技術領域

本發(fā)明涉及一種基于CAN/LIN/MOST混合型總線網(wǎng)關路由自動化測試系統(tǒng)及測試方法，屬于車載控制器總線測試領域。

背景技術：

隨著汽車電子行業(yè)的快速發(fā)展，車載總線網(wǎng)絡越來越復雜，往往采用混合型多路總線網(wǎng)絡進行電子電氣架構(gòu)的開發(fā)。不同網(wǎng)段之間需要網(wǎng)關進行報文及信號轉(zhuǎn)發(fā)，進而實現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的信息交互。為保證網(wǎng)關能夠及時正確轉(zhuǎn)發(fā)相關報文及信號，裝車前需要對網(wǎng)關進行測試驗證。

現(xiàn)有網(wǎng)關路由測試基本是通過手動測試完成，通過將總線工具仿真網(wǎng)關路由表中網(wǎng)關接收的報文，查看網(wǎng)關能否及時正確轉(zhuǎn)發(fā)相應的報文及信號，由于網(wǎng)關路由表中網(wǎng)關接收的報文成百上千，因此測試工作效率低，測試周期長。

可以在實車上通過總線工具監(jiān)測不同網(wǎng)段之間的報文信號，進行網(wǎng)關路由測試驗證。主要是查看報文信號是否能正確轉(zhuǎn)發(fā)，測試方法較為簡單，但測試覆蓋度較低，不能夠模擬報文信號變化，只能通過控制車輛相關操作實現(xiàn)報文信號變化，且測試場景受到限制。

現(xiàn)有的網(wǎng)關路由測試只能夠進行簡單的CAN-CAN網(wǎng)關路由測試及CAN-LIN網(wǎng)關路由測試，對于新型多媒體總線MOST總線沒有相關路由測試經(jīng)驗，現(xiàn)有網(wǎng)關路由測試平臺無法通用，擴展性不強，且不具有相通性。

不是簡單的疊加就可以實現(xiàn)，因為此發(fā)明在測試MOST-CAN路由測試時可以同時進行CAN-CAN及CAN-LIN的測試，且在同一個系統(tǒng)中實現(xiàn)，可以同一時間軸觀測數(shù)據(jù)，這樣能保證測試的同步性及實時性，而簡單的CAN-CAN及CAN-LIN相互疊加無法實現(xiàn)上述功能。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種基于CAN/LIN/MOST混合型總線網(wǎng)關路由自動化測試系統(tǒng)及測試方法，不僅實現(xiàn)了相同總線類型間的網(wǎng)關路由測試，而且也實現(xiàn)不同總線類型間的網(wǎng)關路由測試，且實現(xiàn)了多級路由測試（MOST-CAN-LIN）,通用性較好，且具備可擴展性；同時通過上位機軟件及其它軟件自動化測試，克服了手動測試種種缺點，大大提高了網(wǎng)關路由測試的精確性、可靠性及工作效率。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種基于CAN/LIN/MOST混合型總線網(wǎng)關路由自動化測試系統(tǒng)及測試方法，其硬件包括：程控電源、多通道CAN總線解析仿真工具CANcaseXL、LIN總線解析仿真工具、多通道MOST總線解析仿真工具MOCCA、控制器連接繼電器板卡及安裝自動化測試程序的實時工控機；其特征在于：通過以上硬件完成：CAN-CAN網(wǎng)關路由測試、CAN-LIN網(wǎng)關路由測試CAN-MOST網(wǎng)關路由測試；CAN-CAN網(wǎng)關路由測試支持任意路不同總線速率CAN總線的路由測試，通過路由信息列表導入到上位機軟件的方式仿真路由源網(wǎng)段的報文信息，檢測目標網(wǎng)段的總線行為完成網(wǎng)關節(jié)點路由功能的單件測試。測試內(nèi)容項包括：直接路由報文周期一致性測試、周期路由報文周期一致性測試、直接路由報文標識符一致性測試、周期路由報文標識符一致性、直接路由報文數(shù)據(jù)長度一致性測試、周期路由報文數(shù)據(jù)長度一致性測試、報文路由信號位置（最低位）一致性測試、報文路由信號位置（最高位）一致性測試、信號路由信號位置（最低位）一致性測試、信號路由信號位置（最高位）一致性測試、報文路由信號一致性測試、信號路由信號一致性測試、直接報文路由信號延時時間測試、直接信號路由信號延時時間測試、周期報文路由初始值測試、周期信號路由初始值測試、周期報文路由超時值測試、周期信號路由超時值測試、周期報文路由上次值測試、周期信號路由上次值測試、網(wǎng)關路由喚醒時間測試、網(wǎng)關路由睡眠時間測試等。

