农业机械控制系统硬件在环测试规范

农业机械控制系统硬件在环测试规范本文件规定了农业机械控制系统硬件在环测试设备的一般性要求、硬件在环测试平台的构建要求，并本文件适用于农业机械控制系统中电子电控单元的硬件在环测下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件线(Recommentedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetwork-Part11：PhyKSAEJ1939-21：2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第21部分：数据链路层(RecommentedpracticeforserialcontrolandcoSAEJ1939-73：2006商用车控制系统局域网CAN通信协议第73部分：应用层诊断(Recommentedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetwork-Part73：Application硬件在环测试hardware-in-the-l一种由微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口2发动机管理系统enginemanagement连续监控并控制发动机运转，根据各路传感器的输入数据测试和计算所需的空气与燃料混合比及发动机点火提前角度，直接控制发动机在各工况下燃料供给量、燃料喷射正时、点火闭合角、发动机怠速运转整车控制单元vehiclecontrolu传动系控制单元transmissioncontrolun现场可编程逻辑门阵列fieldprogrammablegatear4.1.1测试环境4.1.2测试设计与执行能力要求34.2.1HiL测试设备功能要求4.2.2HiL测试设备硬件要求4.2.2.1上位机电脑并具备与下位机进行数据交互、自动化测试序列开4.2.2.2实时仿真机处理器的选取应考虑需要被承载的实时环境模型4.2.2.3通用I/O接口4a)从自动化扩展方面考虑，PC上位机搭载上设号被实时处理器处理完成并回传截止的时间间隔为T1，应至少为被测控制器AI大于等于被测控制器最大输大于被测控制器可配置单端大于等于被测控制器最大需大于被测控制器大于等于被测控制器最大输大于被测控制器大于等于被测控制器最大需少比被测控制器PWM_IN1%~99%大于等于被测控制器最大输出电压，占空少比被测控制器T1%~99%大于等于被测控制器最大需求电压平台，少比被测控制器更新频率不大于等于被测5控制器最大需求电阻范围，少比被测控制器4.2.2.4通讯模拟接口以及相关服务功能可配置，通道数量应满足被测控制器的网络数量；4.2.2.5ECU供电设备电压范围大于被测控制器的最大需求电压，满足被测控制器的最大供电电压测试需求。电流输出范围满足被测控制器的最大工作电流，电源输出纹波小于0.1%，10%~90%电流上升时间小于2ms。当设备发4.2.2.6故障注入可通过上位机进行控制激活时间及选择故障注入类型，可实现的故障类型至少应包括：开路、对电源4.2.2.7特殊信号板卡4.2.2.7.1概述4.2.2.7.2发动机仿真专用板卡：64.2.2.7.3轮速仿真板卡：a)支持传统的磁电式和霍尔式轮速传感器及带串行协议的4.2.2.7.4FPGA仿真板卡：4.2.2.7.5电池单体模拟板卡通过上位机进行控制，可模拟输出短路、输出开路、串联在一起的通道间开路、电池单体反极性测试等故4.2.2.7.6高压仿真板卡4.2.2.7.7绝缘模拟板卡采集的电池包电压最大值，具有过流保护功能，可模拟开路状态及绝缘故障状4.2.2.7.8电流采集板卡4.2.2.7.9分流器模拟板卡器模拟模块采用高精度差分模拟输出来模拟分流器模块两端的输出电压，输出精度≤±04.2.3HiL测试设备工具软件要求4.2.3.1概述HiL系统软件运行于上位机，主要包括试验管理软件、自动化测试软件、模型编辑软件等。