CN117452846A - 一种基于CANoe的仪器控制方法 - Google Patents

一种基于CANoe的仪器控制方法 Download PDF

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卞金鑫
包柳彬
高猛虎
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Abstract

本发明涉及汽车电子控制器技术领域，具体地说是一种基于CANoe的仪器控制方法。本发明同现有技术相比，基于CANoe工具CAPL语言约定的规范，通过借助外部软件开发的能被CANoe工具CAPL脚本识别的仪器控制动态链接库DLL，使得测试人员能够方便地在CANoe工具中实现对仪器的控制，并将仪器设备的控制与其余总线测试步骤配合起来，实现一个完整的自动化测试过程。同时，也解决了数据记录、仪器间的通信、动态扩展仪器设备的问题。

Description

一种基于 CANoe 的仪器控制方法
技术领域
本发明涉及汽车电子控制器技术领域，具体地说是一种基于 CANoe 的仪器控制方法。
背景技术
随着汽车产业得到快速发展。汽车电子控制器作为汽车的核心部件之一，如何保证其高可靠的安全需求是零部件供应商亟需解决的问题。为了保证汽车电子控制器的高可靠性，台架试验是安全测试中必不可少且需花费较长时间的一个测试环节。
然而，在当前的汽车电子控制器产品台架实验中存在着许多问题：
问题一：在利用高压直流电源、低压直流电源、高压交流电源、电子负载等设备模拟整车实际工况时，绝大多数测试工程师还是采用手动控制仪器的原始方式，不仅测试效率低下，而且容易误操作导致安全问题。
问题二：在利用示波器、万用表等测量仪器时，大多数测试工程师只能通过记录关键数据的方式来记录试验数据，无法将完整的试验数据记录下来，因此需要多次试验才能获得足够的数据，这种方式不仅影响测试的效率，而且还严重影响测试结果的有效性。
问题三：少部分测试人员通过单独开发仪控软件来替换传统的手动测试方式，但因为台架试验往往涉及到多个工具，例如总线测试工具CANoe，这个时候就会导致测试人员需要经常操作多个工具，操作极其不方便，且多个工具记录的数据难以用同一个时间基准对齐，会导致数据分析困难。
问题四：CANoe是一款实用且功能非常强大的总线开发工具，但如何在其内部实现仪器控制功能是一个比较棘手的问题。
因此，需要设计一种基于CANoe的仪器控制方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种基于CANoe的仪器控制方法，使得测试人员能够方便地在CANoe工具中实现对仪器的控制，且能够便捷地应用相应的函数配合其余总线测试步骤完成整个台架试验中仪器自动化控制。
为了达到上述目的，本发明是一种基于CANoe的仪器控制方法，包括如下步骤：步骤1，在CANoe工具中，根据测试场景控制的仪器数量，在仿真总线上插入对应数量的CAPL测试模块；步骤2，在插入的各个CAPL测试模块的CAPL脚本中，选择加载能被CAPL脚本识别的通用仪器控制函数DLL或者能被CAPL脚本识别的特定仪器设备专用功能函数DLL，如选择加载通用仪器控制函数DLL则继续进行步骤3，如选择加载特定仪器设备专用功能函数DLL则继续进行步骤4；步骤3，在CAPL测试模块的CAPL脚本中，根据测试中使用仪器的功能查找对应的SCPI指令，通过使用通用仪器控制函数DLL提供的函数发送SCPI指令控制仪器，并读取仪器的测量数据；步骤4：在CAPL测试模块的CAPL脚本中，根据测试中使用仪器的功能选择特定仪器设备专用功能函数DLL提供的功能函数控制仪器，并读取仪器的测量数据；步骤5，将各个仪器虚拟化到CANoe仿真总线上，并根据实际测试需求配合其余总线测试步骤完成整个台架试验中仪器自动化控制过程。
可选的，还包括步骤6，对CANoe工具在仪器自动化控制过程中自动记录的数据进行分析，总结测试结果。
可选的，所述的步骤2中，当特定仪器设备专用功能函数DLL能够覆盖所有的仪器时，选择加载特定仪器设备专用功能函数DLL，当出现特定仪器设备专用功能函数DLL无法覆盖所有的仪器时，选择加载通用仪器控制函数DLL。
可选的，所述的能被CAPL脚本识别的通用仪器控制函数DLL的开发包括如下步骤：步骤1a，在Visual Studio软件中，按照CANoe工具CAPL语言约定的语法创建CAPL动态链接库生成工程；步骤2a，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，加载用于仪器编程的VISA仪器库以及用于在Window系统下网络编程的WS2_32网络库；步骤3a，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，按照CANoe工具CAPL语言约定的规范以及在实际应用中自定义的规则，将VISA仪器库和WS2_32网络库提供的函数封装成能被CAPL语言识别的通用仪器控制函数；步骤4a，封装完成后，运行CAPL动态链接库生成工程，最终编译得到能在CANoe工具CAPL脚本中直接使用的通用仪器控制函数DLL。
