CN116489043A - 一种can通信自动化测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CAN通信自动化测试方法，包括解析DBC文件信息，根据所述DBC文件信息筛选出发送接收信号、网关转发信号、以及通信诊断信号并建立报文信息数据库；根据CAN通信功能模块测试需求及规范，编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的测试用例；根据所述测试用例编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的测试用例代码脚本；连接待测控制器，执行所述测试用例代码脚本，将输出结果与所述报文信息数据库进行对比，记录不合格项并进行整改；对整改后的不合格项进行回归验证，验证合格后导出测试报告数据，以解决现有技术中自动生成用例覆盖不全面，不能对报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断等功能同时进行测试的问题。

Description

一种CAN通信自动化测试方法
技术领域
本发明涉及通信测试技术领域，具体涉及一种CAN通信自动化测试方法。
背景技术
CAN（控制器局域网络）是一种用于实时通信的串行线路，它是一个车载多线程通信网络，具有高速数据传输能力和出色的故障检测能力。车辆上装备了许多电气控制单元，在操作过程中控制单元之间相互关联，共享信息（并非独立的）。在CAN通信系统中，控制单元由两条通信线路连接（CAN-H线路和CAN-L线路），这样可以利用更少的线路进行高速率的信息传送。每个控制单元都能够传输／收数据，但只是选择性地读取所需要的数据。CAN通信系统大大减少了车辆上的电气布线，并且降低线缆的成本、重量和所占的空间。
随着汽车电子技术的发展，汽车电子电器架构日趋复杂，从而导致通信网络结构越来越复杂，CAN通信测试在车载网络中具有非常重要的作用。在汽车量产之前，CAN通信必须进行严格的性能测试，只有测试验证没有问题之后才能认可通过，成为量产件。测试工作的严谨性重点体现在测试方式上，所以自动化测试模型在测试中便显得十分重要。
汽车行业中常用CAN通信功能可以分为4种：报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断。其中报文发送主要是控制器内部自主发送给其他控制器或者设备的报文。报文接收是指其他控制器或者设备发送报文给待测控制器，待测控制器对报文进行接收处理的过程。网关转发的类型可以分为3种：信号路由、报文路由、TP路由（诊断路由），主要功能是把报文或信号从源网段发送到目标网段的一个过程。通信诊断目前常用的功能主要有CRC/Counter故障诊断、CAN状态诊断。
CN115604078A公开了一种低成本高效率CAN报文自动测试方法，包括：提供基于CANoe的报文测试仪、协同测试处理器以及报文收发连接器，协同测试处理器获取并解析目标测试通讯矩阵，以在解析后生成适配报文测试仪内测试脚本文件执行的目标测试用例；报文测试仪接收目标测试用例并加载与目标测试通讯矩阵对应的目标测试DBC文件，所述报文测试仪内的测试脚本文件对待测器件进行基于目标测试用例以及目标测试DBC文件下所需的CAN报文测试，以在CAN报文测试后生成报文测试统计信息，且利用协同测试处理器读取并分析上述生成的报文测试统计信息。该方法中直接解析DBC文件生成测试用例，对报文接收测试或者通信诊断是无法实现的，不能覆盖所有的CAN通信功能。
毋庸置疑，上述专利文献公开的技术方案是本领域的一种有益的尝试。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CAN通信自动化测试方法，解决了现有技术中通信自动化测试方法单一，自动生成用例覆盖不全面，不能对报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断等功能同时进行测试的问题，进一步还解决了现有技术不能对控制器软件接收的报文信息进行对比校验的问题，不仅提高了测试效率，还避免了人工出错的可能性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种CAN通信自动化测试方法，包括：
