CN111708661A - 一种适用于中央网关的压力测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于中央网关的压力测试系统及方法，涉及ECU压力测试领域，该系统包括上位机、下位机、总线干扰注入模块和总线数据采集模块，上位机用于生成测试用例，并将生成的测试用例发送给下位机；下位机用于基于测试用例，驱动测试模块中的一个或多个板卡工作，以向待测中央网关进行信号输入，所述测试模块包括Ethernet总线通信板卡、CAN/CANFD总线通信板卡、LIN总线板卡和通用I/O板卡；总线干扰注入模块用于对待测中央网关的各个总线接口进行干扰，以使对应的总线故障；总线数据采集模块用于对待测中央网关的各个总线接口的信号数据进行采集。本发明能够有效提高中央网关的效率。

Description

一种适用于中央网关的压力测试系统及方法

技术领域

本发明涉及ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)压力测试领域，具体涉及一种适用于中央网关的压力测试系统及方法。

背景技术

随着汽车电子技术的快速发展，汽车功能的不断完善，越来越多的电控单元被应用于汽车上。为了节约成本，减少布线，减轻重量，车载总线技术也在不断的进步和发展，LIN(Local Interconnect Network，局域互联网络)总线、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线、CAN FD(CAN with Flexible Data rate，升级版CAN)总线在车载网络中得到了极大的应用，其中CAN/CANFD总线一般被设计为主干网，LIN和容错CAN设计为子网。为了保证车载网络通信的实时性和可靠性，汽车中央网关应用而生，作为整车网络管理和信息交互的核心部件，中央网关起到协议转换，流量控制，网络管理的作用。

为了验证中央网关的功能要求是否满足需求技术定义，OEM(Original EquipmentManufacturer，原始设备制造商)一般会对其进行多种功能测试和验证，如报文信号路由测试、总线一致性测试、网络管理测试等。但是，现有技术中对于中央网关的测试，存在测试范围覆盖不全面的问题，很难完成对于中央网关的高效测试。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于中央网关的压力测试系统及方法，能够有效提高中央网关的效率。

为达到以上目的，本发明提供一种适用于中央网关的压力测试系统，包括：

上位机，其用于生成测试用例，并将生成的测试用例发送给下位机；

下位机，其用于基于测试用例，驱动测试模块中的一个或多个板卡工作，以向待测中央网关进行信号输入，所述测试模块包括Ethernet总线通信板卡、CAN/CANFD总线通信板卡、LIN总线板卡和通用I/O板卡；

总线干扰注入模块，其用于对待测中央网关的各个总线接口进行干扰，以使对应的总线故障；

总线数据采集模块，其用于对待测中央网关的各个总线接口的信号数据进行采集；

其中，所述下位机还用于获取总线数据采集模块采集的信号数据，以及获取测试模块中各板卡的总线逻辑报文信息并和测试用例的期望数据进行对比，然后将获取的信号数据和对比结果上传给上位机以生成测试报告。

在上述技术方案的基础上，

所述测试用例包括中央网关单节点测试、中央网关基本功能测试和中央网关压力测试；

所述中央网关单节点测试包括鲁棒性测试、CAN网络信号完整性测试和唤醒功能测试；

所述中央网关基本功能测试包括信号路由测试、报文路由测试、网络管理测试；

所述中央网关压力测试包括边界值测试、故障激励测试、多次故障恢复测试、总线故障注入测试、BUSOFF恢复测试、多次异常供电测试。

在上述技术方案的基础上，所述测试模块还包括电源模块板卡，所述电源模块板卡用于对待测中央网关进行供电并模拟实车供电环境。

在上述技术方案的基础上，还包括断线测试盒，所述断线测试盒位于测试模块和待测中央网关之间，用于模拟短路和开路故障。

在上述技术方案的基础上，还包括电源板卡，所述电源板卡用于对上位机、下位机、测试模块、总线干扰注入模块和总线数据采集模块进行供电。

在上述技术方案的基础上，

所述测试用例由基础测试脚本和参数配置组成；

所述基础测试脚本为由网络数据库生成的中央网关基本功能测试用例脚本；

所述参数配置包括测试循环次数，信号范围覆盖最小值、最大值、无效值和有效值插入测试点数，触发次数，周期容差，总线干扰的注入方式、次数和时间间隔，以及电源模式。

本发明提供的一种适用于中央网关的压力测试方法，包括以下步骤：

建立网络数据库，生成基础测试脚本；

上位机中选择参数配置，并结合生成的基础测试脚本，生成测试用例；

基于待测中央网关的接口，生成总线虚拟ECU；

上位机将生成的测试用例发送给下位机，下位机基于测试用例，驱动测试模块中的一个或多个板卡工作以向待测中央网关进行信号输入；

下位机获取总线数据采集模块采集的信号数据，以及获取测试模块中各板卡的总线逻辑报文信息并和测试用例的期望数据进行对比，然后将获取的信号数据和对比结果上传给上位机以生成测试报告。