4.2.3.2试验管理软件7试验管理软件是基于配置的专业实时测试与仿真软件，无需编程即可创建测试应用，人机交互界面操a)对系统硬件、仿真模型的统一管理和配置；g)故障注入管理功能，可实现对指定管脚的故障注入：包括对电源短路、对地短路、开路、管脚信号4.2.3.3自动化测试软件c)与试验管理软件无缝连接，可自动打开试验4.2.3.4模型环境可视化的图形建模软件，模型环境软件至少支持Windows、Linux等操作系统，模型环境软件与试验管理软件及自动化测试软件可实现无缝连接，可以以生成代4.2.3.5其他软件4.2.3.5.1概述4.2.3.5.2故障注入管理软件8故障注入软件一般包含通用I/O通道的故障注入软件和专用的电池单体故障4.2.3.5.3测试管理软件e)变量数据的统一管理；4.3.1被测控制器硬件要求b)对于MCU应提供主控板对外接口定义及接插件，主控板与内部其他部分（如驱动板、电流采集传感c)对于控制器包含特殊负载模块的，需要提供负载模块，如电磁阀、液压阀4.3.2被测控制器相关的输入文档要求4.3.2.1功能描述文档功能描述文档用来描述被测控制器不同功能的实现方式及控制结果或现象，功能描述文档应具备以下b)统一性：文档内容之间以及与其成套的文档e)可理解性：术语用词基于虚拟或实际的测试开发团队共同约定，若文档依据信息的提供方为非软件9b)每条语句仅使用主动语态及用1个过程动词来明确表达需求，应避免错综复杂的语句描述；或关闭情况及其引发现象。此外，只有一种情况可以不对全范围数据进行描述，即当接口输出值开启(A)”，则默认为当温度小于等于20℃g)推荐该文档提供者使用自然语言模板进行描述，或者为了使该文档的使用程度更高，使用自然语言4.3.2.2接口描述文档接口描述文档需要描述被测对象存在的物理状态及其接口形b)信号类型(模拟量、开关量、PWM等)、收发频率、门限值、准确度设计要求；c)若该通道需要开展硬线信号故障注入测试，应确定接口外接属于通信协议用于仿真和接收被测目标文件总线通信信息，模拟与被测目标文件交互的虚拟节点。所有协辨率）提供通讯矩阵每个信号的意义解释；对于状态4.3.2.3被测控制器测试任务信息测试任务描述应包括测试任务目标来源信息，任务相关的主要利益干系人，任务的直接下发团体及人员，描述任务发起人及主要利益干系人要求开展本次测试的目的、软件用途。在后续设计测试出口准则以4.3.2.4被测控制器测试环境参数范围所要求的覆盖程度（如分支覆盖率、语句覆盖率、功能覆盖率、功能单元的每一项应至少被一个正常的测试用例和一个被认可的异常测异常终止的可能情况（如被测控制器某项功能未开发或被测控制器应用层功能生成c)确定测试的资源需求：包括软件（如试验管理软件、自动化测试软件、模型编辑软件及被测控制器根据上述分析研究结果，制定出详细的测试计划，测试计划包含分解后的测试任务、起始时间、执行b)不单包含计划内测试内容应该达到的质量，还应包含在测试期间测试需求发生变化的部分应该达到c)文档应描述被测对象在开展本次测试前所经历过的测试，内容应包括测试覆盖范围、测试级别、发长、调试环境模拟情况以及调试发现的问题及其更对于不符合要求的输入资料进行及时反馈并跟踪收集情b)测试环境的运行步长应小于被测对象的程序运行最小c)测试环境与被测对象交互部分的仿真程度a)相互间因被控对象存在关联关系；b)输出至某个控制器（该控制器为被测对象以外的虚拟节点）的某个或多个信号与接收的该控制器的硬件在环测试流程包含激励测试、开环测试、闭环测试、自动化测试，其中激励测试、开环测试及闭环测试为必须测试流程，自动化测试可根据测试任务要求以及测试项目与时间的相关性选择是否进行自动激励测试主要针对硬件在环测试设备的通道b)模拟输入类信号：在HiL设备的对外接口端使用信号发生器或电压信号源（精度高于HiL设备的电压d)数字输入类信号：在HiL设备的