一种电子控制单元间端到端保护的测试装置及测试方法与流程

本发明涉及一种电子元件测试领域，尤其涉及一种电子控制单元间端到端保护的测试装置及测试方法。

背景技术：

在整车控制装置中，装置的安全性依赖于数据的完整性和正确性，那么发送端和接收端之间的数据交换就会对装置的安全造成影响。根据iso26262中的定义，数据交换过程中，可能存在信息重复发送、信息丢失、信息延迟、信息顺序错误等失效模式。端到端保护是安全相关的数据交换，在运行时进行保护，以消除通信链路中可能的失效带来的影响。现有的技术方案采用开环的结构，以预定义的方式，上位机循环发送静态数据报文，每当需要改变数据部分的内容时，都需要重新计算和定义查找表，过程繁琐，并且不够灵活，需要测试人员了解冗余校验码的具体计算过程，对测试人员要求高；另外，对于会动态波动的数据信号，如电芯电压，会有2至3毫伏的波动，那么这种预定义的查表方式就无法满足测试要求。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术方案中每当需要改变数据部分内容时都需要重新计算和定义查找表，过程繁琐；需要测试人员了解冗余校验码的具体计算过程，不够灵活；对于会动态波动的数据信号，如电芯电压，会有2至3毫伏的波动，精度不够的问题，提供了一种电子控制单元间端到端保护的测试装置，装置采用闭环结构，上位机接收到报文后修改id重新发回ecu主板，实现数据动态发送，提高了灵活性，测试人员也无需了解具体计算过程，过程简单，就算只有小部分数据波动也会实时得到校验码结果，可实现测试工况的100%覆盖。

为了实现过程简单，灵活度高，精度高，对测试人员要求低的目的，本发明采用以下技术方案：

一种电子控制单元间端到端保护测试装置，包括上位机，其特征在于，所述上位机中还包括主板信号接收模块、与主板信号接收模块连接的模拟信号产生模块、与待测装置连接的测试结果显示模块、处理模块；所述主板信号接收模块、模拟信号产生模块和测试结果显示模块均与上位机中的处理模块连接，待测装置与上位机建立通信连接后各个模块开始运行；

上位机：接收从待测装置发送的信号，处理信号并进行测试结果反馈显示；

主板信号接收模块：内置在上位机中，接收从待测装置发送来的报文，并转发给模拟信号产生模块；

模拟信号产生模块：内置在上位机中，接收从主板信号接收模块发送来的报文，并转发给待测装置；

测试结果显示模块：内置在上位机中，接收从待测装置发送来的校验结果并显示；

待测装置：包括ecu主板，为本装置的测试对象，与上位机中的主板信号接收模块、模拟信号产生模块、测试结果显示模块均连接。

本发明装置采用闭环结构，待测装置通常是ecu主板，在实际应用中，测试一个ecu主板端到端保护的能力时，先将ecu主板与上位机进行通信连接，此时，ecu主板会通过can总线不断实时地向上位机发送报文，上位机的主板信号接收模块接收到报文后，对报文进行处理并转发给模拟信号产生模块，模拟信号产生模块将接收到的报文重新发到ecu主板，ecu主板将重新发回的报文中的计数器值进行比较并处理，最后得到冗余校验码，与接收到的报文中的冗余校验码进行比较，将结果反馈到上位机中，上位机中的测试结果显示模块接收结果并显示，即整个装置呈一个完整的闭环结构，与传统方法的开环结构相比，灵活度更高，另外在整个过程中，无需测试人员进行操作，全程自动化处理，过程简单，测试人员也无需了解冗余校验码的计算过程，对测试人员的要求程度降低，在ecu主板与上位机开始通信时，ecu主板就不断地、实时地向上位机发送数据信号，这种方式就算只有小部分数据波动也会实时得到校验码结果，可实现测试工况的100%覆盖。本发明的装置实用性强，对不同种类的ecu主板也能快速测试，且可以判断出能否正常通信，若不能正常通信，装置也能判断异常通信的类型，并通过上位机的反馈，将结果显示给用户。

一种电子控制单元间端到端保护测试方法，采用上述测试装置，其特征是：包括以下步骤：

a.待测装置与上位机中建立通信连接，待测装置通过can总线不断向上位机实时发送校验的报文；

b.上位机中的主板信号接收模块捕获到待测装置发送的报文后，将报文修改id后转发给模拟信号产生模块；

c.模拟信号产生模块是上位机中的一个虚拟节点，接收到修改id的报文后，将报文重新发送给待测装置；

d.待测装置的can总线将从模拟信号产生模块接收到报文后保存，待测装置运行程序将期望的计数器值与接收的报文中的计数器值比较，若期望的计数器值与接收的计数器值相等，进行计算操作后反馈至上位机中；

本发明的方法是先通过待测装置的ecu主板首先向上位机发送报文，与传统的技术方案中，直接由上位机向待测的ecu主板发送预定义的静态数据信号相比，过程更加简单，无需测试人员进行查表工作，全部的测试过程都是自动化过程，只要待测装置的ecu主板开始与上位机建立通信连接，上位机就会自动进行测试工作，并在上位机中的测试结果显示模块显示测试的结果，就算只有微小的数据变化，在ecu主板实时、不断地向上位机发送报文，小波动也会及时的检查并显示出来。

