農(nóng)業(yè)機械控制系統(tǒng)硬件在環(huán)測試規(guī)范

農(nóng)業(yè)機械控制系統(tǒng)硬件在環(huán)測試規(guī)范本文件規(guī)定了農(nóng)業(yè)機械控制系統(tǒng)硬件在環(huán)測試設備的一般性要求、硬件在環(huán)測試平臺的構建要求，并本文件適用于農(nóng)業(yè)機械控制系統(tǒng)中電子電控單元的硬件在環(huán)測下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件線(Recommentedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetwork-Part11：PhyKSAEJ1939-21：2006商用車控制系統(tǒng)局域網(wǎng)CAN通信協(xié)議第21部分：數(shù)據(jù)鏈路層(RecommentedpracticeforserialcontrolandcoSAEJ1939-73：2006商用車控制系統(tǒng)局域網(wǎng)CAN通信協(xié)議第73部分：應用層診斷(Recommentedpracticeforserialcontrolandcommunicationvehiclenetwork-Part73：Application硬件在環(huán)測試hardware-in-the-l一種由微處理器(CPU)、存儲器(ROM、RAM)、輸入/輸出接口2發(fā)動機管理系統(tǒng)enginemanagement連續(xù)監(jiān)控并控制發(fā)動機運轉，根據(jù)各路傳感器的輸入數(shù)據(jù)測試和計算所需的空氣與燃料混合比及發(fā)動機點火提前角度，直接控制發(fā)動機在各工況下燃料供給量、燃料噴射正時、點火閉合角、發(fā)動機怠速運轉整車控制單元vehiclecontrolu傳動系控制單元transmissioncontrolun現(xiàn)場可編程邏輯門陣列fieldprogrammablegatear4.1.1測試環(huán)境4.1.2測試設計與執(zhí)行能力要求34.2.1HiL測試設備功能要求4.2.2HiL測試設備硬件要求4.2.2.1上位機電腦并具備與下位機進行數(shù)據(jù)交互、自動化測試序列開4.2.2.2實時仿真機處理器的選取應考慮需要被承載的實時環(huán)境模型4.2.2.3通用I/O接口4a)從自動化擴展方面考慮，PC上位機搭載上設號被實時處理器處理完成并回傳截止的時間間隔為T1，應至少為被測控制器AI大于等于被測控制器最大輸大于被測控制器可配置單端大于等于被測控制器最大需大于被測控制器大于等于被測控制器最大輸大于被測控制器大于等于被測控制器最大需少比被測控制器PWM_IN1%~99%大于等于被測控制器最大輸出電壓，占空少比被測控制器T1%~99%大于等于被測控制器最大需求電壓平臺，少比被測控制器更新頻率不大于等于被測5控制器最大需求電阻范圍，少比被測控制器4.2.2.4通訊模擬接口以及相關服務功能可配置，通道數(shù)量應滿足被測控制器的網(wǎng)絡數(shù)量；4.2.2.5ECU供電設備電壓范圍大于被測控制器的最大需求電壓，滿足被測控制器的最大供電電壓測試需求。電流輸出范圍滿足被測控制器的最大工作電流，電源輸出紋波小于0.1%，10%~90%電流上升時間小于2ms。當設備發(fā)4.2.2.6故障注入可通過上位機進行控制激活時間及選擇故障注入類型，可實現(xiàn)的故障類型至少應包括：開路、對電源4.2.2.7特殊信號板卡4.2.2.7.1概述4.2.2.7.2發(fā)動機仿真專用板卡：64.2.2.7.3輪速仿真板卡：a)支持傳統(tǒng)的磁電式和霍爾式輪速傳感器及帶串行協(xié)議的4.2.2.7.4FPGA仿真板卡：4.2.2.7.5電池單體模擬板卡通過上位機進行控制，可模擬輸出短路、輸出開路、串聯(lián)在一起的通道間開路、電池單體反極性測試等故4.2.2.7.6高壓仿真板卡4.2.2.7.7絕緣模擬板卡采集的電池包電壓最大值，具有過流保護功能，可模擬開路狀態(tài)及絕緣故障狀4.2.2.7.8電流采集板卡4.2.2.7.9分流器模擬板卡器模擬模塊采用高精度差分模擬輸出來模擬分流器模塊兩端的輸出電壓，輸出精度≤±04.2.3HiL測試設備工具軟件要求4.2.3.1概述HiL系統(tǒng)軟件運行于上位機，主要包括試驗管理軟件、自動化測試軟件、模型編輯軟件等。