基于CANoe 的總線網絡和診斷自動化測試平臺搭建

黃樹程 方宏偉 文姮婧 柯華強

在ECU 的開發過程中，測試是保證產品質量的重要手段，尤其總線和診斷的測試。總線和診斷的測試范圍覆蓋了ECU 的物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層，對于保證ECU 的正常功能以及穩定性起著基礎性的作用[1]。

隨著汽車上ECU 不斷增多，軟件更新迭代速度不斷加快，整車對ECU 性能要求越來越嚴格，為了保證ECU 的質量和穩定應用，搭建ECU 總線和診斷自動化測試平臺，以便對各ECU 進行高效、嚴格的測試驗證。

1 平臺架構

1.1 硬件架構

總線診斷平臺的硬件架構如圖1 所示。主要硬件包括示波器、總線干擾儀、總線工具、程控電源、繼電器等。示波器實現對總線物理層的相關測試，總線干擾儀實現對總線數據鏈路層的相關測試，總線工具實現對總線和診斷相關應用層的測試，程控電源模擬整車電源的供電，繼電器模擬整車鑰匙狀態，覆蓋多場景下的相關測試，平臺軟件運行于PC 上[2]。

小水電是可再生的清潔能源，既可以充分開發利用廢棄的洪水資源，又可以在一定程度上緩解當前國家電力能源緊張，還具有低碳環保社會化效益，值得推廣。當前，國家正在積極開展農村水電增效擴容改造，從政策和資金上扶持小水電產業，發展前景廣闊。沙集泵站積極開展發電技術研究，充分挖掘水力資源開發利用率，通過改造不但可以提高發電效率，更為同類泵站進行水力發電開發提供了借鑒，值得推廣。

圖1 總線診斷平臺硬件架構

1.2 軟件架構

總線和診斷自動化測試平臺軟件的架構如圖2 所示：整個平臺以CAPL 編程語言為主，結合C、C++等語言開發，由三大部分組成，即設備相關接口，基礎服務庫和上層應用，其中設備相關接口和基礎服務庫是測試平臺的組成部分。設備相關接口主要結合C 語言和C++對底層驅動進行調用，以便在CANoe 的CAPL 開發環境中對硬件設備進行控制[3]。基礎服務庫是整個平臺的核心，主要負責通用任務的處理。上層應用是基于基礎服務庫開發的一些具體的應用，是與測試實施者直接交互的部分。

2 平臺軟件設計

2.1 電源電壓控制

總線自動化測試軟件覆蓋了單體ECU 物理層、數據鏈路層、交互層、網絡管理層如圖3 所示，通過設置相關參數，能夠適配不同ECU 的總線測試（涵蓋了物理層、數據鏈路層、網絡管理、錯誤處理等多方面測試用例），并自動生成測試報告[4]。

VISA 編程接口兼容各種平臺和系統。

帕魯特金礦選礦尾礦輸送及充填系統工程關系到帕魯特公司的生存與發展，尾礦庫和充填站分別于2017年9月和今年5月開始建設，由于極端天氣和雪災等因素的影響，這兩項工程進度嚴重滯后。自今年9月18日起，帕魯特公司抽調精兵強將參與基建工程建設管理，采取了倒排工期，每天晚上召開工程碰頭會，每周進行工程考核等措施，經過中色國際、帕魯特公司、中國十五冶、中能集團山西電建三公司近千名中塔建設者的不懈努力，克服了雪崩、泥石流、冬季嚴寒、積雪嚴重、物資匱乏、物流緩慢等多種困難，歷經一年的施工終于建成，并于10月26日開始試車，28日整個系統試車成功，比計劃目標提前了5天。

圖2 總線和診斷自動化測試平臺軟件架構

診斷自動化測試主要包括刷新自動化測試和診斷系統自動化測試。其核心模塊為刷新引擎。刷新過程依據UDS 診斷刷新規范，通過CAPL 語言封裝，實現對被測件的總線刷新[5]。

2)捷聯慣導動態試驗。將九軸捷聯慣導固定在高精度三自由度旋轉臺(精度為0.01°)。首先打開捷聯慣導，靜置1 min后開啟旋轉臺，使方位臺每次正轉2°等捷聯慣導穩定后采集數據，連續采集21組。數據結果對比分析結果如圖13所示。

2.2 鑰匙狀態模擬

汽車上的鑰匙檔位主要有KL15、KL30、KL31，為了覆蓋豐富的實車場景，在自動化測試平臺里使用繼電器模擬整車上的不同鑰匙狀態。

2.3 總線自動化測試

NI-VISA 是由美國NI 公司開發的可與多種儀器總線進行通訊的通用編程接口。

圖3 總線自動化測試

圖4 診斷測試

2.4 診斷自動化測試

本平臺軟件基于Vector 公司的CANoe 軟件，主要語言為CAPL 語言，CAPL 語言為類C 語言，對C 語言有友好的兼容性，通過CAPL 提供的C 語言函數接口，將VISA 函數進行C 語言封裝，然后在CAPL 函數里進行調用，實現對電源的控制操作。

6.持續加強職業防護培訓：職業暴露的發生同標準預防依從性有著很大關系。醫務人員在進行各項診療操作時，標準預防的理念尤為重要。職業暴露的預防關鍵在于安全意識的培養。目前，對醫護人員進行職業防護教育已被多個國家認為是減少職業暴露的重要措施[4]。醫院通過業務授課和海上醫療保障業務交流等方式，周期性培訓醫務人員預防職業暴露方法，從而降低職業風險，提高海上救治能力。

診斷自動化測試對軟件的配置簡便易于操作。如圖4 所示。包括刷新文件的加載、測試環境數據、ECU 地址信息、故障碼信息、是否聲明在線等[6]。

3 測試結果

自動化測試平臺在每次測試結束時都會自動生成測試報告，測試報告界面友好，測試人員與開發人員能夠快速定位問題、解決問題。

4 結論

基于CANoe 的總線和診斷自動化平臺很好地完成了ECU的總線和診斷測試，能夠發現ECU 產品在研發過程中的問題，幫助開發迅速定位問題，完善產品質量，測試結果的準確和高效能夠加快產品開發過程，保證系統開發的質量和進度。