关103和待模拟节点的报文ID、报文周期和报文信号的配置文件。

该步骤1中，总线采集装置102根据上位机101导入的通信协议以及数据库文件，可以获取到在实车环境下的配置文件。在步骤1中，待模拟节点是指该总线采集装置102需 要模拟的节点，例如，在实车环境下，与被测以太网网关103连接的源网段各节点。总线 采集装置102依据该配置文件，可模拟实车环境，模拟源网段各个节点向该被测以太网网 发送报文。

步骤2，上位机101接收通过人机交互界面输入的测试指令，所述上位机101根据所述测试指令中携带的上电参数信息，向板卡104发送上电控制参数，使所述板卡104根据 所述上电控制参数控制可编程程控电源105进行上电，以为所述被测以太网网关103进行 供电。

上电参数主要为程控电源的供电电压。同样地，通过在上位机101人机交互界面输入 数值的供电电压，来对被测以太网网关103在不同供电电压下进行重复测试。

步骤3，上位机101将与所述测试指令对应的测试用例发送至总线采集装置102。

其中，在测试指令中，包括有当前待测试路由类型，上位机101根据该待测试路由类 型，选择与该待测试路由类型对应的测试用例，并进行发送。

步骤4，总线采集装置102根据所述测试用例，对被测以太网网关103进行测试，并输出测试结果。

具体来说，总线采集装置102在进行测试时，依次执行测试用例中的每一测试项，以 获得测试结果，并将测试结果与测试用例中设计的评定标准信息进行对比，确定每一测试 项是否通过。在完成对一个测试用例的测试后，将对每一测试项的测试结果整理生成独立 的测试记录文件，并输出至上位机101。

为了提高对被测以太网网关103的测试准确性，用户还可以在上位机101人机交互界 面中输入对一个测试用例测试的重复次数。总线采集装置102根据上位机101发送的重复 次数命令，依据同一测试用例进行多次重复测试。

其中，所述测试指令中携带有对所述被测以太网网关103的待测试路由类型信息以及 上电参数信息，所述方法还包括：

优选地，在所述测试指令中携带的待测试路由类型为常规路由类型时，总线采集装置102根据所述测试用例，对被测以太网网关103进行测试的步骤4包括：

步骤41，在所述可编程程控电源105上电过程中，根据所述测试用例，测试所述被测 以太网网关103是否产生错误帧；

步骤42，在所述可编程程控电源105上电后，根据所述测试用例，测试所述被测以太 网关接收到的目标网段发送的常规报文的初始值是否正确；

步骤43，根据所述测试用例，模拟实车环境，依次对所述被测以太网网关103进行常 规报文路由测试和常规信号路由测试。

优选地，在所述测试指令中携带的待测试路由类型为诊断路由类型时，总线采集装置 102根据所述测试用例，对被测以太网网关103进行测试的步骤4包括：

步骤44，根据所述测试用例，模拟车载诊断系统向所述被测以太网网关103发送诊断 报文，测试所述被测以太网网关103路由的诊断报文的报文周期和报文ID；

步骤45，根据所述测试用例，在T时间段内使用未定义的低优先级报文拉高负载，以 模拟高负载测试环境，测试在T时间段内所述被测以太网网关103是否丢帧或产生错误帧。

优选地，对所述被测以太网网关103进行常规报文路由测试的步骤43包括；

步骤431，根据所述测试用例，模拟所述被测以太网网关103的源网段节点周期性地 向所述被测以太网网关103发送第一报文；

步骤432，采集所述被测以太网网关103接收到的由目标网段节点基于所述第一报文 返回的第二报文，并对所述第二报文的报文ID和报文周期进行测试。

优选地，对所述被测以太网网关103进行常规信号路由测试的步骤包括：

步骤433，根据所述测试用例，监测所述被测以太网网关103的目标网段的路由信号 是否正确；若错误，则进行错误记录；

步骤434，若正确，则根据所述测试用例，在周期性地向所述被测以太网网关103发送第一报文的时间到达T1时停止向所述被测以太网网关103发送所述第一报文，并测试所述被测以太网网关103是否在T1时间到达时接收到目标网段节点返回的最后收到的第一报文的信号值；

步骤435，测试所述被测以太网网关103是否在T1时间经过后接收到所述目标网段节 点返回的信号无效报文。

如图3所示，本申请实施例中，针对被测网关的常规路由测试进行了详细举例说明。 在进行测试之前，上位机101已将相应地的测试指令，测试用例以及数据库文件等发送至 总线采集装置102。该依据测试用例对被测以太网网关103进行常规路由测试的步骤主要 包括：