4.2.3.2試驗管理軟件7試驗管理軟件是基于配置的專業(yè)實時測試與仿真軟件，無需編程即可創(chuàng)建測試應用，人機交互界面操a)對系統(tǒng)硬件、仿真模型的統(tǒng)一管理和配置；g)故障注入管理功能，可實現(xiàn)對指定管腳的故障注入：包括對電源短路、對地短路、開路、管腳信號4.2.3.3自動化測試軟件c)與試驗管理軟件無縫連接，可自動打開試驗4.2.3.4模型環(huán)境可視化的圖形建模軟件，模型環(huán)境軟件至少支持Windows、Linux等操作系統(tǒng)，模型環(huán)境軟件與試驗管理軟件及自動化測試軟件可實現(xiàn)無縫連接，可以以生成代4.2.3.5其他軟件4.2.3.5.1概述4.2.3.5.2故障注入管理軟件8故障注入軟件一般包含通用I/O通道的故障注入軟件和專用的電池單體故障4.2.3.5.3測試管理軟件e)變量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理；4.3.1被測控制器硬件要求b)對于MCU應提供主控板對外接口定義及接插件，主控板與內(nèi)部其他部分（如驅動板、電流采集傳感c)對于控制器包含特殊負載模塊的，需要提供負載模塊，如電磁閥、液壓閥4.3.2被測控制器相關的輸入文檔要求4.3.2.1功能描述文檔功能描述文檔用來描述被測控制器不同功能的實現(xiàn)方式及控制結果或現(xiàn)象，功能描述文檔應具備以下b)統(tǒng)一性：文檔內(nèi)容之間以及與其成套的文檔e)可理解性：術語用詞基于虛擬或實際的測試開發(fā)團隊共同約定，若文檔依據(jù)信息的提供方為非軟件9b)每條語句僅使用主動語態(tài)及用1個過程動詞來明確表達需求，應避免錯綜復雜的語句描述；或關閉情況及其引發(fā)現(xiàn)象。此外，只有一種情況可以不對全范圍數(shù)據(jù)進行描述，即當接口輸出值開啟(A)”，則默認為當溫度小于等于20℃g)推薦該文檔提供者使用自然語言模板進行描述，或者為了使該文檔的使用程度更高，使用自然語言4.3.2.2接口描述文檔接口描述文檔需要描述被測對象存在的物理狀態(tài)及其接口形b)信號類型(模擬量、開關量、PWM等)、收發(fā)頻率、門限值、準確度設計要求；c)若該通道需要開展硬線信號故障注入測試，應確定接口外接屬于通信協(xié)議用于仿真和接收被測目標文件總線通信信息，模擬與被測目標文件交互的虛擬節(jié)點。所有協(xié)辨率）提供通訊矩陣每個信號的意義解釋；對于狀態(tài)4.3.2.3被測控制器測試任務信息測試任務描述應包括測試任務目標來源信息，任務相關的主要利益干系人，任務的直接下發(fā)團體及人員，描述任務發(fā)起人及主要利益干系人要求開展本次測試的目的、軟件用途。在后續(xù)設計測試出口準則以4.3.2.4被測控制器測試環(huán)境參數(shù)范圍所要求的覆蓋程度（如分支覆蓋率、語句覆蓋率、功能覆蓋率、功能單元的每一項應至少被一個正常的測試用例和一個被認可的異常測異常終止的可能情況（如被測控制器某項功能未開發(fā)或被測控制器應用層功能生成c)確定測試的資源需求：包括軟件（如試驗管理軟件、自動化測試軟件、模型編輯軟件及被測控制器根據(jù)上述分析研究結果，制定出詳細的測試計劃，測試計劃包含分解后的測試任務、起始時間、執(zhí)行b)不單包含計劃內(nèi)測試內(nèi)容應該達到的質量，還應包含在測試期間測試需求發(fā)生變化的部分應該達到c)文檔應描述被測對象在開展本次測試前所經(jīng)歷過的測試，內(nèi)容應包括測試覆蓋范圍、測試級別、發(fā)長、調(diào)試環(huán)境模擬情況以及調(diào)試發(fā)現(xiàn)的問題及其更對于不符合要求的輸入資料進行及時反饋并跟蹤收集情b)測試環(huán)境的運行步長應小于被測對象的程序運行最小c)測試環(huán)境與被測對象交互部分的仿真程度a)相互間因被控對象存在關聯(lián)關系；b)輸出至某個控制器（該控制器為被測對象以外的虛擬節(jié)點）的某個或多個信號與接收的該控制器