一种基于CAN/LIN/MOST混合型总线网关路由自动化测试系统及测试方法与流程

技术领域

本发明涉及一种基于CAN/LIN/MOST混合型总线网关路由自动化测试系统及测试方法，属于车载控制器总线测试领域。

背景技术：

随着汽车电子行业的快速发展，车载总线网络越来越复杂，往往采用混合型多路总线网络进行电子电气架构的开发。不同网段之间需要网关进行报文及信号转发，进而实现不同网段之间的信息交互。为保证网关能够及时正确转发相关报文及信号，装车前需要对网关进行测试验证。

现有网关路由测试基本是通过手动测试完成，通过将总线工具仿真网关路由表中网关接收的报文，查看网关能否及时正确转发相应的报文及信号，由于网关路由表中网关接收的报文成百上千，因此测试工作效率低，测试周期长。

可以在实车上通过总线工具监测不同网段之间的报文信号，进行网关路由测试验证。主要是查看报文信号是否能正确转发，测试方法较为简单，但测试覆盖度较低，不能够模拟报文信号变化，只能通过控制车辆相关操作实现报文信号变化，且测试场景受到限制。

现有的网关路由测试只能够进行简单的CAN-CAN网关路由测试及CAN-LIN网关路由测试，对于新型多媒体总线MOST总线没有相关路由测试经验，现有网关路由测试平台无法通用，扩展性不强，且不具有相通性。

不是简单的叠加就可以实现，因为此发明在测试MOST-CAN路由测试时可以同时进行CAN-CAN及CAN-LIN的测试，且在同一个系统中实现，可以同一时间轴观测数据，这样能保证测试的同步性及实时性，而简单的CAN-CAN及CAN-LIN相互叠加无法实现上述功能。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种基于CAN/LIN/MOST混合型总线网关路由自动化测试系统及测试方法，不仅实现了相同总线类型间的网关路由测试，而且也实现不同总线类型间的网关路由测试，且实现了多级路由测试（MOST-CAN-LIN）,通用性较好，且具备可扩展性；同时通过上位机软件及其它软件自动化测试，克服了手动测试种种缺点，大大提高了网关路由测试的精确性、可靠性及工作效率。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于CAN/LIN/MOST混合型总线网关路由自动化测试系统及测试方法，其硬件包括：程控电源、多通道CAN总线解析仿真工具CANcaseXL、LIN总线解析仿真工具、多通道MOST总线解析仿真工具MOCCA、控制器连接继电器板卡及安装自动化测试程序的实时工控机；其特征在于：通过以上硬件完成：CAN-CAN网关路由测试、CAN-LIN网关路由测试CAN-MOST网关路由测试；CAN-CAN网关路由测试支持任意路不同总线速率CAN总线的路由测试，通过路由信息列表导入到上位机软件的方式仿真路由源网段的报文信息，检测目标网段的总线行为完成网关节点路由功能的单件测试。测试内容项包括：直接路由报文周期一致性测试、周期路由报文周期一致性测试、直接路由报文标识符一致性测试、周期路由报文标识符一致性、直接路由报文数据长度一致性测试、周期路由报文数据长度一致性测试、报文路由信号位置（最低位）一致性测试、报文路由信号位置（最高位）一致性测试、信号路由信号位置（最低位）一致性测试、信号路由信号位置（最高位）一致性测试、报文路由信号一致性测试、信号路由信号一致性测试、直接报文路由信号延时时间测试、直接信号路由信号延时时间测试、周期报文路由初始值测试、周期信号路由初始值测试、周期报文路由超时值测试、周期信号路由超时值测试、周期报文路由上次值测试、周期信号路由上次值测试、网关路由唤醒时间测试、网关路由睡眠时间测试等。

CAN-LIN网关路由测试支持LIN网段作为路由源网段、CAN网段作为路由目标网段的路由测试和支持CAN网段作为路由源网段、LIN网段作为路由目标网段的路由测试两种形式。测试内容项包括：报文路由周期一致性测试、信号路由一致性测试、报文路由一致性测试、信号路由延时测试等。

