CN115134280B - 一种车载以太网的故障测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车载以太网的故障测试系统及方法，故障测试系统包括上位机和测试装置，测试装置包括远程标准处理接口，远程标准处理接口用于处理测试装置与上位机的报文，报文包括服务标识、方法标识和有效载荷标识；在测试装置的参数配置阶段，方法标识与待测控制器的参数对应。本申请基于服务架构构建故障测试系统，测试装置通过远程标准处理接口与上位机进行交互，上位机依据待测控制器的参数配置测试装置，方便测试系统在不同测试环境中移植适配。

Description

一种车载以太网的故障测试系统及方法

技术领域

本申请涉及以太网测试技术领域，更具体地，涉及一种车载以太网的故障测试系统及方法。

背景技术

随着自动驾驶、车联网、大数据、云计算、人工智能等领域技术的融入使汽车交互更为复杂。越来越多的传感器、控制器以及接口对带宽的要求越来越高，车内不同的计算单元和不同的域之间彼此通信的需求越来越强。

车载以太网是一种用以太网连接车内电子单元的新型局域网技术，可实现100Mbit/s甚至1Gbit/s的数据传输速率，同时还满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。车载以太网使用单对非屏蔽双绞线作为通讯介质，包含正极、负极两个通道。

为了保证车内以太网通讯的可靠性和稳定性，需要对通讯线缆进行故障注入测试，分别模拟正极通道、负极通道对地、电短路，开路，以及正负极短接等故障行为，还需要模拟近端、远端(远、近为故障发生的位置距离被测控制器的距离)故障行为；同时还需要检测被测控制器在故障产生时，是否能够记录故障行为；故障恢复后，能否正常的通讯。

现有技术中，上位机需要针对不同的测试用例开发上位机程序，增加了上位机开发的复杂性；另外，将测试装置移植到HIL测试系统时，由于上位机程序的差异性，需要根据不同的上位机软件进行适配，通用性不高。

发明内容

本申请提供一种车载以太网的故障测试系统及方法，基于服务架构构建故障测试系统，测试装置通过远程标准处理接口与上位机进行交互，上位机依据待测控制器的参数配置测试装置，方便测试系统在不同测试环境中移植适配。

本申请提供了一种车载以太网的故障测试系统，包括上位机和测试装置，测试装置包括远程标准处理接口，远程标准处理接口用于处理测试装置与上位机的报文，报文包括服务标识、方法标识和有效载荷标识；

在测试装置的参数配置阶段，方法标识与待测控制器的参数对应。

优选地，服务标识包括原始服务标识和高级服务标识，原始服务标识指示处于参数配置阶段，高级服务标识指示处于测试阶段。

优选地，上位机与测试装置基于以太网SomeIP协议进行数据交互。

优选地，测试阶段的方法标识用于指示与测试相关的条目。

优选地，测试装置还包括通讯接口，通讯接口用于设置测试装置与待测控制器进行交互所选用的通道、通讯速率、报文类型、主从模式。

优选地，测试装置还包括故障模拟接口，故障模拟接口包括用于仿真故障模式的内置电路。

优选地，通讯接口包括CAN通讯模式、以太网通讯模式以及UART通讯模式。

优选地，测试装置还包括中央处理单元，中央处理单元用于根据上位机下发的指令中的有效载荷标识控制通讯接口、故障模拟接口以及电源接口执行相应动作。

本申请还提供一种车载以太网的故障测试方法，包括：

将待测控制器与故障测试系统连接后，接收上位机的开始测试指令，开始测试指令包括测试装置的配置参数；

按照开始测试指令进行参数配置，配置完成后向上位机发送反馈信息；

接收上位机的测试指令，测试指令包括至少一个测试项目；

针对每个测试项目，调用故障模拟接口模拟相应的故障信号，调用通讯接口向待测控制器发送故障信息，并获取待测控制器对于故障信息的故障反馈信息；

完成所有的测试项目后，将所有的故障反馈信息上传至上位机，使得上位机显示测试结果并导出报告。

优选地，在故障模拟接口模拟故障信号之前还进行防错操作。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请提供的车载以太网的故障测试系统的结构图；

图2为本申请提供的车载以太网的故障测试方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

本申请基于面向服务的架构(Service-Oriented Architecture，SOA)构建故障测试系统。SOA通过标准化的服务接口，松耦合的服务机制以及可组合扩展的服务特性，可实现功能的灵活重组。