可选的，所述的能被CAPL脚本识别的特定仪器设备专用功能函数DLL的开发包括如下步骤：步骤1b，在Visual Studio软件中，按照CANoe工具CAPL语言约定的语法创建CAPL动态链接库生成工程；步骤2b，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，加载用于仪器编程的VISA仪器库以及用于在Window系统下网络编程的WS2_32网络库；步骤3b，根据需要封装的各个仪器功能，整理出对应的SCPI 指令集；步骤4b，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，按照CANoe工具CAPL语言约定的规范，使用VISA仪器库和WS2_32网络库提供的函数，将SCPI 指令集封装成特定仪器设备专用功能函数DLL提供的功能函数；步骤5b，封装完成后，运行CAPL动态链接库生成工程，最终编译得到能在CANoe工具CAPL脚本中直接使用的特定仪器设备专用功能函数DLL。
可选的，所述的加载通用仪器控制函数DLL结果包括VISA通用仪器控制函数和/或TCP通用仪器控制函数。
可选的，所述的VISA通用仪器控制函数包括VISA_OpenDefaultRM打开VISA资源管理器函数、VISA_ConnectInstrument建立仪器VISA连接函数、VISA_ClearInstrument清空仪器设备函数、VISA_DisconnectInstrument断开仪器VISA连接函数、VISA_CloseDefaultRM关闭VISA资源管理器函数、VISA_Send发送数据函数、VISA_Read读取数据函数、VISA_ExecuteCommand执行命令并检查数据函数、VISA_Query询问数据函数。
可选的，所述的TCP通用仪器控制函数包括TCP_ConnectInstrument建立仪器TCP连接函数、TCP_DisConnectInstrument断开仪器TCP连接函数、TCP_Send发送数据函数、TCP_Read读取数据函数、TCP_ExecuteCommand执行命令并检查数据函数、TCP_Query询问数据函数。
可选的，所述的加载特定仪器设备专用功能函数 DLL 结果包括VISA特定仪器设备专用功能函数和/或TCP特定仪器设备专用功能函数。
可选的，VISA特定仪器设备专用功能函数是按照特定仪器设备专用功能函数DLL的开发步骤，在CAPL DLL工程中根据实际测试需求使用VISA仪器库自主封装的仪器功能函数。
可选的，TCP特定仪器设备专用功能函数是按照特定仪器设备专用功能函数DLL的开发步骤，在CAPL DLL工程中根据实际测试需求使用WS2_32网络库自主封装的仪器功能函数。
本发明同现有技术相比，基于CANoe工具CAPL语言约定的规范，通过借助外部软件开发的能被CANoe工具CAPL脚本识别的仪器控制动态链接库DLL，使得测试人员能够方便地在CANoe工具中实现对仪器的控制，并将仪器设备的控制与其余总线测试步骤配合起来，实现一个完整的自动化测试过程。同时，也解决了数据记录、仪器间的通信、动态扩展仪器设备的问题。
附图说明
图1为本发明基于CANoe的仪器控制方法的流程图。
图2为本发明能被CAPL脚本识别的通用仪器控制函数DLL的开发步骤的流程图。
图3为本发明能被CAPL脚本识别的特定仪器设备专用功能函数DLL的开发步骤的流程图。
实施方式
现结合附图对本发明做进一步描述。
参见图1，本发明是一种基于CANoe的仪器控制方法，包括如下步骤：
步骤1，在CANoe工具中，根据测试场景控制的仪器数量，在仿真总线上插入对应数量的CAPL测试模块。
在实际测试中，不同的测试场景往往需要使用不同的仪器。如在CharCon产品台架测试中，需要使用的仪器包括高压直流电源、高压交流电源、多个低压直流电源、低压电子负载；在PEU产品台架测试中，需要使用的仪器包括低压电源、高压电源、万用表、示波器、录波仪、信号发生器。
步骤2，在插入的各个CAPL测试模块的CAPL脚本中，选择加载能被CAPL脚本识别的通用仪器控制函数DLL或者能被CAPL脚本识别的特定仪器设备专用功能函数DLL，如选择加载通用仪器控制函数DLL则继续进行步骤3，如选择加载特定仪器设备专用功能函数DLL则继续进行步骤4。