CAN-LIN網(wǎng)關路由測試支持LIN網(wǎng)段作為路由源網(wǎng)段、CAN網(wǎng)段作為路由目標網(wǎng)段的路由測試和支持CAN網(wǎng)段作為路由源網(wǎng)段、LIN網(wǎng)段作為路由目標網(wǎng)段的路由測試兩種形式。測試內(nèi)容項包括：報文路由周期一致性測試、信號路由一致性測試、報文路由一致性測試、信號路由延時測試等。

CAN-MOST網(wǎng)關路由測試支持MOST網(wǎng)段作為路由源網(wǎng)段、CAN網(wǎng)段作為路由目標網(wǎng)段的路由測試和支持CAN網(wǎng)段作為路由源網(wǎng)段、MOST網(wǎng)段作為路由目標網(wǎng)段的路由測試兩種形式。先通過CANdb++工具將CAN數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)變成xml格式，這樣K2L Viewer可加載*.xml文件,進行報文解析及仿真發(fā)送。CAN-MOST網(wǎng)關路由測試可以通過MOCCA工具定制開發(fā)實現(xiàn)。通過K2L Viewer既可以仿真MOST報文、監(jiān)測CAN報文，又可以仿真CAN報文、監(jiān)測MOST報文，然后進行腳本開發(fā)實現(xiàn)相關測試用例，再通過上位機程序加載路由表進行路由解析，最后執(zhí)行相關測試用例即可實現(xiàn)MOST-CAN網(wǎng)關路由功能自動化測試，測試內(nèi)容項包括：報文路由周期一致性測試即MOST報文到CAN總線后周期是否正確、信號路由信號一致性測試即CAN-MOST信號路由位置及信號值是否正確、信號路由延時測試即CAN-MOST路由延遲時間有沒有超過設計要求時間。

網(wǎng)關路由自動化測試及管理的方法流程包括如下步驟：

步驟 S1，軟件啟動后，自動查詢信息數(shù)據(jù)庫[F6]獲取數(shù)據(jù)庫中保存的所有車型信息、測試類型信息、測試規(guī)范信息及測試用例信息等，并在軟件中顯示相關信息。根據(jù)當前系統(tǒng)需求，若下一步進行測試用戶管理，則進入步驟S4；若進行網(wǎng)關路由自動化測試執(zhí)行，則進入步驟S2。

步驟 S2，進行網(wǎng)關路由自動化測試時需要判斷此網(wǎng)關路由自動化測試是否進行過測試管理，若沒有進行測試管理，則進入步驟S3；若直接執(zhí)行網(wǎng)關路由自動化測試，則進入步驟S5。

