潘俊家1杨芝华1龚进峰2崔根1
(1．河北工业大学机械学院天津300134；2．中国汽车技术研究中心天津300399)
摘要由于现代汽车技术大幅度提高，越来越多的电子控制器应用于汽车中，控制单元数量的增多导致交互的信息增多，这样就促使越来越多的厂家选择C A N总线。相应的关于C A N总线测试技术也不断更新。基于C A N oe软件和C A N C as e接口卡、V T Sys t em板卡构建了一个C A N总线网络自动化测试平台。通过C A N oe软件仿真测试节点、TA E软件编写自动化测试脚本和V T Sys t em板卡，实现对某厂家的车身控制模块(B C M)的O SE K网络自动化测试，减少测试时间，提高测试效率。 关键词C A N总线；测试；自动化；O SEK N M
中图分类号：U467．4文献标志码：A doi：10．3963／j．i ss n1674—4861．2013．03．024
O引言
随着科学技术的快速发展，人们对汽车的安全性、舒适性及燃油经济性的要求越来越苛刻，这使得控制单元之间的信息交换越来越密集，传感器和导线的数量越来越多，这使的汽车上的电子控制设备越来越
多，控制也越来越复杂。越来越多的国内主机厂出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求已经选择了C A N总线。
C A N总线是目前为止唯一具有国际标准的现场总线。C A N总线采用非破坏仲裁技术，即使是在网络负载很重的情况下，也不会出现瘫痪现象[1]。大批量生产出来的C A N总线模块需要配套有效的测试系统来保证其质量。
本文探讨了C A N总线自动化测试平台的搭建与应用，目的在于搭建一种自动化程度高、可靠性高、通用性强、灵活性好、测试速度快的对汽车车身C A N总线模块网络管理功能进行自动化测试的系统。有利于减少测试时间，提高测试效率，减少测试人力和物力投入。 1网络管理自动化测试的优点
网络管理是C A N网络良好工作的必要保障比]。本项目采用带有O SE K网络管理的车身控制模块(B C M)进行测试。O SE K规范对网络管理提出了2种实现机制，即直接网络管理和间接网络管理。本文只研究直接网络管理。O S EK N M主要有以下特点：强实时性，O SEK N M负责对本地E C U站点的通信状况进行监控，实时获得站点的通信状态，保障站点状态被监控以达到安全的目的；高容错性，O SE K N M具有2种容错性特性，即E C U退出通信网络和发生通信故障。当有站点从网络上离线时，O SEK N M能重新对参与网络通信的站点进行监控，更新本地站点的网络配置表。当有站点发生通信故
障时，O S EK N M能够保证故障节点不影响正常站点之间的通信，同时也能反馈故障站点的信息；低资源占用率：O SEK N M对操作系统和通信网络接口等软件资源要求较低。同时，O SEK N M还支持总线睡眠和唤醒模式，可以有效地减少站点功耗、节约资源‘3|。
通过搭建自动化测试系统，定义测试用例，设定通过标准，采用自动化测试，可以减少测试人员对分析数据，采集数据所消耗的精力与时间；同时自动化测试可以最大范围的减少人为多次测量引入的人为误差；自动化测试系统还可以精确的进行时间触发、采样和记录，有利于提高测试精度、准确度和可靠性。
2自动化测试系统的搭建
V T S ys t em不仅具有能够提供数字电压信号和PW M信号输出的板卡，而且还具有能够对控 收稿日期：2012-1卜16修回日期：2013—04—22
王坤和蔡慧近况第一作者简介：潘俊家(1987一)，硕士．研究向：汽车车载网络．E—m ai l：panj unj i a0404@163．corn
制器的输出信号进行采集的板卡。同时，V T Sys—t em还可以通过TC P／I P协议与上位机的C A—N oe进行数据通信[4]。本自动化测试系统C A N—C as e，V T Syst em，C A N oe软件，被测试B C M
样件，PC机组成。
2．1硬件搭建
测试某汽车零部件厂的车身控制模块(B C M)的网络管理程序。该程序符合O SE K N M网络管理逻辑，其K I。30电和K Ll5电分别连接到V T板卡的7001电源管理板卡的电源输出的1通道和2通道上。通过V T Syst e m可以快速准确地对B C M供电或断电。为自动化测试的C A N oe与被测试样件提供了纽带。B C M的C A N H与C A N I。通过转接线连接到C A N cas e 上，采集B CM的C A N网络数据。上位机采用C A N oe软件进行数据处理与数据分析。硬件连接图见图1。
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图1C A N总线网络管理自动化测试平台硬件搭建
Fi g．1
C A N bus ne t w or k m anage m e nt aut om a t i on
t es t pl at for m ha r dw a r e s t r uc t ur es
2．2软件配置
C A N oe是为C A N总线系统的开发、测试和分析提供的通用环境，可以在总线上观察、分析、和仿真数据。首先使用C A N oe软件搭建虚拟节点测试程序，与真实节点的B C M组成O SE K测试网络。首先通过V e ct or C A N db++软件编写数据库，该数据库中包含B C M节点、仪表(I C U)和发送机节点(EC M)的网络管理报文和应用报文，见表1。网络中的每个节点都有自身的网络地址，当节点按照O SE K网络管理机制建环后，节点会发送包含后续节点地址的网络管理报文，同时前继节点发送的网络管理报文包含本节点的网络管理地址。 表1C A N db数据库
Tab．1C A N db da t a bas e
节点E C U B C M I C Usack
报文名称E C U N M E C M_I B C M-N M陇M_I I C U N M I C U二l