在实际测试中，特定仪器设备专用功能函数DLL并不一定能够覆盖所有的仪器。当特定仪器设备专用功能函数DLL能够覆盖所有的仪器时，选择加载特定仪器设备专用功能函数DLL。当出现特定仪器设备专用功能函数DLL无法覆盖所有的仪器时，选择加载通用仪器控制函数DLL。
步骤3，在CAPL测试模块的CAPL脚本中，根据测试中使用仪器的功能查找对应的SCPI指令，通过使用通用仪器控制函数DLL提供的函数发送SCPI指令控制仪器，并读取仪器的测量数据，以实现对仪器的控制以及测量数据的记录。
测试中需要使用仪器的功能，比如：设置电压保护、设置电压、设置电流、测量电压、测量电流、测量功率、功率输出、功率关闭，这些功能都有对应的SCPI指令，将所需要使用功能对应的SCPI指令发送给仪器即可实现对仪器的控制。
步骤4：在CAPL测试模块的CAPL脚本中，根据测试中使用仪器的功能选择特定仪器设备专用功能函数DLL提供的功能函数控制仪器，并读取仪器的测量数据，以实现对仪器的控制以及测量数据的记录。
测试中需要使用仪器的功能，比如：设置电压保护、设置电压、设置电流、测量电压、测量电流、测量功率、功率输出、功率关闭，这些功能在特定仪器设备专用功能函数DLL中有对应的功能函数，无需查找对应的SCPI指令，通过功能函数即可实现对仪器的控制。
步骤5，将各个仪器虚拟化到CANoe仿真总线上，并根据实际测试需求配合其余总线测试步骤完成整个台架试验中仪器自动化控制过程。
步骤6，对CANoe工具在仪器自动化控制过程中自动记录的数据进行分析，总结测试结果。
参见图2，能被CAPL脚本识别的通用仪器控制函数DLL的开发包括如下步骤：
步骤1a，在Visual Studio软件中，按照CANoe工具CAPL语言约定的语法创建CAPL动态链接库生成工程。
CAPL语言约定的语法是CANoe工具自身约定的，只有按照该语法生成的通用仪器控制函数DLL才能被CANoe工具CAPL语言识别。
步骤2a，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，加载用于仪器编程的VISA仪器库以及用于在Window系统下网络编程的WS2_32网络库。
步骤3a，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，按照CANoe工具CAPL语言约定的规范以及在实际应用中自定义的规则，将VISA仪器库和WS2_32网络库提供的函数封装成能被CAPL语言识别的通用仪器控制函数。
在实际应用中自定义的规则是指根据实际仪器控制场景提炼通用仪器控制函数的规则，即如何覆盖所有仪器控制场景。
步骤4a，封装完成后，运行CAPL动态链接库生成工程，最终编译得到能在CANoe工具CAPL脚本中直接使用的通用仪器控制函数DLL。
参见图3，能被CAPL脚本识别的特定仪器设备专用功能函数DLL的开发包括如下步骤：
步骤1b，在Visual Studio软件中，按照CANoe工具CAPL语言约定的语法创建CAPL动态链接库生成工程。
CAPL语言约定的语法是CANoe工具自身约定的，只有按照该语法生成的特定仪器设备专用功能函数DLL才能被CANoe工具CAPL语言识别。
步骤2b，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，加载用于仪器编程的VISA仪器库以及用于在Window系统下网络编程的WS2_32网络库。
步骤3b，根据需要封装的各个仪器功能，整理出对应的SCPI 指令集。
步骤4b，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，按照CANoe工具CAPL语言约定的规范，使用VISA仪器库和WS2_32网络库提供的函数，将SCPI 指令集封装成特定仪器设备专用功能函数DLL提供的功能函数。
步骤5b，封装完成后，运行CAPL动态链接库生成工程，最终编译得到能在CANoe工具CAPL脚本中直接使用的特定仪器设备专用功能函数DLL。
加载通用仪器控制函数DLL结果包括VISA通用仪器控制函数和/或TCP通用仪器控制函数。
VISA通用仪器控制函数包括VISA_OpenDefaultRM打开VISA资源管理器函数：用于初始化 VISA 资源管理器并获得资源管理器ID、VISA_ConnectInstrument建立仪器VISA连接函数：用于建立与指定仪器设备的VISA连接、VISA_ClearInstrument清空仪器设备函数：用于使用VISA驱动清空仪器设备、VISA_DisconnectInstrument断开仪器VISA连接函数：用于断开指定仪器设备的VISA连接、VISA_CloseDefaultRM关闭VISA资源管理器函数：用于关闭指定的VISA资源管理器、VISA_Send发送数据函数：用于使用VISA驱动给仪器设备发送命令、VISA_Read读取数据函数：用于使用VISA驱动读取仪器设备发送的数据、VISA_ExecuteCommand执行命令并检查数据函数：用于使用VISA驱动给仪器设备发送命令并判断仪器设备实际返回的结果与期望的结果是否相符、VISA_Query询问数据函数：用于使用VISA驱动给仪器设备发送命令并读取仪器设备返回的数据。