对外接口端使用信号发生器或电压信号源（精度高于HiL设备的电压e)PWM输出类信号：通过上位机测试工程人机交互界面控制PWM输出通道的频率和占空比，在机交互界面观测PWM输入通道采集到的信号频率和占空比，并录入激励测试表中进行记录，验证b)通过上位机人机交互界面控制程控电源输出电压给控制器供电；c)根据条目化的功能描述文档，梳理该项功能涉及的硬线及总线信号；e)通过标定软件或被测控制器的功能监控软件或总线和硬线变化来监控被测控制器是否达到期望的质闭环测试模型为被测控制器提供了一个虚拟c)在试验管理软件中搭建人机交互界面，通器的功能监控软件或总线和硬线变化来监控被测控制器是否达到期望的质量/性能目标，对于出现5.5.1自动化测试概述基于上述测试过程完成之后，可根据测试任务要须项，自动化测试可以使被测控制器功能测试覆盖更全面、提高测试效率、节约人工和时间成本、加快产5.5.2自动化测试的实施背景当被测控制器的软件在后续开发活动中存在大量的回归测试，以及当被测控制器软件在测试时已较为a)当功能本身存在对操作间隔要求极小时应实施自动化测试。比如在时间间隔500ms以内完成两个信b)功能本身存在对信号操作的时间准确性要求以及操作间隔时间极长时应实施自动化测试。比如在操5.5.3自动化测试脚本5.5.3.1测试环境配置与初始化在测试开始之前需要导入要使用的测试环境以及相应的配置，以确保测试环境与被测对象、需要测试在测试开始执行前以及每个用例被执行之后，应将测试环境恢复至设定的初始状态，避免因初始状态5.5.3.2信号访问路径5.5.3.3测试语言在测试时可以通过关键字驱动或数据驱动的方式实施自动化测试，也可以通过定义一种测试语言的方当采用定义测试语言的方式实施测试时，由所选取测试语言中的元素并根据所设定的语义所组成的语句中应包含对需要读取、写入特定数值信号的时间要求，以及用于写入、校验的特定数值的代数、逻辑或5.5.4自动化测试用例设计5.5.4.1基于需求的测试用例设计要求在设计测试用例的同时对测试用例进行编号，编号规则需与前端功能描述文档或测试分析文档的编号测试用例具体测试内容的格式上应包含前置条件、输入变量及预在评审完成后需及时编写会议纪要进行签批确认，或对于该次会议的评审范围进行当场修改并于一致通过在使用下述测试用例设计要求时，可根据功能本身的分类不同来选取采取何种等级的测试用例设计要基于经验的测试设计不提出具体的基于经验的测试方法以及其具体实践办法,但要求功能测试应有定的a)探索性测试。如基于输入观察输出，并根据输出值决定之后改如何操作，同时可根据经验判断输出c)触发条件类：一般采用MCDC覆盖、判定覆盖测试用例设计方法；h)迭代控制类：一般采用状态转换测试用例设计方法；不同测试点应按照输出有效与无效相互交错的方式进行排序，即有效、无效、有效、无效，相互交替5.5.5测试执行5.5.5.1测试记录b)测试日志：详细记录测试过程的文档，包括待办事项及其完成情况、当天完成的测试范围、发现的测试问题、上报问题的时间、开发人员接收问题的时间、解决问题的时间(若未解决应转接至第2其中异常事件包括：测试时间计划变更、测试用例变更、测试范围变更、测试输入变更、开发/测试约定内容未达成、不可抗拒力(设备无征兆损坏、停电、上级5.5.5.2测试全过程数据信息监测在测试过程中应加入对部分数据的全程监测测试。监控是否有未定义的数据被发送，未定义的数据字5.5.6测试报告d)测试内容：应建立功能描述文档与测试用例的对应追溯，或者其他用以表明测试范围、测试深度的2)应包含测试环境软硬件配置信息，包括测试设备名称、型号5.5.7测试总结2)对于每个测试项，如果存在测试计划、测试日志、测试报告、问题报告，则可作为相关信息的d)测试充分性评价：应根据测试计划中规定的测试充分性准则对测试过程做出评价，确定未作充分测f)活动总结：总结主要的测试活动，总结资源消耗数据，例如:人员的总体配置水平、每个主要测试活发现问题的人员需要将问题录入问题库。