CAN-MOST网关路由测试支持MOST网段作为路由源网段、CAN网段作为路由目标网段的路由测试和支持CAN网段作为路由源网段、MOST网段作为路由目标网段的路由测试两种形式。先通过CANdb++工具将CAN数据库转变成xml格式，这样K2L Viewer可加载*.xml文件,进行报文解析及仿真发送。CAN-MOST网关路由测试可以通过MOCCA工具定制开发实现。通过K2L Viewer既可以仿真MOST报文、监测CAN报文，又可以仿真CAN报文、监测MOST报文，然后进行脚本开发实现相关测试用例，再通过上位机程序加载路由表进行路由解析，最后执行相关测试用例即可实现MOST-CAN网关路由功能自动化测试，测试内容项包括：报文路由周期一致性测试即MOST报文到CAN总线后周期是否正确、信号路由信号一致性测试即CAN-MOST信号路由位置及信号值是否正确、信号路由延时测试即CAN-MOST路由延迟时间有没有超过设计要求时间。

网关路由自动化测试及管理的方法流程包括如下步骤：

步骤 S1，软件启动后，自动查询信息数据库[F6]获取数据库中保存的所有车型信息、测试类型信息、测试规范信息及测试用例信息等，并在软件中显示相关信息。根据当前系统需求，若下一步进行测试用户管理，则进入步骤S4；若进行网关路由自动化测试执行，则进入步骤S2。

步骤 S2，进行网关路由自动化测试时需要判断此网关路由自动化测试是否进行过测试管理，若没有进行测试管理，则进入步骤S3；若直接执行网关路由自动化测试，则进入步骤S5。

步骤S3，测试管理需要判断下一步进行用户管理还是其它管理，若进行用户管理，则进入步骤S4；若进行其它管理，则进入步骤S10。

步骤S4，用户管理需要对测试用户进行管理，包括新建用户、编辑用户、删除用户等，且新建用户也包括对用户权限的设置等。完成用户管理后则执行结束。

步骤S5，测试信息录入。从信息数据库[F6]中选择所测网关的车型，通过上位机软件[F4]导入按照用户定义特定格式编写的网络路由表并进行解析生成可供测试软件使用的INI文件。该特定格式路由表可以通过软件解析数据库文件[F3]获取，如CAN总线的DBC文件、LIN总线的LDF文件及MOST总线的XML文件等。路由信息表中定义路由网段个数，各网段编号，路由报文及路由报文相关信息，路由信号及路由信号相关信息等。

步骤 S6，选取需要进行测试的测试用例。所有测试用例信息保存在测试用例数据库[F2]的测试用例数据库中，根据选择的车型信息及测试类型信息将可以执行的测试用例名称显示在界面上，以供选择。

步骤 S7，开始测试。将要被测网关节点按照上位机解析网段编号连接到测试设备上，若编译通过则进入到步骤S8，否则查看并修改错误输入信息，重新进入步骤S7。

步骤 S8，依次执行选中的测试项。具体实现方法如下：

测试用例库[2]将选中的测试项用例依次执行。在每一个测试项中，通过继电器的开闭及对程控电源的命令发送，搭建测试用例所需的测试环境。然后逐条执行该测试用例中的测试语句，获得最终的测试结果，并将结果与评定标准信息进行对比，确定测试项是否通过。每个测试用例均生成独立的测试记录文件以保存测试数据。

步骤 S9，测试结束后，生成测试报告。单击“生成报告”按钮，自动测试软件根据本次测试所属类型，调用对应的报告模板，将测试结果数据写入报告。完成生成测试报告后则执行结束。

步骤 S10，若进行车型管理，则执行车型管理，否则进入步骤S11。

步骤 S11，若进行测试规范管理，则执行测试规范管理，否则进入步骤S12。

步骤 S12，若进行测试数据库管理，则执行测试数据库管理，否则进入步骤S13。

步骤 S13，若进行参数管理，则执行参数管理，否则进入步骤S14。

步骤 S14，若进行网关路由管理，则执行网关路由管理，否则执行结束。

所述的测试系统的网关直接报文路由一致性测试方法如下：

1、上位机软件通过总线仿真采集工具仿真源网段路由报文发送给网关控制器；

2、通过总线采集工具监测目标网段路由转发的此报文；

3、判断目标路由报文ID与数据库定义的路由报文ID是否一致，若不一致则测试结果为Fail；

4、判断目标路由报文DLC与数据库定义的路由报文DLC是否一致，若不一致则测试结果为Fail；

5、判断目标路由报文周期时间与数据库定义的路由报文周期时间是否一致，若不一致则测试结果为Fail，若一致则直接报文路由一致性测试结果为PASS。

其它网关路由测试方法流程与上面类似，都是开始仿真源网段的报文或者信号，监测目标网段报文及信号是否与网关路由规范一致，这里不再详细描述。

本发明的积极效果是可以同时进行MOST到CAN、CAN到CAN及CAN到LIN的路由功能验证，保证了测试的同步性、实时性及精确性，缩短了路由功能验证的测试周期，极大地提高了路由功能验证的测试效率，使得网关路由功能测试变得更加简便，节省了大量的人力，降低了测试成本。