步驟S3，測試管理需要判斷下一步進行用戶管理還是其它管理，若進行用戶管理，則進入步驟S4；若進行其它管理，則進入步驟S10。

步驟S4，用戶管理需要對測試用戶進行管理，包括新建用戶、編輯用戶、刪除用戶等，且新建用戶也包括對用戶權限的設置等。完成用戶管理后則執(zhí)行結(jié)束。

步驟S5，測試信息錄入。從信息數(shù)據(jù)庫[F6]中選擇所測網(wǎng)關的車型，通過上位機軟件[F4]導入按照用戶定義特定格式編寫的網(wǎng)絡路由表并進行解析生成可供測試軟件使用的INI文件。該特定格式路由表可以通過軟件解析數(shù)據(jù)庫文件[F3]獲取，如CAN總線的DBC文件、LIN總線的LDF文件及MOST總線的XML文件等。路由信息表中定義路由網(wǎng)段個數(shù)，各網(wǎng)段編號，路由報文及路由報文相關信息，路由信號及路由信號相關信息等。

步驟 S6，選取需要進行測試的測試用例。所有測試用例信息保存在測試用例數(shù)據(jù)庫[F2]的測試用例數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)選擇的車型信息及測試類型信息將可以執(zhí)行的測試用例名稱顯示在界面上，以供選擇。

步驟 S7，開始測試。將要被測網(wǎng)關節(jié)點按照上位機解析網(wǎng)段編號連接到測試設備上，若編譯通過則進入到步驟S8，否則查看并修改錯誤輸入信息，重新進入步驟S7。

步驟 S8，依次執(zhí)行選中的測試項。具體實現(xiàn)方法如下：

測試用例庫[2]將選中的測試項用例依次執(zhí)行。在每一個測試項中，通過繼電器的開閉及對程控電源的命令發(fā)送，搭建測試用例所需的測試環(huán)境。然后逐條執(zhí)行該測試用例中的測試語句，獲得最終的測試結(jié)果，并將結(jié)果與評定標準信息進行對比，確定測試項是否通過。每個測試用例均生成獨立的測試記錄文件以保存測試數(shù)據(jù)。

步驟 S9，測試結(jié)束后，生成測試報告。單擊“生成報告”按鈕，自動測試軟件根據(jù)本次測試所屬類型，調(diào)用對應的報告模板，將測試結(jié)果數(shù)據(jù)寫入報告。完成生成測試報告后則執(zhí)行結(jié)束。

步驟 S10，若進行車型管理，則執(zhí)行車型管理，否則進入步驟S11。

步驟 S11，若進行測試規(guī)范管理，則執(zhí)行測試規(guī)范管理，否則進入步驟S12。

步驟 S12，若進行測試數(shù)據(jù)庫管理，則執(zhí)行測試數(shù)據(jù)庫管理，否則進入步驟S13。

步驟 S13，若進行參數(shù)管理，則執(zhí)行參數(shù)管理，否則進入步驟S14。

步驟 S14，若進行網(wǎng)關路由管理，則執(zhí)行網(wǎng)關路由管理，否則執(zhí)行結(jié)束。

所述的測試系統(tǒng)的網(wǎng)關直接報文路由一致性測試方法如下：

1、上位機軟件通過總線仿真采集工具仿真源網(wǎng)段路由報文發(fā)送給網(wǎng)關控制器；

2、通過總線采集工具監(jiān)測目標網(wǎng)段路由轉(zhuǎn)發(fā)的此報文；

3、判斷目標路由報文ID與數(shù)據(jù)庫定義的路由報文ID是否一致，若不一致則測試結(jié)果為Fail；

4、判斷目標路由報文DLC與數(shù)據(jù)庫定義的路由報文DLC是否一致，若不一致則測試結(jié)果為Fail；

5、判斷目標路由報文周期時間與數(shù)據(jù)庫定義的路由報文周期時間是否一致，若不一致則測試結(jié)果為Fail，若一致則直接報文路由一致性測試結(jié)果為PASS。

其它網(wǎng)關路由測試方法流程與上面類似，都是開始仿真源網(wǎng)段的報文或者信號，監(jiān)測目標網(wǎng)段報文及信號是否與網(wǎng)關路由規(guī)范一致，這里不再詳細描述。