问题登记后，提交前可以编辑，补充问题记录的信息。在问问题的状态一般分为Open(打开的)、Fixed(已修复的)、Reiected(被驳回的)Verified(验证通过的)、Closed(关闭的)、Reopen(再次打开)、Def确认问题后进行记录，并将问题的状态设为“Open”。开发人员处理问题的过程中，状态设置保持b)Fixed(已修复的)：当开发人员进行处理并认为已经解决问题之后，将问题的状态设置为“Fixed”并将其提交给开发组的负责人，由开发组的负责人将问题反馈给c)Verified(验证通过的)：测试人员得到已修复的问题和当问题被提出之后，测试人员需要将其提交给开发人员。开发人员需确认问题有效性并对已确认的问当开发人员发现符合正常功能描述，或者经过与开发人员的讨论之后认定问题无效，开发组负责人将测试问题的分配规则为问题由测试人员传递至开发人员后，定位该问题的责任人。测试问题传递至开发人员后，开发人员需要对问题进行修改并定位问题的解决方法。开发人员需要定成新的软件版本，并把问题状态改为“Fixed”并传递回测试问题经开发人员修改后提交至测试人员，测试人员需要按照一定的规则对修改过的问题进行验证b）对于状态为“Rejected”即开发人员驳回的问题。若测试人员对开发人员的回复不存在异议，可以直3)对于被开发人员拒绝的问题，需要进行问题评审，评审为问题则需要修改问题状态为“Reopen”6.5.1问题评审总体要求6.5.2问题评审人员要求针对“Reiected”状态且测试人员和开发人员存在异议的问题，可以对测试问题提出评审。评审人员通常由测试负责人、开发负责人、项目经理以及熟悉产品和行业，能够评价项目进展问题并提出解决办法的专6.5.3问题评审流程要求b)确定评审时间后，提前将需评审的问题进行整理并发送给相关评审人员；6.5.4问题评审结论要求a)评审人员需要对“Reiected”状态的问题进行判断。若确定为非问题需将问题状态改头“Closed”，并标注说明确认为非问题的原因。若确认为问题，将问题状态改为“Reopen”并指派给相应的开发人员b)评审人员判定为Deferred”的c)评审人员在问题“Deferred”即延期修改后，需要约定时间将问题重新打开，并将问题状态更改为“Reopen”，并指派给相应的开发人员进行修改。测试问题处理过程中未能及时关闭的问题需要进行跟踪管控，按照评审决议及时进行相应的处理避免c)功能问题严重级别分布：可根据问题的严重级别以堆积图的形式表示出各模块的问题分布情况，并A.1测试问题库模板息问题责任人提报人测试问题报告标识符：为测试问题报告规定唯一的问题描述：给出测试项的编号、问题编号、输入描述及相关操作、预期结果、实际结果、测试问题分析、修改意见、日期和时间、问题状态、解决方案等。以下为必选记1发动机万有特性试验数据发动机万有特性试验数据需要将标定软件和录万有数据2发动机摩擦功试验数据发动机摩擦功试验数据3发动机结构参数发动机结构参数4EMS控制参数ECU控制参数5供油系统数据供油系统数据6增压器数据增压器数据7进排气系统数据进排气系统数据8排气后处理数据排气后处理数据9冷却系统数据冷却系统数据废气浓度废气浓度车辆基本参数车辆基本参数EMS电气原理图、管脚定义、信号说明控制器电气原理图和各管脚信号的类型、说明系统结构简图发动机、整车系统组成系统网络拓扑图各控制器的网络拓扑ECU传感器、执行器特性文件各传感器、执行器的特性描述，如电气特性与物理特性关系曲轴凸轮轴相位关系图描述发动机曲轴、凸轮轴齿盘信号及相位关系的文件CAN数据库DBC文件和通讯规范文件dbc文件及说明喷油器、高压泵电磁阀、节气门等真实部件及接插件、线束真实部件及接口线束EMS控制器、接插件及线束真实控制器及接口线束20其他需要集成的真实负载21标定/诊断工具硬件、工程文件、变量参数说明标定工具硬件（如INCAA2L\HEX\ODX等文件，控制器内部变量说明22EMS需要注入故障的管脚和故障类型控制器