如图1所示，本申请提供的车载以太网的故障测试系统包括上位机和测试装置。

上位机用于指令的编排及下发，同时对测试装置上报的数据进行处理及测试报告的导出。

测试装置包括远程标准处理接口、中央处理单元、通讯接口、故障模拟接口以及电源接口。

作为一个实施例，上位机与测试装置之间基于以太网SomeIP协议进行数据交互，具体与测试装置的远程标准处理接口进行数据交互。以太网SomeIP协议具备服务发现及订阅机制、Get/Set的方法，支持基于服务架构的通讯设计。

远程标准处理接口用于处理测试装置与上位机的报文，报文包括服务标识、方法标识和有效载荷标识。

具体地，远程标准处理接口包括原始服务和高级服务，因此服务标识包括原始服务标识和高级服务标识。原始服务是对待测控制器和测试系统的底层的抽象，用于依据待测控制器对测试系统进行参数配置，因此原始服务标识指示处于参数配置阶段。高级服务是对原始服务的组合排布，用于依据待测控制器及相应的测试用例进行测试阶段、测试项目的划分，因此高级服务标识指示处于测试阶段。

参数配置阶段和测试阶段均包括多个方法标识。在测试装置的参数配置阶段，方法标识与待测控制器的参数对应，例如通讯模式等。在测试阶段，方法标识用于指示与测试相关的条目，例如测试阶段、测试项目等。

远程标准处理接口用于报文的处理和解析，根据报文格式定义获取报文中的有效载荷内容。有效载荷内容为配置结构体，包含Get/Set标识以及参数内容。Get和Set分别代表获取参数和设置参数，每个方法ID对应的可设置和可读取的参数为预定义的。

表1示出了服务标识(服务ID)和方法标识(方法ID)的含义的一个实施例。

表1

如表1所示，原始服务包含CAN配置、以太网配置、UART配置、故障模拟配置、电源管理配置共5种方法定义，服务ID为0x5000。高级服务包含开始测试，结束测试，近端开路、短路测试，远端开路短路测试共4种方法定义，服务ID为0x4000。

表2示出了报文格式定义的一个实施例。

表2

表3示出了有效载荷格式定义的一个实施例。

表3

作为一个实例，若报文为5000 0002 0000000b 00000000 01 01 00 00 01 02 01为例，则服务ID为0x5000,方法ID为0x2，代表调用的是原始服务的以太网配置的方法。有效载荷为01 02 01，代表设置参数(01)，以太网的第二个端口(02)、主从模式为主模式(01)。

中央处理单元根据远程标准处理接口接收到的上位机指令中的有效载荷标识控制通讯接口、故障模拟接口及电源接口执行相应动作。

通讯接口用于设置测试装置与待测控制器进行交互所选用的通道、通讯速率、报文类型、主从模式等信息，通讯接口支持通过服务调用的方式进行设置。通讯接口包括CAN通讯模式、以太网通讯模式以及UART通讯模式等通讯模式。

故障模拟接口包括用于仿真故障模式内置电路。

作为一个实施例，故障模拟接口支持仿真正极对电源短路、正极对地短路、正极开路、负极对电源短路、负极对地短路、负极开路及正负极短路等模式。

优选地，内置电路支持防错设计，按照既定的顺序及规则检查，避免某一线路对地短路的同时对电短路。

作为一个实施例，防错规则包含：

1、检查是否有正负短接指令，如有，则屏蔽其他故障请求；

2、检查是否有负极对地故障，如有，则屏蔽负极对电故障请求；

3、检查是否有正极对地故障，如有，则屏蔽正极对电故障请求；

4、检查是否有负极对电故障，如有，则屏蔽负极对地故障请求；

5、检查是否有正极对电故障，如有，则屏蔽正极对地故障请求。

电源接口支持通过服务调用的方式设置输出电压及检测电流。

本申请中，上位机与测试装置之间采用远程标准处理接口，方便测试系统在不同测试环境中移植适配。

当待测控制器配置为通过以太网通讯模式获取内部故障码信息时，只需要通过上位机调用远程标准处理接口更改报文，并发送到测试装置中即可。

当需要开发特定的测试用例时，只需在上位机中对原始服务进行重新组合，生成新的方法标识；在进行与该测试用例相应的测试时，上位机通过相应的报文(包含相应的方法标识)下发到测试装置中即可。

基于上述故障测试系统，本申请还提供了一种车载以太网的故障测试方法。如图2所示，故障测试方法包括：

S210：将待测控制器与故障测试系统连接后，接收上位机的开始测试指令，开始测试指令包括测试装置的配置参数，例如通讯接口的配置参数(例如CAM通道、波特率等)、电源接口的配置参数(例如供电电压)等。