本發(fā)明的積極效果是可以同時進行MOST到CAN、CAN到CAN及CAN到LIN的路由功能驗證，保證了測試的同步性、實時性及精確性，縮短了路由功能驗證的測試周期，極大地提高了路由功能驗證的測試效率，使得網(wǎng)關路由功能測試變得更加簡便，節(jié)省了大量的人力，降低了測試成本。

附圖說明

圖1為網(wǎng)關路由自動化測試系統(tǒng)的架構(gòu)圖。

圖2為網(wǎng)關路由自動化測試系統(tǒng)硬件平臺的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為網(wǎng)關自動化測試系統(tǒng)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖4為網(wǎng)關自動化測試系統(tǒng)測試及管理方法流程圖。

圖5為網(wǎng)關直接報文路由一致性測試方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述：如圖1所示一種基于CAN/LIN/MOST混合型總線網(wǎng)關路由自動化測試系統(tǒng)及測試方法，包括軟件系統(tǒng)架構(gòu)和硬件系統(tǒng)架構(gòu)。

軟件系統(tǒng)框架包括：

1、上位機控制程序：包括測試相關參數(shù)輸入、測試用例管理、測試報告生成及測試用戶管理等

2、CAN總線、LIN總線及MOST總線的通信數(shù)據(jù)庫，用于數(shù)據(jù)解析；

3、測試用例庫：可以選擇相應測試用例進行路由測試；

4、網(wǎng)關路由信息導入程序：將路由信息導入到系統(tǒng)，用于路由測試信息調(diào)用；

5、網(wǎng)絡信號測試程序：用于總線報文數(shù)據(jù)信號的采集及不同總線信號采集工具的時間同步；

6、信息數(shù)據(jù)庫：包括測試車型數(shù)據(jù)庫、測試規(guī)范數(shù)據(jù)庫、測試結(jié)果數(shù)據(jù)庫等。

7、測試管理：包括對測試用戶管理、車型管理、測試規(guī)范管理、數(shù)據(jù)庫管理等等。

硬件系統(tǒng)包括程控電源、CAN/LIN/MOST總線仿真采集工具、CAN/LIN/MOST總線干擾儀、外圍接口電路、故障注入電路、網(wǎng)絡負載匹配電路及斷線測試盒。

根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)，首先進行網(wǎng)關路由自動化測試硬件平臺搭建，如圖2所示。其中，

1、測試主機上位機程序通過以太網(wǎng)控制程控電源，實現(xiàn)對網(wǎng)關的供電控制；

2、穩(wěn)壓電源用來給總線測試板卡供電；

3、電源控制單元控制程控電源及穩(wěn)壓電源供電；

4、測試主機通過總線仿真采集工具（CANcaseXL、MOST MOCCA）等實現(xiàn)總線報文仿真及采集。其中一個CANcaseXL具有兩路CAN接口，一路CAN用于仿真CAN報文信號發(fā)送給網(wǎng)關控制器，另一路CAN用來監(jiān)測網(wǎng)關某一路CAN發(fā)出的信息（由于網(wǎng)關至少有兩路CAN，如果想同時監(jiān)測多路CAN需要增加CANcaseXL工具即可）。另一個CANcaseXL具有一路LIN接口、一路CAN接口，當測試CAN信息通過網(wǎng)關轉(zhuǎn)發(fā)LIN信息時，CAN接口用于仿真CAN報文發(fā)送給網(wǎng)關控制器，LIN接口用于監(jiān)測網(wǎng)關發(fā)出的LIN信息；當測試LIN信息通過網(wǎng)關轉(zhuǎn)發(fā)CAN信息時，LIN接口用于仿真LIN報文發(fā)送給網(wǎng)關控制器，CAN接口用于監(jiān)測網(wǎng)關發(fā)出的CAN信息。MOCCA工具具備4路CAN接口，一路MOST接口，當測試CAN信息通過網(wǎng)關轉(zhuǎn)發(fā)MOST信息時，CAN接口用于仿真CAN報文發(fā)送給網(wǎng)關控制器，MOST接口用于監(jiān)測網(wǎng)關發(fā)出的MOST信息；當測試MOST信息通過網(wǎng)關轉(zhuǎn)發(fā)CAN信息時，MOST接口用于仿真MOST報文發(fā)送給網(wǎng)關控制器，CAN接口用于監(jiān)測網(wǎng)關發(fā)出的CAN信息。