的硬件在環(huán)測試流程包含激勵測試、開環(huán)測試、閉環(huán)測試、自動化測試，其中激勵測試、開環(huán)測試及閉環(huán)測試為必須測試流程，自動化測試可根據(jù)測試任務要求以及測試項目與時間的相關性選擇是否進行自動激勵測試主要針對硬件在環(huán)測試設備的通道b)模擬輸入類信號：在HiL設備的對外接口端使用信號發(fā)生器或電壓信號源（精度高于HiL設備的電壓d)數(shù)字輸入類信號：在HiL設備的對外接口端使用信號發(fā)生器或電壓信號源（精度高于HiL設備的電壓e)PWM輸出類信號：通過上位機測試工程人機交互界面控制PWM輸出通道的頻率和占空比，在機交互界面觀測PWM輸入通道采集到的信號頻率和占空比，并錄入激勵測試表中進行記錄，驗證b)通過上位機人機交互界面控制程控電源輸出電壓給控制器供電；c)根據(jù)條目化的功能描述文檔，梳理該項功能涉及的硬線及總線信號；e)通過標定軟件或被測控制器的功能監(jiān)控軟件或總線和硬線變化來監(jiān)控被測控制器是否達到期望的質閉環(huán)測試模型為被測控制器提供了一個虛擬c)在試驗管理軟件中搭建人機交互界面，通器的功能監(jiān)控軟件或總線和硬線變化來監(jiān)控被測控制器是否達到期望的質量/性能目標，對于出現(xiàn)5.5.1自動化測試概述基于上述測試過程完成之后，可根據(jù)測試任務要須項，自動化測試可以使被測控制器功能測試覆蓋更全面、提高測試效率、節(jié)約人工和時間成本、加快產(chǎn)5.5.2自動化測試的實施背景當被測控制器的軟件在后續(xù)開發(fā)活動中存在大量的回歸測試，以及當被測控制器軟件在測試時已較為a)當功能本身存在對操作間隔要求極小時應實施自動化測試。比如在時間間隔500ms以內(nèi)完成兩個信b)功能本身存在對信號操作的時間準確性要求以及操作間隔時間極長時應實施自動化測試。比如在操5.5.3自動化測試腳本5.5.3.1測試環(huán)境配置與初始化在測試開始之前需要導入要使用的測試環(huán)境以及相應的配置，以確保測試環(huán)境與被測對象、需要測試在測試開始執(zhí)行前以及每個用例被執(zhí)行之后，應將測試環(huán)境恢復至設定的初始狀態(tài)，避免因初始狀態(tài)5.5.3.2信號訪問路徑5.5.3.3測試語言在測試時可以通過關鍵字驅動或數(shù)據(jù)驅動的方式實施自動化測試，也可以通過定義一種測試語言的方當采用定義測試語言的方式實施測試時，由所選取測試語言中的元素并根據(jù)所設定的語義所組成的語句中應包含對需要讀取、寫入特定數(shù)值信號的時間要求，以及用于寫入、校驗的特定數(shù)值的代數(shù)、邏輯或5.5.4自動化測試用例設計5.5.4.1基于需求的測試用例設計要求在設計測試用例的同時對測試用例進行編號，編號規(guī)則需與前端功能描述文檔或測試分析文檔的編號測試用例具體測試內(nèi)容的格式上應包含前置條件、輸入變量及預在評審完成后需及時編寫會議紀要進行簽批確認，或對于該次會議的評審范圍進行當場修改并于一致通過在使用下述測試用例設計要求時，可根據(jù)功能本身的分類不同來選取采取何種等級的測試用例設計要基于經(jīng)驗的測試設計不提出具體的基于經(jīng)驗的測試方法以及其具體實踐辦法,但要求功能測試應有定的a)探索性測試。如基于輸入觀察輸出，并根據(jù)輸出值決定之后改如何操作，同時可根據(jù)經(jīng)驗判斷輸出c)觸發(fā)條件類：一般采用MCDC覆蓋、判定覆蓋測試用例設計方法；h)迭代控制類：一般采用狀態(tài)轉換測試用例設計方法；不同測試點應按照輸出有效與無效相互交錯的方式進行排序，即有效、無效、有效、無效，相互交替5.5.5測試執(zhí)行5.5.5.1測試記錄b)測試日志：詳細記錄測試過程的文檔，包括待辦事項及其完成情況、當天完成的測試范圍、發(fā)現(xiàn)的測試問題、上報問題的時間、開發(fā)人員接收問題的時間、解決問題的時間(若未解決應轉接至第2其中異常事件包括：測試時間計劃變更、測試用例變更、測試范圍變更、測試輸入變更、開發(fā)/測試約定內(nèi)容未達成、不可抗拒力(設備無征兆損壞、停電、上級5.5.5.2測試全過程數(shù)據(jù)信息監(jiān)測在測試過程中應加入對部分數(shù)據(jù)的全程監(jiān)測測試。