作为上述方案的一种优选方案，其特征是步骤d中的计算操作步骤包括：

d1.ecu主板根据期望的计数器值与接收到的报文中的计数器值比较，将期望的计数器值与接收到的报文中的数据部分进行计算得到冗余校验码；

d2.将冗余校验码与接收到的报文中的校验码进行比较得到校验结果；

d3.将校验结果反馈至上位机。

在待测装置的ecu主板中，ecu主板会自动的根据从模拟信号产生模块发送回来的修改id后的报文进行后续操作，如果待测装置期望的计数器值和接收到的报文中的计数器值相同，那么ecu主板会与接收到的报文中的数据部分进行计算得到冗余校验码，计算得到的冗余校验码与接收到的报文中的校验码进行比较，返回校验结果，并将结果反馈至上位机；如果如果待测装置期望的计数器值和接收到的报文中的计数器值不相同，则直接返回校验结果，并将结果反馈至上位机，显示通信状态为异常通信。

作为上述方案的一种优选方案，所述步骤d3中将结果反馈到上位机后的步骤还包括：上位机的测试结果显示模块根据上位机接收到的校验结果显示通信状态信息，所述通信状态信息包括正常通信状态和异常通信状态。上位机根据测试结果显示模块中的ide界面中的状态结构体变量e2ecot_pdurx_info对应的结果e2ecot_pdu_chkstatus判断通信状态是正常通信状态还是异常通信状态。在待测装置的ecu主板进行完数据比较时，会将结果反馈到上位机中，上位机的测试结果显示模块就可以显示ecu主板是否是正常通信状态还是异常通信状态，若是异常通信状态，还会显示异常通信状态的错误类型，提醒使用者做出相应的措施。

作为上述方案的一种优选方案，所述上位机的测试结果显示模块根据上位机接收到的校验结果显示通信状态信息为正常通信状态：包括验证冗余验证码与接收的报文中的校验码相匹配后，上位机的模拟信号产生模块将从主板信号接收模块中接收的报文修改id后转发至待测装置，判断接收端的校验通过，测试结果显示模块显示正常通信状态。正常通信状态包括上位机的模拟信号产生模块将从主板信号接收模块中接收的报文修改id后转发至待测装置，上位机根据状态结构体中的结果e2ecot_pdu_chkstatus中显示的e2ecot_status_ok，判断接收端的校验通过，为正常通信，接收的数据可用于控制系统。在进行通信测试时，若从待测装置的ecu主板接收到的报文中没有任何异常，也没有在模拟信号产生模块处进行任何篡改，接收端的校验就会通过，证明待测装置的ecu主板通信正常。

作为上述方案的一种优选方案，所述异常通信状态包括：重复发送、信息丢失、信息被篡改。

作为上述方案的一种优选方案，所述上位机的测试结果显示模块根据上位机接收到的校验结果显示通信状态信息为信息重复发送包括：edu主板接收到重复发送的同一计数器值。上位机接收到报文后，主板信号接收模块修改id转发给模拟信号产生模块，模拟信号产生模块更改报文中的计数器值固定为0-15任意值后转发给待测装置并进行后续操作，上位机根据状态结构体中的e2ecot_pdu_chkstatus结果显示e2ecot_status_repeated，判断异常通信状态为信息重复发送；

作为上述方案的一种优选方案，所述上位机的测试结果显示模块根据上位机接收到的校验结果显示通信状态信息为信息丢失包括：接收到的报文中计数器值与期望的计数器值不相等。测试方法为上位机改变发送序列，上位机的主板信号接收模块对接收的报文中的计数器值减2，然后修改id转发给模拟信号产生模块，模拟信号产生模块转发给待测装置，上位机根据状态结构体中的e2ecot_pdu_chkstatus结果显示e2ecot_status_oksomelost，判断异常通信状态为信息丢失错误。

作为上述方案的一种优选方案，，所述上位机的测试结果显示模块根据上位机接收到的校验结果显示通信状态信息为信息被篡改包括：接收到的报文中计数器值与期望的计数器值相等，但是冗余校验码与接收的报文中的校验码不匹配。测试方法为：上位机接收到报文后，主板信号接收模块修改id转发给模拟信号产生模块，模拟信号产生模块更改报文中的crc校验码后转发给待测装置并进行后续操作，上位机根据状态结构体中的e2ecot_pdu_chkstatus结果显示e2ecot_status_wrongcrc，判断异常通信状态为信息传输过程中被篡改；