解析CAN协议的DBC文件信息，根据所述DBC文件信息筛选出发送接收信号、网关转发信号、以及通信诊断信号并建立报文信息数据库；
根据CAN通信功能模块测试需求及规范，编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的测试用例；
根据所述测试用例编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的测试用例代码脚本；
连接待测控制器，执行所述测试用例代码脚本，将输出结果与所述报文信息数据库进行对比，记录不合格项并进行整改；
对整改后的不合格项进行回归验证，验证合格后导出测试报告数据。
进一步，所述解析CAN协议DBC文件信息包括报文ID、报文网段、报文节点、信号名称、信号周期、信号最大值、信号最小值以及信号接收节点。
进一步，所述报文发送的测试用例包括：
采集控制器发送信号；
与所述报文信息数据库信号内容进行轮寻对比，依次对比内容包括报文ID、报文网段、报文周期以及报文数据；
若对比成功，判定控制器信号发送成功，反之，判断控制器信号发送失败，并打印日志，输出轮寻对比失败项。
进一步，所述报文接收的测试用例包括：
通过报文接收测试用例代码脚本发送信号；
控制器通过预留CAN将内部CAN变量信号发出；
接收控制器预留CAN发出的变量信号值；
将发送信号与接受信号进行比较，若符合预期则表示正确，若不符合预期则表示错误。
进一步，所述网关转发测试用例包括：
判断控制器转发模式是否为网关转发或信号转发；
通过测试用例代码脚本向控制器发送对应模式的信号；
采集控制器转发出的信号并存入所述报文信息数据库；
根据判断控制器转发模式选择对应的判定规则进行判定。
进一步，若控制器转发出的信号判断为网关转发，对应的判断规则为：
首先将发送报文ID与报文信息数据库的报文信息进行遍历比较，然后依次比较报文帧数、
报文周期、报文数据长度、报文数据内容与发送信号是否一致，最后检测是否产生错误帧；
若其中任一项不一致或者产生错误帧，则判定响应网关转发错误，若均一致并未产生错误帧，则响应网关转发成功。
进一步，若控制器转发出的信号判断为信号转发，对应的判断规则为：
首先将发送报文ID与报文信息数据库的报文信息进行遍历比较，然后匹配源网段和目标网段ID，比较发送信号名称与转发信号名称是否一致，接着依次比较信号帧数、信号周期、信号数据内容与发送信号是否一致，最后检测是否产生错误帧；
若其中任一项不一致或者产生错误帧，则判定响应信号转发错误，若均一致并未产生错误帧，则响应信号转发成功。
进一步，所述通信诊断测试用例包括：
通过所述测试用例代码脚本向控制器发送信号；
控制器通过预留CAN将内部CAN变量诊断信号的校验值发出；
接收控制器预留CAN发出的校验值；
将校验值与接受信号设定的值进行比较，若校验不一致则响应CRC/Counter故障和CAN状态
诊断失败，若校验一致则响应CRC/Counter故障和CAN状态诊断成功。
进一步，所述测试用例代码脚本的执行方式为：
初始化测试环境，在所述待测控制器上连接调试工具trace32，烧写待测软件，连接总线测试工具CANOE，导入测试用例脚本；
按测试用例顺序执行测试用例，获取测试数据并检验测试结果，若测试结果无效则重新获取数据，若测试结果有效则执行下一条测试用例；
重复上一步骤直到所有测试用例执行完成，最后保存测试结果结束测试。
进一步，所述CAN协议的DBC文件信息通过python工具解析，所述测试用例代码脚本使用CAPL语言编写，包括约束和条件设置函数、信号测试函数、等待指示函数、测试控制函数、故障注入函数、检测函数、测试判别函数和测试架构函数。
本发明的有益效果：