在上述技术方案的基础上，

所述测试用例包括中央网关单节点测试、中央网关基本功能测试和中央网关压力测试；

所述中央网关单节点测试包括鲁棒性测试、CAN网络信号完整性测试和唤醒功能测试；

所述中央网关基本功能测试包括信号路由测试、报文路由测试、网络管理测试；

所述中央网关压力测试包括边界值测试、故障激励测试、多次故障恢复测试、总线故障注入测试、BUSOFF恢复测试、多次异常供电测试。

在上述技术方案的基础上，所述测试模块还包括电源模块板卡，所述电源模块板卡用于对待测中央网关进行供电并模拟实车供电环境，所述测试模块和待测中央网关之间还设有断线测试盒，所述断线测试盒用于模拟短路和开路故障。

在上述技术方案的基础上，

所述测试用例由基础测试脚本和参数配置组成；

所述基础测试脚本为由网络数据库生成的中央网关基本功能测试用例脚本；

所述参数配置包括测试循环次数，信号范围覆盖最小值、最大值、无效值和有效值插入测试点数，触发次数，周期容差，总线干扰的注入方式、次数和时间间隔，以及电源模式。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将待测试中央网关通过断线测试盒连接至测试系统，测试系统中上位机生成测试用例，加载到下位机，下位机根据测试用例控制系统中各个总线板卡、电源模块板卡、总线干扰注入模块和总线数据采集模块等进行自动化测试，该测试系统不仅测试一致性好，测试效率高，可以兼容手动、自动两种测试方式，同时，不仅能够针对中央网关单节点网络测试，而且可以进行中央网关基本功能测试，能够真实的模拟中央网关的工作环境及一些特定场景进行测试，并且能够提高中央网关的测试强度和效率，测试适用范围广

附图说明

图1为本发明实施例中一种适用于中央网关的压力测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种适用于中央网关的压力测试方法的流程图

具体实施方式

本发明实施例提供一种适用于中央网关的压力测试系统，适用于多种总线接口类型，可以进行中央网关的多种类型测试，可以更加真实的模拟中央网关的工作环境及一些特定场景进行测试，测试适用范围广，测试效率高。本发明实施例相应地还提供了一种适用于中央网关的压力测试方法。以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种适用于中央网关的压力测试系统，包括上位机、下位机、测试模块、总线干扰注入模块、总线数据采集模块、电源板卡和断线测试盒，下位机、测试模块、总线干扰注入模块、总线数据采集模块、电源板卡和断线测试盒位于压力测试台架上。上位机和下位机之间通过光纤相连，测试模块通过断线测试盒与待测中央网关相连，下位机与试模块、总线干扰注入模块和总线数据采集模块通过仪器总线相连。

上位机用于生成测试用例，并将生成的测试用例发送给下位机。本发明实施例中的上位机主要用于人机交互，通过上位机中的测试管理软件编辑测试用例，上位机还用于记录测试结果，生成测试报告。

下位机用于基于测试用例，驱动测试模块中的一个或多个板卡工作，以向待测中央网关进行信号输入，所述测试模块包括Ethernet总线通信板卡、CAN/CANFD总线通信板卡、LIN总线板卡和通用I/O(Input/Output，输入/输出)板卡。测试用例包括中央网关单节点测试、中央网关基本功能测试和中央网关压力测试。中央网关单节点测试包括鲁棒性测试、CAN网络信号完整性测试和唤醒功能测试；中央网关基本功能测试包括信号路由测试、报文路由测试、网络管理测试；中央网关压力测试包括边界值测试、故障激励测试、多次故障恢复测试、总线故障注入测试、BUSOFF(总线关闭)恢复测试、多次异常供电测试。测试模块用于模拟中央网关的工作环境，如总线虚拟节点和待测中央网关的外围输入信号。

总线干扰注入模块用于对待测中央网关的各个总线接口进行干扰，以使对应的总线故障，例如，对待测中央网关的某一个总线接口进行干扰，使该总线接口故障。总线数据采集模块用于对待测中央网关的各个总线接口的信号数据进行采集。断线测试盒位于测试模块和待测中央网关之间，用于模拟短路和开路故障。电源板卡用于对上位机、下位机、测试模块、总线干扰注入模块和总线数据采集模块进行供电。

总线数据采集模块用于对待测中央网关的各个总线接口的信号数据进行采集。下位机还用于获取总线数据采集模块采集的信号数据，以及获取测试模块中各板卡的总线逻辑报文信息并和测试用例的期望数据进行对比，然后将获取的信号数据和对比结果上传给上位机以生成测试报告。电源模块板卡属于测试模块，电源模块板卡用于对待测中央网关进行供电并模拟实车供电环境，如KL15，KL15a，KL30，KL55和KL75电。

