汽车ECU控制器的测试方法与流程

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种汽车ecu控制器的测试方法。

背景技术：

1、在汽车行业中，ecu控制器的测试通常包括多项测试，在测试过程中获取多种待测ecu控制器的测试数据用于后期的离线分析，以保证ecu控制器的品质。例如，采用通信测试工具（canoe、周立功can卡、canape、inca等）进行的以太网/can/lin通信总线测试，以及利用mcu测试工具（劳德巴赫、ude、isystem）进行的mcu变量测试等。正是因为ecu控制器测试工具的复杂性，导致目前的ecu控制器测试方法存在以下几个方面的问题：

2、① 采用的工具功能单一分散，不同的测试步骤需要安装不同的工具：

3、例如，当需要进行以太网/can/lin通信总线测试的时候，必须采用具备通信测试功能的工具。当以太网/can/lin通信总线测试完毕后，需要进行mcu测试的时候，又需要拆卸掉已经安装好的通信测试工具，再重新安装具备mcu测试功能的工具，才能继续进行下一步的mcu测试，费时费力；

4、② 如果一项测试步骤需要两种及其以上的测试功能，需要将所有的测试工具安装完毕后，在测试过程中对每一种工具的上位机软件进行操作，使过程繁琐费时，还容易出错：

5、例如，当需要观测ecu控制器在某一个变量（variable_example）发生变化时对应的can信号(signal_example)的变化情况时，需要进行如下步骤：

6、⑴ 将mcu测试工具的第一信号端通过jtag或者dap接口与待测ecu控制器连接，再将mcu测试工具的第二信号端与上位机通过usb连接；

7、⑵ 将通信测试工具的第一信号端通过can总线与待测ecu控制器连接，再将通信测试工具的第二信号端与上位机通过usb连接；

8、⑶ 通过mcu测试工具的上位机软件加载elf文件格式解析，解析出变量名、地址、大小等相关信息后，再将变量拖拽至观测窗口进行变量的观测与修改等相关测试；

9、⑷ 通过通信测试工具的上位机软件加载can通信矩阵dbc文件，将需要操作的信号拖拽至观测窗口进行信号观测与修改等操作；

10、⑸ 利用mcu测试工具的上位机软件修改变量variable_example的值；

11、⑹ 最后才能利用通信测试工具的上位机软件观测变量signal_example；

12、这仅仅只是需要观测的数据量较小的例子，随着需要观测的数据量逐渐增大，整个测试过程会更加繁琐；

13、③ 目前的通信测试工具、mcu测试工具都具备许多普通用户不经常使用的高级功能，这些高级功能在ecu控制器的测试中几乎不会用到。但是，这些测试工具都是必须整套购买的，相当于为了某一个基础功能，就必须为这种测试工具的所有功能付费，性价比极低，按照目前的测试方法对ecu控制器进行测试，代价高昂，无法大规模采用这种方式来进行ecu控制器的测试工作；

14、④ 各类测试工具的python自动化测试脚本版本不一致，无法在同一个版本环境中使用不同的硬件设备，导致无法在同一python环境中进行ecu控制器的测试工作：例如，通信测试工具的python脚本版本是python2.7，mcu测试工具的python脚本版本是python3.10,就会导致无法在同一个python脚本环境中同时使用这两种测试工具。

15、综上所述，目前的ecu控制器测试方法已经不适用于目前的ecu控制器测试工作，亟待一种成本较低，省时省力的ecu控制器测试方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种汽车ecu控制器的测试方法，利用集成多种测试功能的一体化测试系统对待测ecu控制器进行一系列的测试工作，成本较低，省时省力。

2、本发明的目的是采用下述方案实现的：一种汽车ecu控制器的测试方法，采用一体化测试系统对待测ecu控制器进行测试，包括以下步骤：

3、1）将待测ecu控制器各总线与一体化测试系统对应的总线接口连接；

4、2）将待测ecu控制器的dbc/ldf文件加载至一体化测试系统的通信信号解析单元，对待测ecu控制器当前的通信信号进行通信矩阵解析，将解析出的总线通信数据存储在实时数据收发处理单元中；

5、将待测ecu控制器的elf/dwarf文件加载至一体化测试系统中的mcu变量解析单元，解析待测ecu控制器所有的变量名称、变量地址和变量值，存储在实时数据收发处理单元中；

6、3）根据待观测的总线通信数据类型确定至少一个观测信号，利用一体化测试系统的观测信号采集单元从实时数据收发处理单元中获取观测信号对应的总线帧信息、总线错误信息，用于后期的离线数据分析；

7、根据待观测的mcu变量类型确定至少一个观测变量，利用一体化测试系统的mcu变量采集单元从实时数据收发处理单元中获取观测变量对应的配置信息；

8、4）根据观测变量对应的配置信息，通过一体化测试系统的命令仲裁处理单元发出调试命令，并利用spi总线将调试命令发送至待测ecu控制器；

9、5）周期性读取待测ecu控制器的内部变量，并利用mcu变量采集单元将观测变量对应的变量信息存储至实时数据收发处理单元中，用于后期的离线数据分析。

10、优选地，所述一体化测试系统包括实时数据收发处理单元、命令仲裁处理单元、通信信号解析单元、观测信号采集单元、mcu变量解析单元、mcu变量采集单元、数据显示单元。

11、优选地，所述实时数据收发处理单元用于实时数据的收发处理。

12、优选地，所述命令仲裁处理单元用于对接收到的调试命令根据优先级进行仲裁，以确定各调试命令的先后顺序。

13、优选地，所述数据显示单元用于采用图形界面的方式显示数据，对测试数据进行动态展示。

14、优选地，所述通信信号解析单元包括lin总线信号解析单元、can总线信号解析单元、以太网总线信号解析单元，所述lin总线信号解析单元用于解析lin总线的通信数据，所述can总线信号解析单元用于解析can总线的通信数据，所述以太网总线信号解析单元用于解析以太网总线的通信数据。