步骤201，进行测试样件上电，上位机101通过控制板卡104，以控制可编程程控电源 105上电，此时，上位机101输出的初始电压为12V；

步骤202，总线采集装置102监控所述板卡104控制所述可编程程控电源105上电的过程中所述被测以太网网关103是否产生错误帧，若产生，则进行错误帧问题记录；如果 有错误帧记录问题；

步骤203，总线采集装置102监控上电后该被测以太网网关103接收到的目标网段发 送的常规报文的报文初始值是否正确，若错误，则进行初始值错误问题记录；

步骤204，总线采集装置102模拟被测以太网网关103的源网段的以太网节点、CAN节点周期性地向该被测以太网网关103发送不断变化的报文，以模拟实车环境进行测试；

步骤205，总线采集装置102监控该被测以太网网关103向目标网段路由的报文ID和 报文周期是否正确，若错误，则进行问题记录；

步骤206，总线采集装置102监控该被测以太网网关103向目标网段路由的信号是否 正确，若错误，则进行问题记录；

步骤207，总线采集装置102在模拟位于源节点的以太网节点、CAN节点发送报文时长达到T1时长后停止向被测以太网网关103发送报文；

步骤208，总线采集装置102判断在T1时长内，被测以太网网关103接收到目标网段发送的其最后接收到的信号值是否正确，若错误则进行问题记录；

步骤209，总线采集装置102判断在T1时长后，被测以太网网关103接收到目标网段发送的其最后接收到的信号无效值是否正确，若错误则进行问题记录；

步骤210，若需要进行重复测试，则通过上位机101输入重复测试执行，车载总线装置重复步骤201至209自动测试n次；

步骤211，若需要对被测以太网网关103在不同电压下进行测试，则通过在上位机101 中对供电电压参数进行调整，使上位机101控制板卡104电压变化。例如，通过控制板卡104电压降低0.5V，重复测试202至210步骤，通过自动调节电压，自动测试不同低电压 范围，同理可测试高压；并且，在该步骤中，若上位机101输入的供电电压已经低于一预 设电压值(如6.5)v，则终止继续测试；

步骤212，总线采集装置102依据测试记录自动生成测试报告；

步骤213，总线采集装置102将生成的测试报告及测试数据输出至上位机101，通过上 位机101进行报告分析，形成测试结果以及测试问题表。

通过上述步骤，可实现对被测以太网网关103的常规路由自动测试。

如图4所示，本申请实施例中，针对被测网关的诊断路由测试进行了详细举例说明。 在进行测试之前，上位机101已将相应地的测试指令，测试用例以及数据库文件等发送至 总线采集装置102。该依据测试用例对被测以太网网关103进行诊断路由测试的步骤主要 包括：

步骤301，测试样件上电，上位机101通过控制板卡104控制可编程程控电源105上电，初始电压设置为12V；

步骤302，测试在设置OBD诊断口激活线的供电大于5V，且持续时间大于200ms， 判断以太网诊断是否激活；

步骤303，在完成以太网诊断激活后，总线采集装置102模拟源网段的以太网节点、CAN节点发送诊断报文，模拟实车环境进行测试；

步骤304，总线采集装置102测试测以太网网关路由的诊断报文的报文ID和报文周期 是否正确，如果不正确则进行问题记录记录；

步骤305，总线采集装置102在T时长内使用未定义的低优先级报文拉高负载，以模拟高负载测试环境；

步骤306，总线采集装置102在T时长内被测以太网网关103是否产生错误帧，若产生，则进行错误帧问题记录；

步骤307，总线采集装置102在T时长内被测以太网网关103是否存在丢帧，若存在，则进行丢帧问题记录；

步骤308，若需要进行重复测试，则通过上位机101输入重复测试执行，车载总线装置重复步骤301至307自动测试n次；

步骤309，若需要对被测以太网网关103在不同电压下进行测试，则通过在上位机101 中对供电电压参数进行调整，使上位机101控制板卡104电压变化。例如，通过控制板卡104电压降低0.5V，重复测试302至308步骤，通过自动调节电压，自动测试不同低电压 范围，同理可测试高压；并且，在该步骤中，若上位机101输入的供电电压已经低于一预 设电压值(如6.5)v，则终止继续测试；

步骤310，总线采集装置102依据测试记录自动生成测试报告；

步骤311，总线采集装置102将生成的测试报告及测试数据输出至上位机101，通过上 位机101进行报告分析，形成测试结果以及测试问题表。

通过上述实施例可见，本发明可以对以太网网关实现自动测试，准确、快速测试以太 网网关的通信相关功能；可进行多次连续测试、耐久测试，将多次测试的结果自动进行分 析；避免手动操作，可以简化操作过程，缩短测试周期，减少测试工作量，提高测试效率。