通过上位机将测试用例下载到下位机，由下位机直接控制系统中的各通信板卡、I/O板卡、标准电源模块及总线干扰注入模块，来给待测中央网关实时测试压力，并从总线数据采集模块获得待测中央网关各通道的总线信息，最后通过上位机测试管理软件比对测试结果，给出测试报告和记录测试数据。

本发明实施例中，测试用例由基础测试脚本和参数配置组成。基础测试脚本为由网络数据库生成的中央网关基本功能测试用例脚本。参数配置包括测试循环次数，信号范围覆盖最小值、最大值、无效值和有效值插入测试点数，触发次数，周期容差，总线干扰的注入方式、次数和时间间隔，以及电源模式。

网络数据库采用行业标准格式dbc格式或者arxml格式，使用Python语言开发用于自动生成基础测试脚本的插件，利用该插件可以生成基础测试脚本，并且符合行业通用的xml或*can测试脚本格式。网络数据库中含有生成基础测试脚本必备的部件和参数。

插件集成在上位机测试管理软件中，其基本逻辑是：首先提取网络数据库中Channel(信道)、ECU、Frame/Message(框架/消息)，PDU(Power Distribution Unit，电源分配单元)、Signal(信号)等参数名称，Sender/Receiver(发送/接收)属性，Tx(transport，发送)和Rx(receive，接收)收发属性，ID(Identity document，身份标识号)，地址，数据类型，因子，以及偏移等有用信息，生成xml或can脚本格式标记参数、声明参数和数据类型，插件根据网络数据库中的信号路由或报文路由关系，使用符合xml或can脚本语言函数和结构的字符串进行描述，以一个信号名或一个PDU-ID在中央网关处理的逻辑作为生成一个独立的测试用例体。

本发明实施例的适用于中央网关的压力测试系统，将待测试中央网关通过断线测试盒连接至测试系统，测试系统中上位机生成测试用例，加载到下位机，下位机根据测试用例控制系统中各个总线板卡、电源模块板卡、总线干扰注入模块和总线数据采集模块等进行自动化测试，该测试系统不仅测试一致性好，测试效率高，可以兼容手动、自动两种测试方式，同时，不仅能够针对中央网关单节点网络测试，而且可以进行中央网关基本功能测试，能够真实的模拟中央网关的工作环境及一些特定场景进行测试，并且能够提高中央网关的测试强度和效率，测试适用范围广。

参加图2所示，本发明实施例还提供一种适用于中央网关的压力测试方法，基于上述压力测试系统，本发明实施例的一种适用于中央网关的压力测试方法，包括以下步骤：

S1：建立网络数据库，生成基础测试脚本；

S2：上位机中选择参数配置，并结合生成的基础测试脚本，生成测试用例；

S3：基于待测中央网关的接口，生成总线虚拟ECU。

本发明实施例中，通过建立的网络数据库，使用Matlab软件和Simulink工具建模设计总线上和中央网关有交互的虚拟ECU，用来模拟中央网关网络环境和总线逻辑关系。虚拟ECU根据中央网关网络拓扑架构使用Matlab或Simulink搭建并生成可供上位机测试管理软件调用和使用的文件如*dll，并结合压力测试脚本输出待测中央网关所需的网络测试逻辑环境。

S4：上位机将生成的测试用例发送给下位机，下位机基于测试用例，驱动测试模块中的一个或多个板卡工作以向待测中央网关进行信号输入；

S5：下位机获取总线数据采集模块采集的信号数据，以及获取测试模块中各板卡的总线逻辑报文信息并和测试用例的期望数据进行对比，然后将获取的信号数据和对比结果上传给上位机以生成测试报告。

本发明实施例中，测试用例包括中央网关单节点测试、中央网关基本功能测试和中央网关压力测试。中央网关单节点测试包括鲁棒性测试、CAN网络信号完整性测试和唤醒功能测试。中央网关基本功能测试包括信号路由测试、报文路由测试、网络管理测试。中央网关压力测试包括边界值测试、故障激励测试、多次故障恢复测试、总线故障注入测试、BUSOFF恢复测试、多次异常供电测试。

本发明实施例中，测试模块还包括电源模块板卡，所述电源模块板卡用于对待测中央网关进行供电并模拟实车供电环境，所述测试模块和待测中央网关之间还设有断线测试盒，所述断线测试盒用于模拟短路和开路故障。测试用例由基础测试脚本和参数配置组成。基础测试脚本为由网络数据库生成的中央网关基本功能测试用例脚本。参数配置包括测试循环次数，信号范围覆盖最小值、最大值、无效值和有效值插入测试点数，触发次数，周期容差，总线干扰的注入方式、次数和时间间隔，以及电源模式。