1.本发明通过编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的所有CAN通讯功能的测试用例，再依照测试用例编写测试用例代码脚本实行自动执行测试，并最后输出测试报告，使CAN通信功能测试不再局限于某单一功能的测试，通过自动化脚本可对报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断等功能同时进行测试，代替传统人工发送的报文的测试方法提高了测试效率，若有版本信号更新，也可直接对测试用例代码脚本进行更新维护。
2.本发明通过解析CAN协议筛选出测试用例的所需信号信息，生成报文信息数据库，避免了传统测试方法中解析DBC自动生成测试用例覆盖不全面的问题，同时还可对控制器软件接收的报文信息进行对比校验。
3.本发明将人工观测困难的测试点通信实时性和丢帧率用自动化测试用例代码脚本执行测试，避免了人工测试误测和漏测的概率，提高了车载网络通信的可靠性和有效性。
附图说明
图1是测试环境组网图；
图2是CAN通信自动化测试方法的流程图；
图3是报文发送测试用例的流程图；
图4是报文接收测试用例的流程图；
图5是网关转发测试用例的流程图；
图6是报文发送测试用例的流程图；
图7是测试脚本主体框架图；
图8是自动化执行的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容能够了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1至图8所示，本实施例中的一种CAN通信自动化测试方法，包括：
S1、解析CAN协议的DBC文件信息，根据所述DBC文件信息筛选出发送接收信号、网关转发信号、以及通信诊断信号并建立报文信息数据库；
S2、根据CAN通信功能模块测试需求及规范，编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的测试用例；
S3、根据所述测试用例编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的测试用例代码脚本；
S4、连接待测控制器，执行所述测试用例代码脚本，将输出结果与所述报文信息数据库进行对比，记录不合格项并进行整改；
S5、对整改后的不合格项进行回归验证，验证合格后导出测试报告数据。
通编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的所有CAN通讯功能的测试用例，再依照测试用例编写测试用例代码脚本实行自动执行测试，并最后输出测试报告，使CAN通信功能测试不再局限于某单一功能的测试，通过自动化脚本可对报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断等功能同时进行测试，代替传统人工发送的报文的测试方法提高了测试效率，若有版本信号更新，也可直接对测试用例代码脚本进行更新维护。
在S1中，所述CAN协议的DBC文件信息通过python工具解析，所述解析CAN协议DBC文件信息包括报文ID、报文网段、报文节点、信号名称、信号周期、信号最大值、信号最小值以及信号接收节点。
如图3所示，在S2中，所述报文发送的测试用例包括：
采集控制器发送信号；
与所述报文信息数据库信号内容进行轮寻对比，依次对比内容包括报文ID、报文网段、报文周期以及报文数据；
若对比成功，判定控制器信号发送成功，反之，判断控制器信号发送失败，并打印日志，输出轮寻对比失败项。
如图4所示，在S2中，所述报文接收的测试用例包括：
通过所述报文接收测试用例代码脚本发送信号；
控制器通过预留CAN将内部CAN变量信号发出；
接收控制器预留CAN发出的变量信号值；
将发送信号与接受信号进行比较，若符合预期则表示正确，若不符合预期则表示错误。
通过解析CAN协议筛选出测试用例的所需信号信息，生成报文信息数据库，避免了传统测试方法中解析DBC自动生成测试用例覆盖不全面的问题，同时还可对控制器软件接收的报文信息进行对比校验。
如图5所示，在S2中，所述网关转发测试用例包括：
判断控制器转发模式是否为网关转发或信号转发；
通过测试用例代码脚本向控制器发送对应模式的信号；