报文I D I D0x4800x1000x4810x39l0x4820x308
网络地址0x00—0x010x02
然后在C A N oe软件中添加库。同时创建虚拟节点EC U和I C U。每个节点虚拟节点添加通过C A PL
B r ow s er编辑器编写网络管理逻辑。C A P L(C A N appl i cat i on pr ogr a m m i ng l a n—guage)是C A N oe工具下的编程语言，C A PI．语言可用于对一个仿真节点的动态行为进行建模。当模拟节点与B C M通信时，可以通过该逻辑控制模拟节点的上线、下线、休眠和唤醒。
最后在C A N oe中配置V T板卡信息，V T7001的O ut l和O ut2最为B C M的输入的K L30电和K L l5电。
3测试方案及结果分析
网络管理测试主要分为4个部分，建环测试，掉环测试，休眠测试和唤醒测试。测试结果的正确性取决于测试程序中各个测试用例编写的正确性和测试通过标准是否全面。
在单个E C U和整体网络系统的开发过程中，都需要不断的创建、维护和执行测试序列。
C A N oe中的X M L测试模块提供了一个能够被用于开发的各个阶段中的，理想的测试序列的提取工具。测试序列是由一系列的测试用例组成的。配置测试用例的方式有2种，参数化现有的测试模式；使用C A PL库中的测试用例。使用T e st A ut om at i on E di t or可以既方便又快速的创建测试用例及测试模块。T A E软件可以清晰地构建测试组中的测试用例，并且可以图形方式生成参数化的测试用例，大大减少了测试人员编写代码的工作量。
中国包装总公司定义网络管理报文长度为8个字节，采用M ot or ol a编码格式，B yt e0中为节点的目标地址信号D A—N M；B yt el中低4位表示节点的报文类型信号M T—N M，0xl表示al i ve报文，0x2表示r i ng报文，O x4表示l i m phom e报文。B yt e l中高4位表示节点的休眠状态，0x0表示未睡眠，0xl 表示Sl eep I ndi cat i on，0x3表示S l eep A c know l-edge。B yt e2一B yt e7填充为O x00。以B C M网络管理报文为例，如果表示已经与I C U节点建环后，B C M发送请求睡眠的网络管理帧如表2。
表2网络管理报文举例
Tab．2E xam pl e of N M
I D B y t e0B yt el B yt e2B yt e3B yt e4B yt e5B yt e6B yt e7 0x48102】2000000000000 3．1建环测试
本项的测试目的是检测被测样件在收到其它
节点网络管理报文后，是否能准确快速地完成O SE K逻辑环建立。首先使用I ni t i al i ze函数，设置模拟节点I C U的环境变量M et er—O nl i ne为1，使模拟节点I C U上线，发送A l i ve报文。然后通过C A N oe软件设置V T7001板卡的K L l5通道，使B C M的I G上电。B C M发送A l i ve报文注册到逻辑环，目标地址指向自己，模拟节点检测到新节点加入，也会发送A l i ve报文。当在线的所有节点都声
明了自己在线后，每个节点开始发送R i ng报文，并且将目标地址指向自己的后续节点，这样就完成了逻辑环的建立。
为了检测逻辑环的建立，采用V al ue val i d函数，检测B C M报文信号M T—N M—B C M一0x02。目标地址D A—N M—B C M一0x02，指向I C U节点。检测I C U报文信号M T—N M—I C U一0x02，目标地址D A—N M—I C U—O xO l，指向B C M节点。需要持续检测10r ai n，保证节点不会掉环。建环测试过程记录见表3。
表3建环测试记录
T a b．3R ecor d of es t a bl i shi ng st abl e r i ng
3．2掉环测试
本项的测试目的是检测已经建好逻辑环后，其中某个节点故障出现无法正常发送报文的情况，剩余节点是否可以重新建立逻辑环。首先设置I C U和EC M的环境变量M et er—O nl i ne、EC M —O nl i ne为1，模拟仪表和发动机节点上线发送a—l i ve报文，此后2个节点迅速建环。然后设置V T 板卡的K L l5通道接通，给B C M的I G上电。此时B C M发送A l i ve报文，其它节点检测到有新节点加入后，重新注册逻辑环，发送A l i ve报文。建环后，每个网络管理节点发送R i ng报文，并且目标地址信号发
送后继节点地址。设置模拟节点I C U的环境变量I C U—O f f l i ne为l，使节点下线停止发送报文。此时B C M检测到后继节点丢失，会发送A l i ve重新注册逻辑环，EC M检测到A—l i ve报文也会重新注册逻辑环。
为了检测剩余节点重新建立逻辑环，采用V al u e val i d函数，检测B C M报文M T—N M—B C M 一0x02，目标地址D A—N M—B C M一0x01，指向E C M节点。检测E C M报文信号M T—N M—E C M 一0x02，目标地址D A—N M—E C M一0x01，指向B C M节点。需要持续检测10分钟，保证节点不会掉环。
3．3休眠测试
O SE K网络节点满足其休眠条件时，其网络管理中的睡眠指示信号会置1，即Sl e ep—N M—B C M一1，该信号表示B C M节点请求休眠，并且进入N M Pr epsl eep状态。网络上其他节点由于一些原因不能进入睡眠状态，则该站点的睡眠指示信号未置位。当网络中其他站点的睡眠指示位都置位后，首先发送Sl eepi nD i cat i on置位的节点会使Sl eepA cknow l edge置位为1，其他节点检测到sl eepac k置位后，立刻停止通信，待T w bs(w ai t bus s l eep)超时后，进入N M B us Sl eep状态。