15、优选地，所述观测信号采集单元包括lin总线信号采集单元、can总线信号采集单元、以太网总线信号采集单元，所述lin总线信号采集单元用于lin总线信号的采集，以及根据命令仲裁处理单元的调试命令进行lin通信配置、lin总线的启动与停止、lin帧数据或者信号数据的设置与读取，lin模块的通信调度处理及错误处理，所述can总线信号采集单元用于can总线信号的采集，以及根据命令仲裁处理单元的调试命令进行can通信配置、can总线的启动与停止、can帧数据或者信号数据的设置与读取，can模块的通信调度处理及错误处理，所述以太网总线信号采集单元用于以太网总线信号的采集，以及根据命令仲裁处理单元的调试命令进行以太网通信配置、以太网总线的启动与停止、以太网帧数据或者信号数据的设置与读取、以太网模块的通信调度处理及错误处理。

16、优选地，步骤3）中所述观测信号对应的总线帧信息、总线错误信息以hdf5，或csv，或excel的文件形式自动存储，用于后期的离线数据分析。

17、优选地，步骤5）中所述观测变量对应的变量信息以hdf5，或csv，或excel的文件形式自动存储，用于后期的离线数据分析。

18、优选地，还包括待测ecu控制器的变量发生变化时对can信号的变化测试，具体步骤如下：

19、① 将待测ecu控制器的elf文件加载至一体化测试系统中的mcu变量解析单元，解析待测ecu控制器所有的变量名称、变量地址和变量值，存储在实时数据收发处理单元中，利用数据显示单元采用图形界面的方式显示解析数据，对解析数据进行动态展示；

20、② 将待测ecu控制器的can通信矩阵dbc文件加载至一体化测试系统的通信信号解析单元，对待测ecu控制器当前的通信信号进行通信矩阵解析，将解析出的总线通信数据存储在实时数据收发处理单元中，利用数据显示单元采用图形界面的方式显示解析数据，对解析数据进行动态展示；

21、③ 利用命令仲裁处理单元发出修改命令，对变量进行修改，并利用观测信号采集单元采集变量修改后的can信号；

22、④ 利用数据显示单元采用图形界面的方式显示变量修改后can信号对应的数据。

23、本发明的优点在于以下几点：

24、① 集成度高，使用方便：利用市面上能够采购到的开发板将以太网、can、lin通讯功能、mcu变量查看功能分析功能、测试功能集成到了到一个新的测试工具中，解决了目前的ecu测试工具功能单一分散的问题，而且还大幅度降低了测试工具的采购费用；

25、② 经济性好：本发明所述的一体化测试系统仅由一个下位机、一个上位机构成，下位机采用高性能单片机，上位机安装有采用c++与python相集成的控制软件，开发方便，简单易行，价格便宜；

26、③ 测试方便：本发明所述的一体化测试系统仅由一个下位机、一个上位机构成，使用统一的python脚本控制环境，解决了当不同设备自动化测试库提供的python版本不相同时的自动化测试的不兼容性问题。

27、名词解释

28、elf文件：在计算机科学中，是一种用于二进制文件、可执行文件、目标代码、共享库和核心转储格式文件的文件格式。

29、dwarf文件：是一个用于在可执行程序和其源代码之间进行关联的调试文件格式。

30、dbc文件：用来描述can总线数据的物理值、单位、发送周期、计算公式、信号名称等信息的规范文件。

31、ldf文件：用于定义lin的节点（节点主从、通信速率）通信节点属性（节点的地址，功能id、供应商id以及变种id等信息）、lin帧信息及lin信号信息、lin总线调度表等的标准lin描述规范文件。

32、hdf5：hdf5文件可以被认为是一个容器（或组），其中包含各种异构数据对象（或数据集），数据集可以是图像、表格、图形，甚至是文档。

33、csv：是一种常见的纯文本文件格式，用于存储表格数据。它简单、体积小、易于使用，可被多种软件打开和编辑，还可以通过编程语言进行读取和写入操作。广泛应用于数据处理、数据分析等领域。

34、ecu：电子控制单元，即车载电脑，由微控制器和外围电路组成。

35、spi总线：是微处理器和外设之间进行数据交互的常用串行总线接口。

36、excel ：指microsoft excel 工作表，是一种非常常用的电子表格格式。

37、mcu：microcontroller unit，即微控制单元，又称单片微型计算机，或者单片机。

38、can总线：控制器局域网总线（can，controller area network）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。

39、lin总线：lin总线是针对汽车分布式电子系统而定义的一种低成本的串行通讯网络，是对控制器区域网络(can)等其它汽车多路网络的一种补充，适用于对网络的带宽、性能或容错功能没有过高要求的应用。lin总线是基于sci(uart)数据格式，采用单主控制器/多从设备的模式，是uart中的一种特殊情况。

40、python脚本：python由荷兰国家数学与计算机科学研究中心的吉多·范罗苏姆于1990年代初设计，作为一门叫做abc语言的替代品。python提供了高效的高级数据结构，还能简单有效地面向对象编程。python语法和动态类型，以及解释型语言的本质，使它成为多数平台上写脚本和快速开发应用的编程语言，随着版本的不断更新和语言新功能的添加，逐渐被用于独立的、大型项目的开发。python在各个编程语言中比较适合新手学习，python解释器易于扩展，可以使用c、c++或其他可以通过c调用的语言扩展新的功能和数据类型。python也可用于可定制化软件中的扩展程序语言。python丰富的标准库，提供了适用于各个主要系统平台的源码或机器码。