S220：测试装置按照开始测试指令中的配置参数进行参数的配置，配置完成后向上位机发送反馈信息。

S230：接收上位机的测试指令，测试指令包括至少一个测试项目。

S240：针对每个测试项目，调用故障模拟接口模拟相应的故障信号，调用通讯接口向待测控制器发送故障信息，并获取待测控制器对于故障信息的故障反馈信息。

优选地，在故障模拟接口模拟故障信号之前还依据上述防错规则进行防错操作。

S250：完成所有的测试项目后，将所有的故障反馈信息上传至上位机，使得上位机显示测试结果并导出报告。

本申请的有益效果如下：

1、上位机通过SomeIP与测试装置通讯，上位机与测试装置之间采用远程标准处理接口，针对定制的测试需求，通过上位机下发到测试硬件中，方便测试系统在不同测试环境中移植适配。

2、故障模拟及故障获取通过测试硬件实现，保证实时性。

3、本申请中，上位机发送一次测试指令，测试装置即可完成多个测试项目，并在所有测试项目完成后统一将测试结果反馈给上位机，并在测试结束后自动导出测试报告，相对于现有技术，本申请实现了故障产生和故障获取的有效同步，同时大大简化了测试处理过程，保证了实时性。

4、现有的故障测试装置只支持CAN模式进行通讯，若通过以太网、UART等通讯方式与待测控制器进行通讯，需要单独外接设备。本申请的测试装置可以在多种通讯模式之间自动切换，无需外接设备。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种车载以太网的故障测试系统，其特征在于，包括上位机和测试装置，所述上位机与所述测试装置基于以太网SomeIP协议进行数据交互，所述测试装置包括远程标准处理接口，所述远程标准处理接口用于处理所述测试装置从所述上位机接收的报文，所述报文包括服务标识、方法标识和有效载荷标识；

在所述测试装置的参数配置阶段，所述方法标识与待测控制器的参数对应；

所述远程标准处理接口包括原始服务和高级服务，所述原始服务标识指示处于参数配置阶段，所述原始服务是对待测控制器和测试系统的底层的抽象，用于依据待测控制器对测试系统进行参数配置；所述高级服务标识指示处于测试阶段，所述高级服务是对所述原始服务的组合排布，用于依据待测控制器及相应的测试用例进行测试阶段、测试项目的划分；

当需要开发测试用例时，只需在所述上位机中对原始服务进行重新组合，生成新的方法标识；在进行与所述测试用例相应的测试时，所述上位机通过相应的报文下发到所述测试装置中即可。

2.根据权利要求1所述的车载以太网的故障测试系统，其特征在于，测试阶段的方法标识用于指示与测试相关的条目。

3.根据权利要求1所述的车载以太网的故障测试系统，其特征在于，所述测试装置还包括通讯接口，所述通讯接口用于设置所述测试装置与所述待测控制器进行交互所选用的通道、通讯速率、报文类型、主从模式。

4.根据权利要求3所述的车载以太网的故障测试系统，其特征在于，所述测试装置还包括故障模拟接口，所述故障模拟接口包括用于仿真故障模式的内置电路。

5.根据权利要求3所述的车载以太网的故障测试系统，其特征在于，所述通讯接口包括CAN通讯模式、以太网通讯模式以及UART通讯模式。

6.根据权利要求4所述的车载以太网的故障测试系统，其特征在于，所述测试装置还包括中央处理单元，所述中央处理单元用于根据上位机下发的指令中的有效载荷标识控制所述通讯接口、所述故障模拟接口以及电源接口执行相应动作。

7.一种车载以太网的故障测试方法，其特征在于，包括：

将待测控制器与权利要求1-6中任一项所述的故障测试系统连接后，通过远程标准处理接口接收上位机的开始测试指令，所述开始测试指令包括测试装置的配置参数；

按照所述开始测试指令进行参数配置，配置完成后向上位机发送反馈信息；

接收上位机的测试指令，所述测试指令包括至少一个测试项目；

针对每个测试项目，调用故障模拟接口模拟相应的故障信号，调用通讯接口向待测控制器发送故障信息，并获取待测控制器对于故障信息的故障反馈信息；

完成所有的测试项目后，将所有的故障反馈信息上传至上位机，使得上位机显示测试结果并导出报告。

8.根据权利要求7所述的车载以太网的故障测试方法，其特征在于，在故障模拟接口模拟故障信号之前还进行防错操作。