5、測試主機通過NI板卡控制總線測試板卡輸出；

6、總線測試板卡完成電源保護功能、實現(xiàn)終端負載匹配及繼電器的控制；

7、網(wǎng)關通過總線測試板卡與測試系統(tǒng)連接，總線測試板卡可以實現(xiàn)對其電源開關的控制、總線短路斷路的控制等。

本發(fā)明的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，其中，

1、MOCCA工具與網(wǎng)關控制器搭建一個MOST總線環(huán)。網(wǎng)關可以將CAN信息轉(zhuǎn)換為MOST信息發(fā)到MOST總線上，也可以將MOST總線信息轉(zhuǎn)換為CAN信息發(fā)到CAN總線上。網(wǎng)關可以連接多路CAN總線進行信息交互，也可以將CAN信息轉(zhuǎn)換為LIN信息發(fā)到LIN總線上，也可以將LIN信息轉(zhuǎn)換為CAN信息發(fā)到CAN總線上；

2、MOST Editor將MOST報文制作成*.xml格式的MOST數(shù)據(jù)庫，可供K2L Viewer和K2L MAG使用。K2L MAG將*.xml文件編譯生成*.dll文件，在上位機軟件中可以直接使用，實現(xiàn)對MOST數(shù)據(jù)庫中定義的FBlock、Function和OPType的調(diào)用。K2L Viewer可加載*.xml文件，對MOST網(wǎng)絡中的報文進行監(jiān)控、解析，并且能夠交互發(fā)送*.xml中定義的報文。

3、上位機軟件通過加載.xls路由表，解析生成可供測試軟件使用的INI文件，供測試軟件仿真MOST/CAN路由報文及監(jiān)測轉(zhuǎn)發(fā)報文，并通過CANoe軟件仿真CAN/CAN路由報文、CAN/LIN路由報文及監(jiān)測轉(zhuǎn)發(fā)報文實現(xiàn)網(wǎng)關路由自動化測試。

本發(fā)明的網(wǎng)關自動化測試系統(tǒng)中測試及管理的方法流程如圖4所示，參考網(wǎng)關路由自動化測試系統(tǒng)的架構(gòu)圖圖1，網(wǎng)關路由自動化測試及管理的方法流程包括如下步驟：

步驟 S1，軟件啟動后，自動查詢信息數(shù)據(jù)庫[F6]獲取數(shù)據(jù)庫中保存的所有車型信息、測試類型信息、測試規(guī)范信息及測試用例信息等，并在軟件中顯示相關信息。根據(jù)當前系統(tǒng)需求，若下一步進行測試用戶管理，則進入步驟S4；若進行網(wǎng)關路由自動化測試執(zhí)行，則進入步驟S2。

步驟 S2，進行網(wǎng)關路由自動化測試時需要判斷此網(wǎng)關路由自動化測試是否進行過測試管理，若沒有進行測試管理，則進入步驟S3；若直接執(zhí)行網(wǎng)關路由自動化測試，則進入步驟S5。