附图说明

图1为网关路由自动化测试系统的架构图。

图2为网关路由自动化测试系统硬件平台的结构框图。

图3为网关自动化测试系统软件系统结构框图。

图4为网关自动化测试系统测试及管理方法流程图。

图5为网关直接报文路由一致性测试方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图1所示一种基于CAN/LIN/MOST混合型总线网关路由自动化测试系统及测试方法，包括软件系统架构和硬件系统架构。

软件系统框架包括：

1、上位机控制程序：包括测试相关参数输入、测试用例管理、测试报告生成及测试用户管理等

2、CAN总线、LIN总线及MOST总线的通信数据库，用于数据解析；

3、测试用例库：可以选择相应测试用例进行路由测试；

4、网关路由信息导入程序：将路由信息导入到系统，用于路由测试信息调用；

5、网络信号测试程序：用于总线报文数据信号的采集及不同总线信号采集工具的时间同步；

6、信息数据库：包括测试车型数据库、测试规范数据库、测试结果数据库等。

7、测试管理：包括对测试用户管理、车型管理、测试规范管理、数据库管理等等。

硬件系统包括程控电源、CAN/LIN/MOST总线仿真采集工具、CAN/LIN/MOST总线干扰仪、外围接口电路、故障注入电路、网络负载匹配电路及断线测试盒。

根据系统架构，首先进行网关路由自动化测试硬件平台搭建，如图2所示。其中，

1、测试主机上位机程序通过以太网控制程控电源，实现对网关的供电控制；

2、稳压电源用来给总线测试板卡供电；

3、电源控制单元控制程控电源及稳压电源供电；

4、测试主机通过总线仿真采集工具（CANcaseXL、MOST MOCCA）等实现总线报文仿真及采集。其中一个CANcaseXL具有两路CAN接口，一路CAN用于仿真CAN报文信号发送给网关控制器，另一路CAN用来监测网关某一路CAN发出的信息（由于网关至少有两路CAN，如果想同时监测多路CAN需要增加CANcaseXL工具即可）。另一个CANcaseXL具有一路LIN接口、一路CAN接口，当测试CAN信息通过网关转发LIN信息时，CAN接口用于仿真CAN报文发送给网关控制器，LIN接口用于监测网关发出的LIN信息；当测试LIN信息通过网关转发CAN信息时，LIN接口用于仿真LIN报文发送给网关控制器，CAN接口用于监测网关发出的CAN信息。MOCCA工具具备4路CAN接口，一路MOST接口，当测试CAN信息通过网关转发MOST信息时，CAN接口用于仿真CAN报文发送给网关控制器，MOST接口用于监测网关发出的MOST信息；当测试MOST信息通过网关转发CAN信息时，MOST接口用于仿真MOST报文发送给网关控制器，CAN接口用于监测网关发出的CAN信息。

5、测试主机通过NI板卡控制总线测试板卡输出；

6、总线测试板卡完成电源保护功能、实现终端负载匹配及继电器的控制；

7、网关通过总线测试板卡与测试系统连接，总线测试板卡可以实现对其电源开关的控制、总线短路断路的控制等。

本发明的软件系统结构框图如图3所示，其中，

1、MOCCA工具与网关控制器搭建一个MOST总线环。网关可以将CAN信息转换为MOST信息发到MOST总线上，也可以将MOST总线信息转换为CAN信息发到CAN总线上。网关可以连接多路CAN总线进行信息交互，也可以将CAN信息转换为LIN信息发到LIN总线上，也可以将LIN信息转换为CAN信息发到CAN总线上；

2、MOST Editor将MOST报文制作成*.xml格式的MOST数据库，可供K2L Viewer和K2L MAG使用。K2L MAG将*.xml文件编译生成*.dll文件，在上位机软件中可以直接使用，实现对MOST数据库中定义的FBlock、Function和OPType的调用。K2L Viewer可加载*.xml文件，对MOST网络中的报文进行监控、解析，并且能够交互发送*.xml中定义的报文。