監(jiān)控是否有未定義的數(shù)據(jù)被發(fā)送，未定義的數(shù)據(jù)字5.5.6測試報告d)測試內(nèi)容：應建立功能描述文檔與測試用例的對應追溯，或者其他用以表明測試范圍、測試深度的2)應包含測試環(huán)境軟硬件配置信息，包括測試設備名稱、型號5.5.7測試總結2)對于每個測試項，如果存在測試計劃、測試日志、測試報告、問題報告，則可作為相關信息的d)測試充分性評價：應根據(jù)測試計劃中規(guī)定的測試充分性準則對測試過程做出評價，確定未作充分測f)活動總結：總結主要的測試活動，總結資源消耗數(shù)據(jù)，例如:人員的總體配置水平、每個主要測試活發(fā)現(xiàn)問題的人員需要將問題錄入問題庫。問題登記后，提交前可以編輯，補充問題記錄的信息。在問問題的狀態(tài)一般分為Open(打開的)、Fixed(已修復的)、Reiected(被駁回的)Verified(驗證通過的)、Closed(關閉的)、Reopen(再次打開)、Def確認問題后進行記錄，并將問題的狀態(tài)設為“Open”。開發(fā)人員處理問題的過程中，狀態(tài)設置保持b)Fixed(已修復的)：當開發(fā)人員進行處理并認為已經(jīng)解決問題之后，將問題的狀態(tài)設置為“Fixed”并將其提交給開發(fā)組的負責人，由開發(fā)組的負責人將問題反饋給c)Verified(驗證通過的)：測試人員得到已修復的問題和當問題被提出之后，測試人員需要將其提交給開發(fā)人員。開發(fā)人員需確認問題有效性并對已確認的問當開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)符合正常功能描述，或者經(jīng)過與開發(fā)人員的討論之后認定問題無效，開發(fā)組負責人將測試問題的分配規(guī)則為問題由測試人員傳遞至開發(fā)人員后，定位該問題的責任人。測試問題傳遞至開發(fā)人員后，開發(fā)人員需要對問題進行修改并定位問題的解決方法。開發(fā)人員需要定成新的軟件版本，并把問題狀態(tài)改為“Fixed”并傳遞回測試問題經(jīng)開發(fā)人員修改后提交至測試人員，測試人員需要按照一定的規(guī)則對修改過的問題進行驗證b）對于狀態(tài)為“Rejected”即開發(fā)人員駁回的問題。若測試人員對開發(fā)人員的回復不存在異議，可以直3)對于被開發(fā)人員拒絕的問題，需要進行問題評審，評審為問題則需要修改問題狀態(tài)為“Reopen”6.5.1問題評審總體要求6.5.2問題評審人員要求針對“Reiected”狀態(tài)且測試人員和開發(fā)人員存在異議的問題，可以對測試問題提出評審。評審人員通常由測試負責人、開發(fā)負責人、項目經(jīng)理以及熟悉產(chǎn)品和行業(yè)，能夠評價項目進展問題并提出解決辦法的專6.5.3問題評審流程要求b)確定評審時間后，提前將需評審的問題進行整理并發(fā)送給相關評審人員；6.5.4問題評審結論要求a)評審人員需要對“Reiected”狀態(tài)的問題進行判斷。若確定為非問題需將問題狀態(tài)改頭“Closed”，并標注說明確認為非問題的原因。若確認為問題，將問題狀態(tài)改為“Reopen”并指派給相應的開發(fā)人員b)評審人員判定為Deferred”的c)評審人員在問題“Deferred”即延期修改后，需要約定時間將問題重新打開，并將問題狀態(tài)更改為“Reopen”，并指派給相應的開發(fā)人員進行修改。測試問題處理過程中未能及時關閉的問題需要進行跟蹤管控，按照評審決議及時進行相應的處理避免c)功能問題嚴重級別分布：可根據(jù)問題的嚴重級別以堆積圖的形式表示出各模塊的問題分布情況，并A.1測試問題庫模板息問題責任人提報人測試問題報告標識符：為測試問題報告規(guī)定唯一的問題描述：給出測試項的編號、問題編號、輸入描述及相關操作、預期結果、實際結果、測試問題分析、修改意見、日期和時間、問題狀態(tài)、解決方案等。