Claims (10)

1.一种适用于中央网关的压力测试系统，其特征在于，包括：

上位机，其用于生成测试用例，并将生成的测试用例发送给下位机；

下位机，其用于基于测试用例，驱动测试模块中的一个或多个板卡工作，以向待测中央网关进行信号输入，所述测试模块包括Ethernet总线通信板卡、CAN/CANFD总线通信板卡、LIN总线板卡和通用I/O板卡；

总线干扰注入模块，其用于对待测中央网关的各个总线接口进行干扰，以使对应的总线故障；

总线数据采集模块，其用于对待测中央网关的各个总线接口的信号数据进行采集；

其中，所述下位机还用于获取总线数据采集模块采集的信号数据，以及获取测试模块中各板卡的总线逻辑报文信息并和测试用例的期望数据进行对比，然后将获取的信号数据和对比结果上传给上位机以生成测试报告。

2.如权利要求1所述的一种适用于中央网关的压力测试系统，其特征在于：

所述测试用例包括中央网关单节点测试、中央网关基本功能测试和中央网关压力测试；

所述中央网关单节点测试包括鲁棒性测试、CAN网络信号完整性测试和唤醒功能测试；

所述中央网关基本功能测试包括信号路由测试、报文路由测试、网络管理测试；

所述中央网关压力测试包括边界值测试、故障激励测试、多次故障恢复测试、总线故障注入测试、BUSOFF恢复测试、多次异常供电测试。

3.如权利要求1所述的一种适用于中央网关的压力测试系统，其特征在于：所述测试模块还包括电源模块板卡，所述电源模块板卡用于对待测中央网关进行供电并模拟实车供电环境。

4.如权利要求3所述的一种适用于中央网关的压力测试系统，其特征在于：还包括断线测试盒，所述断线测试盒位于测试模块和待测中央网关之间，用于模拟短路和开路故障。

5.如权利要求1所述的一种适用于中央网关的压力测试系统，其特征在于：还包括电源板卡，所述电源板卡用于对上位机、下位机、测试模块、总线干扰注入模块和总线数据采集模块进行供电。

6.如权利要求1所述的一种适用于中央网关的压力测试系统，其特征在于：

所述测试用例由基础测试脚本和参数配置组成；

所述基础测试脚本为由网络数据库生成的中央网关基本功能测试用例脚本；

所述参数配置包括测试循环次数，信号范围覆盖最小值、最大值、无效值和有效值插入测试点数，触发次数，周期容差，总线干扰的注入方式、次数和时间间隔，以及电源模式。

7.一种适用于中央网关的压力测试方法，基于权利要求1所述的压力测试系统，其特征在于，包括以下步骤：

建立网络数据库，生成基础测试脚本；

上位机中选择参数配置，并结合生成的基础测试脚本，生成测试用例；

基于待测中央网关的接口，生成总线虚拟ECU；

上位机将生成的测试用例发送给下位机，下位机基于测试用例，驱动测试模块中的一个或多个板卡工作以向待测中央网关进行信号输入；

下位机获取总线数据采集模块采集的信号数据，以及获取测试模块中各板卡的总线逻辑报文信息并和测试用例的期望数据进行对比，然后将获取的信号数据和对比结果上传给上位机以生成测试报告。

8.如权利要求7所述的一种适用于中央网关的压力测试方法，其特征在于：

所述测试用例包括中央网关单节点测试、中央网关基本功能测试和中央网关压力测试；

所述中央网关单节点测试包括鲁棒性测试、CAN网络信号完整性测试和唤醒功能测试；

所述中央网关基本功能测试包括信号路由测试、报文路由测试、网络管理测试；

所述中央网关压力测试包括边界值测试、故障激励测试、多次故障恢复测试、总线故障注入测试、BUSOFF恢复测试、多次异常供电测试。

9.如权利要求7所述的一种适用于中央网关的压力测试方法，其特征在于：所述测试模块还包括电源模块板卡，所述电源模块板卡用于对待测中央网关进行供电并模拟实车供电环境，所述测试模块和待测中央网关之间还设有断线测试盒，所述断线测试盒用于模拟短路和开路故障。

10.如权利要求7所述的一种适用于中央网关的压力测试方法，其特征在于：

所述测试用例由基础测试脚本和参数配置组成；

所述基础测试脚本为由网络数据库生成的中央网关基本功能测试用例脚本；

所述参数配置包括测试循环次数，信号范围覆盖最小值、最大值、无效值和有效值插入测试点数，触发次数，周期容差，总线干扰的注入方式、次数和时间间隔，以及电源模式。

Images