弥撒音乐
本田crm250设置V T板卡使3个节点构建逻辑环。然后通过V T板卡使B C M的I G of f，此时B C M满足休眠条件，其Sl eepi nD i cat i on位置位，进入N M Pr e pSl e ep状态，等待其它节点休眠。然后通过I ni t i al i z
e函数，设置模拟节点环境变量I C U—R eqSl ee p和E C M—R eqSl e ep为1，使I C U和EC M节点的Sl eepi nD i cat i on置位。B C M收到带有睡眠指示位置位的R i ng报文，B C M的Sl ee p—A cknow l edge位置位，其它节点检测此信号，立刻停止发送报文。同样采用V a l ue val i d函数检测3个节点的报文类型信号、目标地址信号和休眠指示位信号。休眠测试过程见表4。
3．4唤醒测试
当进入N M sl eep状态的节点收到唤醒事件时，该节点会被唤醒发送A l i ve报文，注册逻辑环，此时节点进入N M N or m al状态。
测试此项首先使3个节点都进入N M Sl eep 状态，通过I ni t i al i ze函，将I C U 节点的环境变
量I C U—W akeU p置1，此时I C U节点会发送A—l i ve报文，休眠的节点收到A l i ve报文后，会被唤醒并且发送A l i ve报文，注册逻辑环，这样B C M 就被唤醒了。
在I C U-W akeU p置1后，使用A w ai t V al ue函数，等待500m s检测BC M是否发送A l i ve报文。
使用C A N oe软件和V T Syst em硬件板卡，按照T A E编写的自动化测试脚本，进行自动化测试测试，并且输出完成测试报告，方便测试人员记录和分析结果。以上只是简单列举了一些测试用例，测试工程师可以按照不同的规范要求编制不同的测试用例。操作失误导致的重复测试的问题。
通过使用基于V T的自动化测试平台，不仅在EC U的开发设计阶段，还在产品完成的测试阶段，都可以快速地、有效地验证问题，完善产品。有利于减少测试时间，提高测试效率，减少测试人力和物理投入。通过配置不同的V T板卡，自动化测试平台还可以完成更多功能需求、更复杂的环境要求的测试。
参考文献悠悠通讯
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尾气检测系统中的应用E J2．交通信息与安全，2009
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P A N Junj i al Y an g Zhi hual G O N G Ji nf en92C U I G eng qunl
(1．M echani caI C ol l ege，H ebei U ni ve r si t y of T echnol ogy，T i anj i n300134，C hi na；
2．C h i na A ut om ot i ve T echno l ogy and R es ear ch C ent er，Ti anj i n300339，C hi na)
A bst r ac t：M oder n aut om ot i ve t echnol ogy has been gre a t l y i m pr ove d．A s a r es u l t。
m or e an d m or e e l ec t roni c co nt r o l—l er s a r e us ed i n aut om obi l es．T he i n c re a se of c ont r ol uni t s l e ads t o t he i n c r ea se i n t he num be r of i nt e r a ct i ve i nf or m a t i on．Thus，m or e an d m or e m anuf act ur er s choos e t he C A N bus．C or r es p ondi ngl y，C A N—bus t es t i ng t echno l ogy has al so been cons t ant l y updat ed．T hi s paper e st a bl i s hed a C A N bus ne t w or k aut om ot i ve t e st pl at f or m by usi ng t he C A N oe sof t w ar e，C A N cas e i nt e rf ac e car d。and t he V T s ys t em boa r d．W i t h C A N oe s of t w ar e s i m ul at i ng t es t i ng nod e。T A E s of t w ar e pr o gr a m m i ng aut om at ed t es t sc r i pt s and V T s ys t em boar d，t he O S E K net w or k aut om a t i on t es t f or t he
B od y
C ont r ol M odul e (B C M)i n a c er t a i n f ac t ory w as a chi eve d．It can r edu ce t he t es t t i m e，and i m pr ove t he t es t ef f i ci eneY．
K e y w or ds：C A N—bus；t es t；a ut O m at i on；O S EK N M
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