采集控制器转发出的信号并存入所述报文信息数据库；
根据判断控制器转发模式选择对应的判定规则进行判定。
若控制器转发出的信号判断为网关转发，对应的判断规则为：
首先将发送报文ID与报文信息数据库的报文信息进行遍历比较，然后依次比较报文帧数、
报文周期、报文数据长度、报文数据内容与发送信号是否一致，最后检测是否产生错误帧；
若其中任一项不一致或者产生错误帧，则判定响应网关转发错误，若均一致并未产生错误帧，则响应网关转发成功。
若控制器转发出的信号判断为信号转发，对应的判断规则为：
首先将发送报文ID与报文信息数据库的报文信息进行遍历比较，然后匹配源网段和目标网段ID，比较发送信号名称与转发信号名称是否一致，接着依次比较信号帧数、信号周期、信号数据内容与发送信号是否一致，最后检测是否产生错误帧；
若其中任一项不一致或者产生错误帧，则判定响应信号转发错误，若均一致并未产生错误帧，则响应信号转发成功。
将人工观测困难的测试点通信实时性和丢帧率用自动化测试用例代码脚本执行测试，避免了人工测试误测和漏测的概率，提高了车载网络通信的可靠性和有效性。
如图6所示，在S2中，所述通信诊断测试用例包括：
通过所述测试用例代码脚本向控制器发送信号；
控制器通过预留CAN将内部CAN变量诊断信号的校验值发出；
接收控制器预留CAN发出的校验值；
将校验值与接受信号设定的值进行比较，若校验不一致则响应CRC/Counter故障和CAN状态诊断失败，若校验一致则响应CRC/Counter故障和CAN状态诊断成功。
如图1和图8所示，在S4中，所述测试用例代码脚本的执行方式为：
初始化测试环境，在待测控制器上连接调试工具trace32，烧写待测软件，连接总线测试工具CANOE，导入测试用例脚本；
按测试用例顺序执行测试用例，获取测试数据并检验测试结果，若测试结果无效（此处无效是指测试结果不为Pass或Fail）则重新获取数据，若测试结果有效则执行下一条测试用例；
重复上一步骤直到所有测试用例执行完成，最后保存测试结果结束测试。
如图7所示，在S3中，测试用例代码脚本利用CANOE工具中的Test Module和TestUnit两大组件，使用CAPL语言编写，包括：1、约束和条件设置函数：主要用来检测测试环境的偏差或被测ECU在测试过程中是否偏离某些参数的范围，以确保测试在正确的测试环境中被执行。2、信号测试函数：主要用于检测或操作信号、系统变量的数值。3、等待指示函数：为用户提供测试动作设置、等待测试等功能。4、测试控制函数：用于控制器断开或连接到总线上。5、故障注入函数：允许用户通过调用相关函数实现一些特殊的测试条件。6、检测函数：用于报文或者信号的数值有效性、周期和稳定性等检测。7、测试判别函数：用于对测试步骤、测试用例、测试模块等作出判别和处理。8、测试架构函数：可以在测试模块设置测试分组、测试用例及测试步骤等，并定义了生成测试报告的格式。9、测试报告函数：用于按用户的要求产生测试报告，增加数据的可读性。
在S5中，可通过CANOE导出测试报告数据，可从报告中查看实时测试数据，分析CAN通信报文发送接收值是否符合预期值，同时也可以根据网关转发部分用例执行情况，通过检测函数检测网关转发报文和信号之间的时间间隔或检测网关转发丢帧情况，并通过报告打印，用于分析网关路由信号转发的实时性和丢帧率。同时，也可利用CANOE工具本身自带的的Graphic（图形）窗口，将数据图形化回放进行分析。
本发明侧重于通信自动化测试用例设计，根据需求自动从报文信息数据库提取用例所需信息，而非根据报文信息自动生成用例，可适用于报文发送、报文接收、通信诊断以及网关转发的测试，集成了所有CAN通讯功能，不仅提高了测试效率，还避免了测试用例覆盖不全面，同时减少人工出错的可能性。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CAN通信自动化测试方法，其特征在于，包括：
解析CAN协议的DBC文件信息，根据所述DBC文件信息筛选出发送接收信号、网关转发信号、以及通信诊断信号并建立报文信息数据库；