步驟S3，測試管理需要判斷下一步進行用戶管理還是其它管理，若進行用戶管理，則進入步驟S4；若進行其它管理，則進入步驟S10。

步驟S4，用戶管理需要對測試用戶進行管理，包括新建用戶、編輯用戶、刪除用戶等，且新建用戶也包括對用戶權限的設置等。完成用戶管理后則執(zhí)行結(jié)束。

步驟S5，測試信息錄入。從信息數(shù)據(jù)庫[F6]中選擇所測網(wǎng)關的車型，通過上位機軟件[F4]導入按照用戶定義特定格式編寫的網(wǎng)絡路由表并進行解析生成可供測試軟件使用的INI文件。該特定格式路由表可以通過軟件解析數(shù)據(jù)庫文件[F3]獲取，如CAN總線的DBC文件、LIN總線的LDF文件及MOST總線的XML文件等。路由信息表中定義路由網(wǎng)段個數(shù)，各網(wǎng)段編號，路由報文及路由報文相關信息，路由信號及路由信號相關信息等。

步驟S6，選取需要進行測試的測試用例。所有測試用例信息保存在測試用例數(shù)據(jù)庫[F2]的測試用例數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)選擇的車型信息及測試類型信息將可以執(zhí)行的測試用例名稱顯示在界面上，以供選擇。

步驟 S7，開始測試。將要被測網(wǎng)關節(jié)點按照上位機解析網(wǎng)段編號連接到測試設備上，若編譯通過則進入到步驟S8，否則查看并修改錯誤輸入信息，重新進入步驟S7。

步驟 S8，依次執(zhí)行選中的測試項。具體實現(xiàn)方法如下：

測試用例庫[2]將選中的測試項用例依次執(zhí)行。在每一個測試項中，通過繼電器的開閉及對程控電源的命令發(fā)送，搭建測試用例所需的測試環(huán)境。然后逐條執(zhí)行該測試用例中的測試語句，獲得最終的測試結(jié)果，并將結(jié)果與評定標準信息進行對比，確定測試項是否通過。每個測試用例均生成獨立的測試記錄文件以保存測試數(shù)據(jù)。

步驟 S9，測試結(jié)束后，生成測試報告。單擊“生成報告”按鈕，自動測試軟件根據(jù)本次測試所屬類型，調(diào)用對應的報告模板，將測試結(jié)果數(shù)據(jù)寫入報告。完成生成測試報告后則執(zhí)行結(jié)束。

步驟 S10，若進行車型管理，則執(zhí)行車型管理，否則進入步驟S11。

步驟 S11，若進行測試規(guī)范管理，則執(zhí)行測試規(guī)范管理，否則進入步驟S12。

步驟 S12，若進行測試數(shù)據(jù)庫管理，則執(zhí)行測試數(shù)據(jù)庫管理，否則進入步驟S13。

步驟 S13，若進行參數(shù)管理，則執(zhí)行參數(shù)管理，否則進入步驟S14。

步驟 S14，若進行網(wǎng)關路由管理，則執(zhí)行網(wǎng)關路由管理，否則執(zhí)行結(jié)束。

通過圖5舉例此測試系統(tǒng)的網(wǎng)關直接報文路由一致性測試方法流程，

6、上位機軟件通過總線仿真采集工具仿真源網(wǎng)段路由報文發(fā)送給網(wǎng)關控制器；

7、通過總線采集工具監(jiān)測目標網(wǎng)段路由轉(zhuǎn)發(fā)的此報文；

8、判斷目標路由報文ID與數(shù)據(jù)庫定義的路由報文ID是否一致，若不一致則測試結(jié)果為Fail；

9、判斷目標路由報文DLC與數(shù)據(jù)庫定義的路由報文DLC是否一致，若不一致則測試結(jié)果為Fail；

10、判斷目標路由報文周期時間與數(shù)據(jù)庫定義的路由報文周期時間是否一致，若不一致則測試結(jié)果為Fail，若一致則直接報文路由一致性測試結(jié)果為PASS。

其它網(wǎng)關路由測試方法流程與上面類似，都是開始仿真源網(wǎng)段的報文或者信號，監(jiān)測目標網(wǎng)段報文及信號是否與網(wǎng)關路由規(guī)范一致，這里不再詳細描述。