哪些管脚需要进行故障注入，以及故障注入的形式，如开路、对地短路23EMS功能描述文件及整车上下电逻辑描述文件功能说明表B.2VCU信息收集模板VCU信息需求汇总1电机特性参数包含电机总体参数及转速扭矩表等2电池特性参数包含电池基本参数、冷却系统参数、充放电特性曲线等3变速箱特性参数包含变速箱结构参数、换档逻辑表、选换档结构简图等4车辆总体结构参数包含车辆的基本信息如：整车质量、轮胎半径、主减速器传动比、车辆迎风面积、滚动阻力系数等5动力系统结构简图整车结构图6整车网络拓扑图整车网络关系图7传感器/执行器特性文件特性文件8VCU电气原理图、管脚定义、信号说明控制器电气原理图和各管脚信号的类型、说明9CAN数据库DBC文件和通讯规范文件dbc文件及说明VCU控制器、接插件及线束真实控制器及接口线束其他需要集成的真实负载标定/诊断工具硬件、工程文件、变量参数说明标定工具硬件（如INCAA2L\HEX\ODX等文件，控制器内部变量说明VCU需要注入故障的管脚和故障类型控制器哪些管脚需要进行故障注入，以及故障注入的形式，如开路、对地短路VCU功能描述文件及整车上下电逻辑描述文件功能说明表B.3BMS信息收集模板1电机特性参数包含电机总体参数及转速扭矩表等2电池特性参数包含电池基本参数、冷却系统参数、充放电特性曲线等3变速箱特性参数包含变速箱结构参数、换档逻辑表、选换档结构简图等4车辆总体结构参数轮胎半径、主减速器传动比、车辆迎风面积、滚动阻力系数等5动力系统结构简图整车结构图6整车网络拓扑图整车网络关系图7传感器/执行器特性文件特性文件8BMS电气原理图、管脚定义、信号说明控制器电气原理图和各管脚信号的类型、说明9CAN数据库DBC文件和通讯规范文件dbc文件及说明BMS控制器、接插件及线束真实控制器及接口线束其他需要集成的真实负载如高压继电器标定/诊断工具硬件、工程文件、变量参数说明标定工具硬件（如INCAA2L\HEX\ODX等文件，控制器内部变量说明BMS需要注入故障的管脚和故障类型控制器哪些管脚需要进行故障注入，以及故障注入的形式，如开路、对地短路BMS功能描述文件及整车上下电逻辑描述文件必须包含高压回路原理图及高压上下电流程、充电流程等表B.4MCU信息收集模板1电机特性参数包含电机总体参数及转速扭矩表等2电池特性参数包含电池基本参数、冷却系统参数、充放电特性曲线等3变速箱特性参数包含变速箱结构参数、换档逻辑表、选换档结构简图等4车辆总体结构参数包含车辆的基本信息如：整车质量、轮胎半径、主减速器传动比、车辆迎风面积、滚动阻力系数等5动力系统结构简图整车结构图6整车网络拓扑图整车网络关系图7传感器/执行器特性文件特性文件8MCU电气原理图、管脚定义、信号说明控制器电气原理图和各管脚信号的类型、说明9CAN数据库DBC文件和通讯规范文件dbc文件及说明MCU控制器、接插件及线束真实控制器及接口线束其他需要集成的真实负载标定/诊断工具硬件、工程文件、变量参数说明标定工具硬件（如INCAA2L\HEX\ODX等文件，控制器内部变量说明MCU需要注入故障的管脚和故障类型控制器哪些管脚需要进行故式，如开路、对地短路MCU功能描述文件及整车上下电逻辑描述文件功能说明1变速箱机构参数输入输出轴转动惯量及各挡速比等参数2换挡电磁阀逻辑表3变速箱机械结构简图4液压执行机构简图5车辆基本参数6TCU电气原理图和管脚定义7传感器/执行器特性文件特性文件8TCU电气原理图、管脚定义、信号说明控制器电气原理图和各管脚信号的类型、说明9CAN数据库DBC文件和通讯规范文件dbc文件及说明TCU控制器、接插件及线束真实控制器及接口线束其他需要集成的真实负载电磁阀总成、接插件及线束标定/诊断工具硬件、工程文件、变量参数说明标定工具硬件（如INCAA2L\HEX\ODX等文件，控制器内部变量说明TCU需要注入故障的管脚和故障类型控制器哪些管脚需要进行故式，如开路、对地短路TCU功能描述文件及整车上下电逻辑描述文件功能说明processes