基于CANoe 的总线网络和诊断自动化测试平台搭建

2020-09-24黄树程方宏伟文姮婧柯华强

科技视界 2020年26期

关键词：链路层捷联物理层

黄树程方宏伟文姮婧柯华强

在ECU 的开发过程中，测试是保证产品质量的重要手段，尤其总线和诊断的测试。总线和诊断的测试范围覆盖了ECU 的物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，对于保证ECU 的正常功能以及稳定性起着基础性的作用[1]。

随着汽车上ECU 不断增多，软件更新迭代速度不断加快，整车对ECU 性能要求越来越严格，为了保证ECU 的质量和稳定应用，搭建ECU 总线和诊断自动化测试平台，以便对各ECU 进行高效、严格的测试验证。

1 平台架构

1.1 硬件架构

总线诊断平台的硬件架构如图1 所示。主要硬件包括示波器、总线干扰仪、总线工具、程控电源、继电器等。示波器实现对总线物理层的相关测试，总线干扰仪实现对总线数据链路层的相关测试，总线工具实现对总线和诊断相关应用层的测试，程控电源模拟整车电源的供电，继电器模拟整车钥匙状态，覆盖多场景下的相关测试，平台软件运行于PC 上[2]。

小水电是可再生的清洁能源，既可以充分开发利用废弃的洪水资源，又可以在一定程度上缓解当前国家电力能源紧张，还具有低碳环保社会化效益，值得推广。当前，国家正在积极开展农村水电增效扩容改造，从政策和资金上扶持小水电产业，发展前景广阔。沙集泵站积极开展发电技术研究，充分挖掘水力资源开发利用率，通过改造不但可以提高发电效率，更为同类泵站进行水力发电开发提供了借鉴，值得推广。

图1 总线诊断平台硬件架构

1.2 软件架构

总线和诊断自动化测试平台软件的架构如图2 所示：整个平台以CAPL 编程语言为主，结合C、C++等语言开发，由三大部分组成，即设备相关接口，基础服务库和上层应用，其中设备相关接口和基础服务库是测试平台的组成部分。设备相关接口主要结合C 语言和C++对底层驱动进行调用，以便在CANoe 的CAPL 开发环境中对硬件设备进行控制[3]。基础服务库是整个平台的核心，主要负责通用任务的处理。上层应用是基于基础服务库开发的一些具体的应用，是与测试实施者直接交互的部分。

2 平台软件设计

2.1 电源电压控制

总线自动化测试软件覆盖了单体ECU 物理层、数据链路层、交互层、网络管理层如图3 所示，通过设置相关参数，能够适配不同ECU 的总线测试（涵盖了物理层、数据链路层、网络管理、错误处理等多方面测试用例），并自动生成测试报告[4]。

VISA 编程接口兼容各种平台和系统。

帕鲁特金矿选矿尾矿输送及充填系统工程关系到帕鲁特公司的生存与发展，尾矿库和充填站分别于2017年9月和今年5月开始建设，由于极端天气和雪灾等因素的影响，这两项工程进度严重滞后。自今年9月18日起，帕鲁特公司抽调精兵强将参与基建工程建设管理，采取了倒排工期，每天晚上召开工程碰头会，每周进行工程考核等措施，经过中色国际、帕鲁特公司、中国十五冶、中能集团山西电建三公司近千名中塔建设者的不懈努力，克服了雪崩、泥石流、冬季严寒、积雪严重、物资匮乏、物流缓慢等多种困难，历经一年的施工终于建成，并于10月26日开始试车，28日整个系统试车成功，比计划目标提前了5天。

图2 总线和诊断自动化测试平台软件架构

诊断自动化测试主要包括刷新自动化测试和诊断系统自动化测试。其核心模块为刷新引擎。刷新过程依据UDS 诊断刷新规范，通过CAPL 语言封装，实现对被测件的总线刷新[5]。

2)捷联惯导动态试验。将九轴捷联惯导固定在高精度三自由度旋转台(精度为0.01°)。首先打开捷联惯导，静置1 min后开启旋转台，使方位台每次正转2°等捷联惯导稳定后采集数据，连续采集21组。数据结果对比分析结果如图13所示。

2.2 钥匙状态模拟

汽车上的钥匙档位主要有KL15、KL30、KL31，为了覆盖丰富的实车场景，在自动化测试平台里使用继电器模拟整车上的不同钥匙状态。

2.3 总线自动化测试

NI-VISA 是由美国NI 公司开发的可与多种仪器总线进行通讯的通用编程接口。

图3 总线自动化测试

图4 诊断测试

2.4 诊断自动化测试

本平台软件基于Vector 公司的CANoe 软件，主要语言为CAPL 语言，CAPL 语言为类C 语言，对C 语言有友好的兼容性，通过CAPL 提供的C 语言函数接口，将VISA 函数进行C 语言封装，然后在CAPL 函数里进行调用，实现对电源的控制操作。

6.持续加强职业防护培训：职业暴露的发生同标准预防依从性有着很大关系。医务人员在进行各项诊疗操作时，标准预防的理念尤为重要。职业暴露的预防关键在于安全意识的培养。目前，对医护人员进行职业防护教育已被多个国家认为是减少职业暴露的重要措施[4]。医院通过业务授课和海上医疗保障业务交流等方式，周期性培训医务人员预防职业暴露方法，从而降低职业风险，提高海上救治能力。

诊断自动化测试对软件的配置简便易于操作。如图4 所示。包括刷新文件的加载、测试环境数据、ECU 地址信息、故障码信息、是否声明在线等[6]。