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整車下線流程(EOL)測試解決方案介紹

引言


近年以來,隨著整車功能複雜程度的提升,整車下線流程(EOL,End of Line)也變得越來越複雜,除了傳統的動力、車身部分的下線流程擴充外,更有智慧駕駛,網路安全相關的新流程加入。而下線流程作為整車生產環節末端的一部分,一旦出現問題,則會對生產效率產生較大影響,甚至導致生產停滯。因此,在車型研發過程中,越來越需要在量產之前基於單部件和實車環境測試驗證整車下線流程相關需求,確保產線裝車過程中下線流程的功能穩定性。本文將結合北匯信息為多個OEM提供研發階段下線流程測試的經驗,為整車下線流程的測試提供一種可靠的解決方案。


背景知識


傳統的下線流程主要涉及動力和車身兩大部分內容,一般是車輛完成裝配後,離開生產線以前進行的一系列準備工作,比如制動油液的加註、動力系統自檢、門窗天窗的自學習等。近年來智慧駕駛和網路安全相關功能在車內得以應用,與之相關的部分流程,例如雷達標定、安全資訊寫入/校驗等也被加入了下線流程。得益於目前車內匯流排式的通訊方式,目前大部分的下線流程,均可通過上位機下發診斷指令來完成,也即通過ISO-14229中定義的2F服務(輸入輸出控制)和31服務(例程控制)來控制對應控制器執行相關步驟。


因為下線流程涉及到產線生產,所以一旦出現嚴重問題往往意味著產線停止,嚴重影響生產效率。一些涉及到資訊保安相關的功能,例如控制器之間的認證流程,一旦出現問題,車輛將無法啟動;而涉及到動力和底盤的功能出現問題,也常常導致產線暫停。因此,在一款車型投產之前,對下線相關流程進行測試是很有必要的,尤其面對當今越來越複雜的下線流程,及早測試並發現問題往往意味著生產效率的大幅度提升。


就下線流程的測試而言,我們可以將其分為兩部分:通過模擬上位機的指令來觀察下線流程中的診斷資料流是否正確;傳送相應指令後觀察各執行器的動作是否正常。這其中,資料流的測試可以通過部件級測試執行,也可以通過實車級測試執行;而後者因為涉及到相關執行器,一般在實車級測試中執行較為方便。


實現難點


下線流程相較於傳統的診斷協議和診斷功能,更注重與控制器功能上的互動;而與功能測試相比,為了提升效率,部分流程可能會通過診斷儀或者產線裝置來自動化執行。因此下線流程測試綜合了傳統診斷測試與功能測試,對測試上位機有更高的要求,我們在分析多個OEM的下線流程後,總結了如下常見的實現難點,並針對這些難點開發了對應的解決方案。

  • 多控制器相容性:由於下線流程往往涉及多個控制器,因此需下線裝置可同時相容對多個不同功能控制器的測試
  • 下線流程靈活調配:開發階段的下線流程往往尚處於除錯過程中,可能會隨需求及實際專案進度發生改變,這就要求測試裝置可以靈活的增減下線流程,便於開發階段的除錯
  • 多控制器並行診斷
    :隨著目前車內網路頻寬的提升,越來越多的網路架構支援並行診斷或控制器並行升級,下線流程也往往使用並行診斷的方式,這就要求下線流程測試裝置也可以做到對診斷請求的並行診斷

方案簡介


針對上文列及的測試難點,北匯信息結合專案實際開發了一套可行測試方案,並在OEM的下線流程測試中進行了實踐,獲得了較好的效果。下面我們將對該解決方案做簡要介紹。


該測試方案的核心為基於Vector公司CANoe軟體開發的一套下線流程測試工程。如下圖所示,工程主要由診斷底層模組,並行處理模組,下線流程模組及環境配置模組組成,並與其相關的外圍裝置,資料庫等進行互動,模擬下線裝置的響應指令,從而實現對下線流程的測試。接下來我們將對各個組成模組進行簡單介紹:

診斷底層模組:北匯信息基於CANoe開發環境實現的診斷應用層、TP層,目前已經涵蓋了常見的CAN/CANFD/LIN/FlexRay/Ethernet等主流匯流排協議,並在此基礎上實現了診斷應用層協議ISO-14229,可以通過配置適應不同匯流排的診斷資料傳送需求。


並行處理模組:提供對多控制器的診斷請求並行傳送處理,並可以針對各個控制器單獨計算響應時間,判斷響應資料。因為模組對於每個診斷地址單獨開闢處理通道,因此可以方便的新增或減少支援同時傳送的診斷地址數目,具有配置靈活的特點。


下線流程模組:包含了EOL所需要的流程,並可以通過方便地進行新增刪減或排列組合。此外下線流程模組還可與資料庫進行互動,從而獲取各個控制器在EOL流程中需要用到的必要資訊,或者重新整理資料等。


環境配置模組:在專案開發的整個週期內,往往測試環境並不相同,以EOL測試為例,在專案前期,由於系統各組成部分尚處於早期開發階段,測試環境往往為零部件級測試或者HiL臺架;而到了測試後期,更多對於整個系統的測試會集中到實車環境。環境配置模組中包含了裝置對外圍裝置控制的指令集,可以隨著開發週期及測試環境的改變而適配不同的測試裝置。


從對各個模組的簡介中,我們不難發現,該解決方案對上文提到的測試難點給出了一系列解決方案。通過該測試工程,使用者可以通過資料庫方便地管理整個測試流程,在專案開發過程中及時進行流程上的調整;在完善好資料庫後,工程使用時也可以通過勾選配置待測試ECU;此外,可配置的並行處理模組可以方便的調整並行診斷請求傳送數目,並且可以通過配置診斷底層來適應多種匯流排型別;最後,隨著專案推進,測試工程還可以方便地配置測試環境。


方案實踐


為了使讀者對解決方案有一個更直觀的瞭解,將以我們已經開發的EOL測試工程為例,為讀者介紹該方案在實際場景中的應用。


該測試工程基於乙太網DoIP的底層開發,對整車內所有控制器進行下線流程測試。如下圖所示,測試工程執行後,會根據資料庫中內容,將車內支援的全部控制器顯示出來,以供測試人員選取測試控制器。當勾選測試控制器後,測試工程將按照預定流程向整車閘道器傳送相應診斷資料,以模擬實際整車下線流程。

在測試過程中,工程使用並行診斷的方式,同時對多個控制器更新應用程式,且在資料庫中,可以方便的配置下線流程。當測試完成後,測試模組會輸出測試資料及測試報告,以供測試人員分析。

小結


整車功能的急劇擴充,預埋軟硬體成為趨勢,也將測試環節的重要性一再凸顯,可以預見,不久的將來整車下線流程將變得越來越複雜,更多的功能需在下線流程環節實現配置,這對於整車下線流程的測試提出了更高的要求。


北匯信息長期深耕於汽車電子電器測試,為整車電子電器測試提供部件級,系統級,實車級一站式解決方案。同時,我們也更注重從需求設計出發,針對整車應用場景完善測試開發,形成閉環,以期為客戶提供更高質量和更具前瞻性的測試方案。

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