3、上位机软件通过加载.xls路由表，解析生成可供测试软件使用的INI文件，供测试软件仿真MOST/CAN路由报文及监测转发报文，并通过CANoe软件仿真CAN/CAN路由报文、CAN/LIN路由报文及监测转发报文实现网关路由自动化测试。

本发明的网关自动化测试系统中测试及管理的方法流程如图4所示，参考网关路由自动化测试系统的架构图图1，网关路由自动化测试及管理的方法流程包括如下步骤：

步骤 S1，软件启动后，自动查询信息数据库[F6]获取数据库中保存的所有车型信息、测试类型信息、测试规范信息及测试用例信息等，并在软件中显示相关信息。根据当前系统需求，若下一步进行测试用户管理，则进入步骤S4；若进行网关路由自动化测试执行，则进入步骤S2。

步骤 S2，进行网关路由自动化测试时需要判断此网关路由自动化测试是否进行过测试管理，若没有进行测试管理，则进入步骤S3；若直接执行网关路由自动化测试，则进入步骤S5。

步骤S3，测试管理需要判断下一步进行用户管理还是其它管理，若进行用户管理，则进入步骤S4；若进行其它管理，则进入步骤S10。

步骤S4，用户管理需要对测试用户进行管理，包括新建用户、编辑用户、删除用户等，且新建用户也包括对用户权限的设置等。完成用户管理后则执行结束。

步骤S5，测试信息录入。从信息数据库[F6]中选择所测网关的车型，通过上位机软件[F4]导入按照用户定义特定格式编写的网络路由表并进行解析生成可供测试软件使用的INI文件。该特定格式路由表可以通过软件解析数据库文件[F3]获取，如CAN总线的DBC文件、LIN总线的LDF文件及MOST总线的XML文件等。路由信息表中定义路由网段个数，各网段编号，路由报文及路由报文相关信息，路由信号及路由信号相关信息等。

步骤S6，选取需要进行测试的测试用例。所有测试用例信息保存在测试用例数据库[F2]的测试用例数据库中，根据选择的车型信息及测试类型信息将可以执行的测试用例名称显示在界面上，以供选择。

步骤 S7，开始测试。将要被测网关节点按照上位机解析网段编号连接到测试设备上，若编译通过则进入到步骤S8，否则查看并修改错误输入信息，重新进入步骤S7。

步骤 S8，依次执行选中的测试项。具体实现方法如下：

测试用例库[2]将选中的测试项用例依次执行。在每一个测试项中，通过继电器的开闭及对程控电源的命令发送，搭建测试用例所需的测试环境。然后逐条执行该测试用例中的测试语句，获得最终的测试结果，并将结果与评定标准信息进行对比，确定测试项是否通过。每个测试用例均生成独立的测试记录文件以保存测试数据。

步骤 S9，测试结束后，生成测试报告。单击“生成报告”按钮，自动测试软件根据本次测试所属类型，调用对应的报告模板，将测试结果数据写入报告。完成生成测试报告后则执行结束。

步骤 S10，若进行车型管理，则执行车型管理，否则进入步骤S11。

步骤 S11，若进行测试规范管理，则执行测试规范管理，否则进入步骤S12。

步骤 S12，若进行测试数据库管理，则执行测试数据库管理，否则进入步骤S13。

步骤 S13，若进行参数管理，则执行参数管理，否则进入步骤S14。

步骤 S14，若进行网关路由管理，则执行网关路由管理，否则执行结束。

通过图5举例此测试系统的网关直接报文路由一致性测试方法流程，

6、上位机软件通过总线仿真采集工具仿真源网段路由报文发送给网关控制器；

7、通过总线采集工具监测目标网段路由转发的此报文；

8、判断目标路由报文ID与数据库定义的路由报文ID是否一致，若不一致则测试结果为Fail；

9、判断目标路由报文DLC与数据库定义的路由报文DLC是否一致，若不一致则测试结果为Fail；

10、判断目标路由报文周期时间与数据库定义的路由报文周期时间是否一致，若不一致则测试结果为Fail，若一致则直接报文路由一致性测试结果为PASS。

其它网关路由测试方法流程与上面类似，都是开始仿真源网段的报文或者信号，监测目标网段报文及信号是否与网关路由规范一致，这里不再详细描述。