TCP通用仪器控制函数包括TCP_ConnectInstrument建立仪器TCP连接函数：用于建立与指定仪器设备的TCP套接字通信连接、TCP_DisConnectInstrument断开仪器TCP连接函数：用于断开与指定仪器设备的TCP套接字通信连接、TCP_Send发送数据函数：用于使用TCP套接字方式给仪器设备发送命令、TCP_Read读取数据函数：用于使用TCP套接字方式读取仪器设备发送的数据、TCP_ExecuteCommand执行命令并检查数据函数：用于使用TCP套接字方式给仪器设备发送命令并判断仪器设备实际返回的结果与期望的结果是否相符、TCP_Query询问数据函数：用于使用TCP套接字方式给仪器设备发送命令并读取仪器设备返回的数据。
VISA通用仪器控制函数、TCP通用仪器控制函数分别是基于VISA仪器库和WS2_32网络库开发的，在实际使用中需要根据实际情况来选择。当电脑装有 VISA驱动时，开发者可以选择VISA通用仪器控制函数来进行仪器控制；当电脑没有安装VISA驱动且仪器设备支持TCP套接字通信时，开发者可以选择TCP通用仪器控制函数来进行仪器控制。
加载特定仪器设备专用功能函数 DLL 结果包括VISA特定仪器设备专用功能函数和/或TCP特定仪器设备专用功能函数。
VISA特定仪器设备专用功能函数是按照图3所示的特定仪器设备专用功能函数DLL的开发步骤，在CAPL DLL工程中根据实际测试需求使用VISA仪器库自主封装的仪器功能函数。
TCP特定仪器设备专用功能函数是按照图3所示的特定仪器设备专用功能函数DLL的开发步骤，在CAPL DLL工程中根据实际测试需求使用WS2_32网络库自主封装的仪器功能函数。
VISA特定仪器设备专用功能函数、TCP特定仪器设备专用功能函数分别是基于VISA仪器库和WS2_32网络库开发的，在实际使用中需要根据实际情况来选择，具体选用规则和前述通用仪器控制函数DLL一致。
本发明基于CANoe工具CAPL语言约定的规范，通过借助外部软件开发的能被CANoe工具CAPL脚本识别的仪器控制动态链接库DLL，使得测试人员能够方便地在CANoe工具中实现对仪器的控制，并将仪器设备的控制与其余总线测试步骤配合起来，实现一个完整的自动化测试过程。同时，也解决了数据记录、仪器间的通信、动态扩展仪器设备的问题：所有测量数据均可完整记录到CANoe工具中，且支持数据回放功能；支持所有仪器控制通信方式，包括USB通信、串口通信、以太网通信、GPIB通信，且支持在无VISA驱动情况下，使用以太网通信方式控制仪器设备；支持测试人员根据实际需要，在C++或者CAPL脚本中动态扩展仪器设备控制功能。

Claims (11)

1.一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，在CANoe工具中，根据测试场景控制的仪器数量，在仿真总线上插入对应数量的CAPL测试模块；步骤2，在插入的各个CAPL测试模块的CAPL脚本中，选择加载能被CAPL脚本识别的通用仪器控制函数DLL或者能被CAPL脚本识别的特定仪器设备专用功能函数DLL，如选择加载通用仪器控制函数DLL则继续进行步骤3，如选择加载特定仪器设备专用功能函数DLL则继续进行步骤4；步骤3，在CAPL测试模块的CAPL脚本中，根据测试中使用仪器的功能查找对应的SCPI指令，通过使用通用仪器控制函数DLL提供的函数发送SCPI指令控制仪器，并读取仪器的测量数据；步骤4：在CAPL测试模块的CAPL脚本中，根据测试中使用仪器的功能选择特定仪器设备专用功能函数DLL提供的功能函数控制仪器，并读取仪器的测量数据；步骤5，将各个仪器虚拟化到CANoe仿真总线上，并根据实际测试需求配合其余总线测试步骤完成整个台架试验中仪器自动化控制过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：还包括步骤6，对CANoe工具在仪器自动化控制过程中自动记录的数据进行分析，总结测试结果。
3.根据权利要求1所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：所述的步骤2中，当特定仪器设备专用功能函数DLL能够覆盖所有的仪器时，选择加载特定仪器设备专用功能函数DLL，当出现特定仪器设备专用功能函数DLL无法覆盖所有的仪器时，选择加载通用仪器控制函数DLL。