根据CAN通信功能模块测试需求及规范，编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的测试用例；
根据所述测试用例编写报文发送、报文接收、网关转发以及通信诊断的测试用例代码脚本；
连接待测控制器，执行所述测试用例代码脚本，将输出结果与所述报文信息数据库进行对比，记录不合格项并进行整改；
对整改后的不合格项进行回归验证，验证合格后导出测试报告数据。
2.根据权利要求1所述的CAN通信自动化测试方法，其特征在于，所述解析CAN协议DBC文件信息包括报文ID、报文网段、报文节点、信号名称、信号周期、信号最大值、信号最小值以及信号接收节点。
3.根据权利要求2所述的CAN通信自动化测试方法，其特征在于，所述报文发送的测试用例包括：
采集控制器发送信号；
与所述报文信息数据库信号内容进行轮寻对比，依次对比内容包括报文ID、报文网段、报文周期以及报文数据；
若对比成功，判定控制器信号发送成功，反之，判断控制器信号发送失败，并打印日志，输出 轮寻对比失败项。
4.根据权利要求2所述的CAN通信自动化测试方法，其特征在于，所述报文接收的测试用例包括：
通过报文接收测试用例代码脚本发送信号；
控制器通过预留CAN将内部CAN变量信号发出；
接收控制器预留CAN发出的变量信号值；
将发送信号与接受信号进行比较，若符合预期则表示正确，若不符合预期则表示错误。
5.根据权利要求2所述的CAN通信自动化测试方法，其特征在于，所述网关转发测试用例包括：
判断控制器转发模式是否为网关转发或信号转发；
通过测试用例代码脚本向控制器发送对应模式的信号；
采集控制器转发出的信号并存入所述报文信息数据库；
根据判断控制器转发模式选择对应的判定规则进行判定。
6.根据权利要求5所述的CAN通信自动化测试方法，其特征在于，若控制器转发出的信号判断为网关转发，对应的判断规则为：
首先将发送报文ID与报文信息数据库的报文信息进行遍历比较，然后依次比较报文帧数、
报文周期、报文数据长度、报文数据内容与发送信号是否一致，最后检测是否产生错误帧；
若其中任一项不一致或者产生错误帧，则判定响应网关转发错误，若均一致并未产生错误帧，则响应网关转发成功。
7.根据权利要求5所述的CAN通信自动化测试方法，其特征在于，若控制器转发出的信号判断为信号转发，对应的判断规则为：
首先将发送报文ID与报文信息数据库的报文信息进行遍历比较，然后匹配源网段和目标网段ID，比较发送信号名称与转发信号名称是否一致，接着依次比较信号帧数、信号周期、信号数据内容与发送信号是否一致，最后检测是否产生错误帧；
若其中任一项不一致或者产生错误帧，则判定响应信号转发错误，若均一致并未产生错误帧，则响应信号转发成功。
8.根据权利要求2所述的CAN通信自动化测试方法，其特征在于，所述通信诊断测试用例包括：
通过所述测试用例代码脚本向控制器发送信号；
控制器通过预留CAN将内部CAN变量诊断信号的校验值发出；
接收控制器预留CAN发出的校验值；
将校验值与接受信号设定的值进行比较，若校验不一致则响应CRC/Counter故障和CAN状态诊断失败，若校验一致则响应CRC/Counter故障和CAN状态诊断成功。
9.根据权利要求1所述的CAN通信自动化测试方法，其特征在于，所述测试用例代码脚本的执行方式为：
初始化测试环境，在所述待测控制器上连接调试工具trace32，烧写待测软件，连接总线测试工具CANOE，导入测试用例脚本；
按测试用例顺序执行测试用例，获取测试数据并检验测试结果，若测试结果无效则重新获取数据，若测试结果有效则执行下一条测试用例；
重复上一步骤直到所有测试用例执行完成，最后保存测试结果结束测试。
10.根据权利要求1-9任一项所述的CAN通信自动化测试方法，其特征在于，所述CAN协议的DBC文件信息通过python工具解析，所述测试用例代码脚本使用CAPL语言编写，包括约束和条件设置函数、信号测试函数、等待指示函数、测试控制函数、故障注入函数、检测函数、测试判别函数和测试架构函数。
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