通过在模拟信号产生模块中注入错误，修改报文中的计数器值、修改crc校验码以及更改发送的序列，模拟出信息重复即重复发送同一计数器值，来模拟信息的重复发送、信息篡改即使得该数据报文计数器值保持正确，校验码错误、信息丢失即注入计数器值与接收端期望值不符的错误三种异常通信结果，证明了本方法的可行性，也进一步的说明了错误发生的原因，可以作为依据进行错误排查。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）本发明可以实现自动测试，无需测试人员对冗余校验码了解程度很高，有效降低了测试工作人员的工作量和测试难度，提高了测试工作的效率，实用性强；（2）本装置采用闭环结构，可以获得动态的数据及校验码，根据测试用例灵活的修改报文中的数据部分，灵活度高；（3）对于动态波动的数据信号，如电芯电压，会有2至3毫伏的波动，就算只有小部分数据波动也会实时得到校验码结果，测试工况的覆盖度高，精度高、准度高，进而保证了整车系统的安全。

附图说明

图1一种电子控制单元间端到端保护的测试装置示意图。

图2一种电子控制单元间端到端保护的测试方法流程图。

图中：1、上位机2、处理模块11、主板信号接收模块12、模拟信号产生模块13、测试结果显示模块。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1、图2所示，一种电子控制单元间端到端保护的测试装置及测试方法，包括上位机11，上位机1中依次内置主板信号接收模块1111、与主板信号接收模块11连接的模拟信号产生模块1212、与待测装置连接的测试结果显示模块1313，主板信号接收模块11、模拟信号产生模块12和测试结果显示模块13均与上位机1中的处理模块22连接，待测装置与上位机1建立通信连接后各个模块开始运行。

上位机1：接收从待测装置发送的信号，处理信号并进行测试结果反馈显示；

主板信号接收模块11：内置在上位机1中，接收从待测装置发送来的报文，并转发给模拟信号产生模块12；

模拟信号产生模块12：内置在上位机1中，接收从主板信号接收模块11发送来的报文，并转发给待测装置；

测试结果显示模块13：内置在上位机1中，接收从待测装置发送来的校验结果并显示；

待测装置：包括ecu主板，为本装置的测试对象，与上位机1中的主板信号接收模块11、模拟信号产生模块12、测试结果显示模块13均连接。

在实际应用中，若需要对一块ecu主板进行通信测试，可以使用本实施例的装置进行测试，该ecu主板被看作为待测ecu主板，首先ecu主板通过其内置的can总线，与上位机1中的上位机1建立通信连接，此时，ecu主板就会实时地、不断地向上位机1发送报文，上位机1中的主板信号接收模块11是专门接收从待测ecu主板发送过来的报文，主板信号接收模块11在接收到ecu主板实时发送过来的报文后，将报文修改id后转发给上位机1中的模拟信号产生模块12，模拟信号产生模块12是一个虚拟节点，将从主板信号接收模块11修改id后的报文接收过来，将这个报文看作模拟信号产生模块12产生的新的报文，再将报文重新发送给ecu主板中，ecu主板的can总线接收到模拟信号产生模块12发送过来的报文后，ecu主板将自动开始运行程序，将期望的计数器值与接收的报文中的计数器值比较，如果期望值与接收到的值相等，则ecu主板会基于计数器值和接收到的数据部分计算得到冗余校验码，与接收的报文中的校验码比较，返回校验结果，并将结果反馈至上位机1中的测试结果显示模块13；如果期望值不相等，则直接将结果反馈至上位机1中的测试结果显示模块13，显示异常通信，并显示异常通信的类型，提醒测试人员做出相应的措施。

在测试结果显示模块13上的ide界面添加观测变量e2ecot_pdurx_info观察测试结果，这是e2e通信的状态结构体，用来保存最新接收的报文的校验结果。通信测试结果分为正常通信测试和异常通信测试。

正常通信测试：上位机1对接收的报文修改id后进行转发至ecu主板。状态结构体中的e2ecot_pdu_chkstatus显示为e2ecot_status_ok，表明接收端校验通过，通信正常，接收的数据可用于控制系统。

异常通信测试分为三种：

1.上位机1的主板信号接收模块11接收到报文后，修改id，模拟信号产生模块12更改报文中的计数器值，将其固定为0-15任意值再转发回待测装置，即重复发送同一计数器值，来模拟信息的重复发送，在调试ide窗口中可以看到接收端的状态结构体中的e2ecot_pdu_chkstatus为e2ecot_status_repeated，说明信息重复发送错误。

2.上位机1主板信号接收模块11接收报文修改id后，模拟信号产生模块12更改报文中的crc校验码在转发回待测装置，即使得该数据报文计数器值保持正确，校验码错误，以此来模拟信息传输过程中被篡改，调试ide窗口中e2ecot_pdu_chkstatus状态为e2ecot_status_wrongcrc，说明信息传输过程中被篡改的错误。

3.上位机1改变发送序列，主板信号接收模块11对接收的报文中计数器值减2，然后修改id，转发到模拟信号产生模块12，再转发回待测ecu主板，即注入计数器值与接收端期望值不符的错误，此时，调试ide窗口的e2ecot_pdu_chkstatus为e2ecot_status_oksomelost，说明检出信息丢失错误。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了上位机、ecu主板、can总线、状态结构体、crc校验码、待测装置等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。