【摘 要】
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汽车正朝着智能化方向发展,软件定义汽车成为未来汽车发展的重要趋势。汽车电子系统的功能复杂度呈现指数级上升态势,其出现故障的概率也随之增大。传统手工测试方法难以满足车企对控制器开发时间和质量的要求。针对车身控制模块测试存在效率低、可靠性差的问题,在分析了某款商用车车身控制模块的功能测试需求后,提出采用上位机与下位机的工作模式开发自动测试仪的设计方案,上位机与下位机通过CAN总线进行通信。上位机软件是
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汽车正朝着智能化方向发展,软件定义汽车成为未来汽车发展的重要趋势。汽车电子系统的功能复杂度呈现指数级上升态势,其出现故障的概率也随之增大。传统手工测试方法难以满足车企对控制器开发时间和质量的要求。针对车身控制模块测试存在效率低、可靠性差的问题,在分析了某款商用车车身控制模块的功能测试需求后,提出采用上位机与下位机的工作模式开发自动测试仪的设计方案,上位机与下位机通过CAN总线进行通信。上位机软件是测试人员与测试仪自动交互的窗口,在测试用例脚本运行时,将测试指令发送给下位机,并等待接收下位机返回的测试数据。下位机采用单片机实现,由模拟电阻板、开关板和信号采集板组成,负责接收和解析测试指令,并执行测试。核心内容如下:选用Renesas的R7F7010323AFP芯片作为下位机系统的主控MCU,NXP的TJA1042芯片作为CAN收发器,设计了分别在车身控制模块输入引脚发送模拟信号和开关信号的模拟电阻板与开关板以及采集输出引脚信号AD值的信号采集板,使用Multisim软件对所设计的电路进行仿真。完成了板卡主控MCU的CAN通信设置,设计了CAN底层接口函数,实现报文的发送与接收。使用C语言开发了部分下位机系统的软件。自动测试仪的上位机应用程序采用C#语言基于Windows Form平台进行开发。选用致远电子公司生产的USBCAN-4E-U接口卡,使上位机作为一个CAN节点与下位机接入同一CAN网络。使用动态链接库技术使上位机软件运行时自动访问CAN接口卡函数库,实现对CAN接口卡的相关操作。采用线程池实现多线程技术,解决测试过程的实时性问题。分析ISO 15765协议的网络层数据收发方式,设置应用层定时参数值,在此基础上,采用UDS协议的读取和写入数据服务设计了上位机与下位机之间的通信协议。采用因果图法开发测试用例,并使用JSON数据交换格式基于测试用例文档编写测试用例脚本。参照ISO 11898协议对下位机板卡上的CAN收发器进行物理层测试,保证各板卡能够有效连接到CAN总线网络。使用该自动测试仪对某商用车的车身控制模块进行功能测试时,其支持UDS诊断服务请求和响应,能够自动生成Excel表格的测试报告,并标明了测试通过项与测试失败项。通过大量反复测试表明其具有良好的系统稳定性和可靠性,能够极大提升车身控制模块的测试效率,满足企业使用需求。该测试仪的开发成本较低、可扩展性强,在车身控制模块功能集成度变高后,仍能通过简单配置对其进行功能测试。
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