以下為必選記1發(fā)動機萬有特性試驗數(shù)據(jù)發(fā)動機萬有特性試驗數(shù)據(jù)需要將標定軟件和錄萬有數(shù)據(jù)2發(fā)動機摩擦功試驗數(shù)據(jù)發(fā)動機摩擦功試驗數(shù)據(jù)3發(fā)動機結構參數(shù)發(fā)動機結構參數(shù)4EMS控制參數(shù)ECU控制參數(shù)5供油系統(tǒng)數(shù)據(jù)供油系統(tǒng)數(shù)據(jù)6增壓器數(shù)據(jù)增壓器數(shù)據(jù)7進排氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)進排氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)8排氣后處理數(shù)據(jù)排氣后處理數(shù)據(jù)9冷卻系統(tǒng)數(shù)據(jù)冷卻系統(tǒng)數(shù)據(jù)廢氣濃度廢氣濃度車輛基本參數(shù)車輛基本參數(shù)EMS電氣原理圖、管腳定義、信號說明控制器電氣原理圖和各管腳信號的類型、說明系統(tǒng)結構簡圖發(fā)動機、整車系統(tǒng)組成系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖各控制器的網(wǎng)絡拓撲ECU傳感器、執(zhí)行器特性文件各傳感器、執(zhí)行器的特性描述，如電氣特性與物理特性關系曲軸凸輪軸相位關系圖描述發(fā)動機曲軸、凸輪軸齒盤信號及相位關系的文件CAN數(shù)據(jù)庫DBC文件和通訊規(guī)范文件dbc文件及說明噴油器、高壓泵電磁閥、節(jié)氣門等真實部件及接插件、線束真實部件及接口線束EMS控制器、接插件及線束真實控制器及接口線束20其他需要集成的真實負載21標定/診斷工具硬件、工程文件、變量參數(shù)說明標定工具硬件（如INCAA2L\HEX\ODX等文件，控制器內(nèi)部變量說明22EMS需要注入故障的管腳和故障類型控制器哪些管腳需要進行故障注入，以及故障注入的形式，如開路、對地短路23EMS功能描述文件及整車上下電邏輯描述文件功能說明表B.2VCU信息收集模板VCU信息需求匯總1電機特性參數(shù)包含電機總體參數(shù)及轉速扭矩表等2電池特性參數(shù)包含電池基本參數(shù)、冷卻系統(tǒng)參數(shù)、充放電特性曲線等3變速箱特性參數(shù)包含變速箱結構參數(shù)、換檔邏輯表、選換檔結構簡圖等4車輛總體結構參數(shù)包含車輛的基本信息如：整車質量、輪胎半徑、主減速器傳動比、車輛迎風面積、滾動阻力系數(shù)等5動力系統(tǒng)結構簡圖整車結構圖6整車網(wǎng)絡拓撲圖整車網(wǎng)絡關系圖7傳感器/執(zhí)行器特性文件特性文件8VCU電氣原理圖、管腳定義、信號說明控制器電氣原理圖和各管腳信號的類型、說明9CAN數(shù)據(jù)庫DBC文件和通訊規(guī)范文件dbc文件及說明VCU控制器、接插件及線束真實控制器及接口線束其他需要集成的真實負載標定/診斷工具硬件、工程文件、變量參數(shù)說明標定工具硬件（如INCAA2L\HEX\ODX等文件，控制器內(nèi)部變量說明VCU需要注入故障的管腳和故障類型控制器哪些管腳需要進行故障注入，以及故障注入的形式，如開路、對地短路VCU功能描述文件及整車上下電邏輯描述文件功能說明表B.3BMS信息收集模板1電機特性參數(shù)包含電機總體參數(shù)及轉速扭矩表等2電池特性參數(shù)包含電池基本參數(shù)、冷卻系統(tǒng)參數(shù)、充放電特性曲線等3變速箱特性參數(shù)包含變速箱結構參數(shù)、換檔邏輯表、選換檔結構簡圖等4車輛總體結構參數(shù)輪胎半徑、主減速器傳動比、車輛迎風面積、滾動阻力系數(shù)等5動力系統(tǒng)結構簡圖整車結構圖6整車網(wǎng)絡拓撲圖整車網(wǎng)絡關系圖7傳感器/執(zhí)行器特性文件特性文件8BMS電氣原理圖、管腳定義、信號說明控制器電氣原理圖和各管腳信號的類型、說明9CAN數(shù)據(jù)庫DBC文件和通訊規(guī)范文件dbc文件及說明BMS控制器、接插件及線束真實控制器及接口線束其他需要集成的真實負載如高壓繼電器標定/診斷工具硬件、工程文件、變量參數(shù)說明標定工具硬件（如INCAA2L\HEX\ODX等文件，控制器內(nèi)部變量說明BMS需