4.根据权利要求1所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：所述的能被CAPL脚本识别的通用仪器控制函数DLL的开发包括如下步骤：步骤1a，在Visual Studio软件中，按照CANoe工具CAPL语言约定的语法创建CAPL动态链接库生成工程；步骤2a，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，加载用于仪器编程的VISA仪器库以及用于在Window系统下网络编程的WS2_32网络库；步骤3a，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，按照CANoe工具CAPL语言约定的规范以及在实际应用中自定义的规则，将VISA仪器库和WS2_32网络库提供的函数封装成能被CAPL语言识别的通用仪器控制函数；步骤4a，封装完成后，运行CAPL动态链接库生成工程，最终编译得到能在CANoe工具CAPL脚本中直接使用的通用仪器控制函数DLL。
5.根据权利要求1所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：所述的能被CAPL脚本识别的特定仪器设备专用功能函数DLL的开发包括如下步骤：步骤1b，在VisualStudio软件中，按照CANoe工具CAPL语言约定的语法创建CAPL动态链接库生成工程；步骤2b，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，加载用于仪器编程的VISA仪器库以及用于在Window系统下网络编程的WS2_32网络库；步骤3b，根据需要封装的各个仪器功能，整理出对应的SCPI 指令集；步骤4b，在创建好的CAPL动态链接库生成工程中，按照CANoe工具CAPL语言约定的规范，使用VISA仪器库和WS2_32网络库提供的函数，将SCPI 指令集封装成特定仪器设备专用功能函数DLL提供的功能函数；步骤5b，封装完成后，运行CAPL动态链接库生成工程，最终编译得到能在CANoe工具CAPL脚本中直接使用的特定仪器设备专用功能函数DLL。
6.根据权利要求1所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：所述的加载通用仪器控制函数DLL结果包括VISA通用仪器控制函数和/或TCP通用仪器控制函数。
7.根据权利要求6所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：所述的VISA通用仪器控制函数包括VISA_OpenDefaultRM打开VISA资源管理器函数、VISA_ConnectInstrument建立仪器VISA连接函数、VISA_ClearInstrument清空仪器设备函数、VISA_DisconnectInstrument断开仪器VISA连接函数、VISA_CloseDefaultRM关闭VISA资源管理器函数、VISA_Send发送数据函数、VISA_Read读取数据函数、VISA_ExecuteCommand执行命令并检查数据函数、VISA_Query询问数据函数。
8.根据权利要求6所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：所述的TCP通用仪器控制函数包括TCP_ConnectInstrument建立仪器TCP连接函数、TCP_DisConnectInstrument断开仪器TCP连接函数、TCP_Send发送数据函数、TCP_Read读取数据函数、TCP_ExecuteCommand执行命令并检查数据函数、TCP_Query询问数据函数。
9.根据权利要求1所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：所述的加载特定仪器设备专用功能函数 DLL 结果包括VISA特定仪器设备专用功能函数和/或TCP特定仪器设备专用功能函数。
10.根据权利要求5或9所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：VISA特定仪器设备专用功能函数是按照特定仪器设备专用功能函数DLL的开发步骤，在CAPL DLL工程中根据实际测试需求使用VISA仪器库自主封装的仪器功能函数。
11.根据权利要求5或9所述的一种基于CANoe的仪器控制方法，其特征在于：TCP特定仪器设备专用功能函数是按照特定仪器设备专用功能函数DLL的开发步骤，在CAPL DLL工程中根据实际测试需求使用WS2_32网络库自主封装的仪器功能函数。
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