Claims (9)

1.一种车载以太网网关测试系统，其特征在于，包括：被测以太网网关（103）、上位机（101）以及连接在所述被测以太网网关（103）和所述上位机（101）之间的总线采集装置（102）；

所述上位机（101）用于接收用户通过人机交互界面输入的测试指令，并根据所述测试指令向所述总线采集装置（102）发送与所述测试指令相对应的测试用例；

所述总线采集装置（102）用于根据所述测试用例，对所述被测以太网网关（103）进行测试，并输出测试结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

与所述上位机（101）连接的可编程程控电源（105）；

连接在所述可编程程控电源（105）和所述被测以太网网关（103）之间的板卡104，所述板卡（104）与所述上位机（101）连接，所述板卡（104）在所述上位机（101）的控制下，控制所述可编程程控电源（105）进行上电，以为所述被测以太网网关（103）进行供电。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述可编程程控电源（105）通过以太网分别与所述上位机（101）和所述板卡（104）连接，所述上位机（101）通过USB线束与所述总线采集装置（102）连接，所述被测以太网网关（103）通过CAN网络或100Base-T1以太网网络与所述总线采集装置（102）连接。

4.一种车载以太网网关测试方法，应用于权利要求1至3任一项所述的车载以太网网关测试系统，其特征在于，所述方法包括：

上位机（101）将所述被测以太网网关（103）所应用的车型项目的通信协议以及数据库文件导入至所述总线采集装置（102）中，以使所述总线采集装置（102）获取到包含有所述被测以太网网关（103）和待模拟节点的报文ID、报文周期和报文信号的配置文件；

上位机（101）接收通过人机交互界面输入的测试指令，并将与所述测试指令对应的测试用例发送至总线采集装置（102）；

总线采集装置（102）根据所述测试用例，对被测以太网网关（103）进行测试，并输出测试结果。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述测试指令中携带有对所述被测以太网网关（103）的待测试路由类型信息以及上电参数信息，将与所述测试指令对应的测试用例向外发送的步骤之前，所述方法还包括：

所述上位机（101）根据所述测试指令中携带的上电参数信息，向板卡（104）发送上电控制参数，使所述板卡（104）根据所述上电控制参数控制可编程程控电源（105）进行上电，以为所述被测以太网网关（103）进行供电。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述测试指令中携带的待测试路由类型为常规路由类型时，总线采集装置（102）根据所述测试用例，对被测以太网网关（103）进行测试的步骤包括：

在所述可编程程控电源（105）上电过程中，根据所述测试用例，测试所述被测以太网网关（103）是否产生错误帧；

在所述可编程程控电源（105）上电后，根据所述测试用例，测试所述被测以太网关接收到的目标网段发送的常规报文的初始值是否正确；

根据所述测试用例，模拟实车环境，依次对所述被测以太网网关（103）进行常规报文路由测试和常规信号路由测试。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述测试指令中携带的待测试路由类型为诊断路由类型时，总线采集装置（102）根据所述测试用例，对被测以太网网关（103）进行测试的步骤包括：

根据所述测试用例，模拟车载诊断系统向所述被测以太网网关（103）发送诊断报文，测试所述被测以太网网关（103）路由的诊断报文的报文周期和报文ID；

根据所述测试用例，在T时间段内使用未定义的低优先级报文拉高负载，以模拟高负载测试环境，测试在T时间段内所述被测以太网网关（103）是否丢帧或产生错误帧。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述被测以太网网关（103）进行常规报文路由测试的步骤包括；

根据所述测试用例，模拟所述被测以太网网关（103）的源网段节点周期性地向所述被测以太网网关（103）发送第一报文；

采集所述被测以太网网关（103）接收到的由目标网段节点基于所述第一报文返回的第二报文，并对所述第二报文的报文ID和报文周期进行测试。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述被测以太网网关（103）进行常规信号路由测试的步骤包括：

根据所述测试用例，监测所述被测以太网网关（103）的目标网段的路由信号是否正确；

若正确，则根据所述测试用例，在周期性地向所述被测以太网网关（103）发送第一报文的时间到达T1时停止向所述被测以太网网关（103）发送所述第一报文，并测试所述被测以太网网关（103）是否在T1时间到达时接收到目标网段节点返回的最后收到的第一报文的信号值；

测试所述被测以太网网关（103）是否在T1时间经过后接收到所述目标网段节点返回的信号无效报文。