车辆硬件在环仿真测试系统

技术领域

本公开涉及新能源汽车技术领域，具体地，涉及一种车辆硬件在环仿真测试系统。

背景技术

在汽车嵌入式系统的开发过程中，单控制器的硬件在环只能验证某一个控制器的功能和性能，无法模拟多个控制器之间的交互作用。而在实际系统中，多个控制器之间的协同工作状态十分重要。因此，行业内逐渐开展了多控制器联合仿真测试。它的主要特点是将多个嵌入式系统的控制器连接在一起，通过模拟外部环境的各种情况来测试控制器之间的交互作用。这种方法主要用于同时验证多个控制器及其之间的协同作用，以及时、高效地发现问题，提高系统的可靠性和稳定性。

然而，多个控制器共享同一个仿真设备，容易导致例如处理器时间、内存、I/O等资源的竞争，从而影响测试的准确性和可靠性。如果把控制系统中的多个控制器单元集成到一个或者多个硬件在环测试台架上，则往往由于硬件在环测试设备的平台往往不统一，而不同平台的硬件在环测试设备又配置了不同的仿真处理器和实时操作系统，采用了不同的接口、通讯协议、数据格式和数据处理方式。这样的兼容性问题导致各硬件在环测试系统无法实现级联，多台硬件在环测试仿真计算机之间难以交互，无法实现联合测试和协同工作。另外这样的架构对系统的时钟同步也造成了挑战。

发明内容

本公开的目的是提供一种车辆硬件在环仿真测试系统，该系统通过测试管理调度平台控制多个上位机分布式并行工作，可以有效整合具有不同仿真处理器、操作系统、接口、通讯协议、数据格式和数据处理方式的各家供应商的硬件在环测试设备，无需打通不同设备的底层接口。同时也解决了测试过程中的时钟同步问题，在保证实时性的基础上，以最小的开发成本，实现多控制器联合调试和闭环仿真。

为了实现上述目的，本公开提供一种车辆硬件在环仿真测试系统，所述车辆硬件在环仿真测试系统包括：

测试管理调度平台，用于执行时钟同步，以及测试任务分发；

多个上位机，所述多个上位机与所述测试管理调度平台连接，用于配合所述测试管理调度平台执行所述时钟同步，以及响应于所述测试管理调度平台的测试任务分发，进行多个实时仿真测试子系统的跨平台自动化测试；

多个实时仿真测试子系统，所述多个实时仿真测试子系统分别与所述多个上位机连接，用于对所述车辆的控制器进行实时仿真测试。

可选地，所述执行时钟同步，包括：

所述多个上位机向所述测试管理调度平台发送时钟同步报文；

所述测试管理调度平台获取所述时钟同步报文的时间偏移；

所述测试管理调度平台根据所述时钟同步报文的所述时间偏移，同步所述多个上位机的时钟。

可选地，所述测试管理调度平台获取所述时钟同步报文的时间偏移，包括：

所述多个上位机中的单个上位机向所述测试管理调度平台发送带有第一时间戳的所述时钟同步报文，所述第一时间戳为所述单个上位机发送所述时钟同步报文的时间；

所述测试管理调度平台接收到所述时钟同步报文后，立即发送带有第二时间戳和第三时间戳的响应报文到所述单个上位机，所述第二时间戳为所述测试管理调度平台接收到所述时钟同步报文的时间，所述第三时间戳为所述测试管理调度平台发送所述响应报文的时间；

所述单个上位机接收到所述响应报文时，记录接收到所述响应报文的时间为第四时间戳；

所述测试管理调度平台将所述第二时间戳与所述第一时间戳的差值，作为第一时间偏移；

所述测试管理调度平台将所述第四时间戳与所述第三时间戳的差值，作为第二时间偏移；

所述测试管理调度平台将所述第一时间偏移与所述第二时间偏移的均值，作为所述时钟同步报文的所述时间偏移。

可选地，所述测试管理调度平台根据所述时钟同步报文的所述时间偏移，同步所述多个上位机的时钟，包括：

所述多个上位机重复多次发送所述时钟同步报文，所述测试管理调度平台获得多组所述时间偏移；

所述测试管理调度平台用所述多组所述时间偏移中的最小值来修正所述多个上位机的时钟，完成所述多个上位机的时钟同步。

可选地，所述测试任务分发，包括：

所述测试管理调度平台获取所述多个上位机的测试任务序列；

所述测试管理调度平台获取所述测试任务序列的耦合关系；

所述测试管理调度平台根据所述测试任务序列的所述耦合关系，确定测试策略。

可选地，所述测试管理调度平台获取所述测试任务序列的耦合关系，包括：

所述测试管理调度平台解析所述测试任务序列的耦合字段；

所述测试管理调度平台根据所述测试任务序列的耦合字段的解析结果，确定所述测试任务序列的耦合关系，所述测试任务序列的耦合关系表征所述测试任务序列的时序关系。

可选地，所述测试管理调度平台根据所述测试任务序列的所述耦合关系，确定测试策略，包括：

当所述测试任务序列存在耦合关系时，所述测试管理调度平台指示所述多个上位机进行串行测试策略；

当所述测试任务序列存在非耦合关系时，所述测试管理调度平台指示所述多个上位机进行并行测试策略。

可选地，所述串行测试策略包括：所述测试管理调度平台直接将所有的所述测试任务序列通过广播的方式发送给多个上位机进行测试；

所述并行测试策略包括：所述测试管理调度平台根据上位机编号将所述测试任务序列进行拆分，并将拆分后的测试任务序列下发至对应的上位机进行测试。

可选地，所述并行测试策略采用同步时间戳的方式执行并行测试。

可选地，所述并行测试策略采用同步时间戳的方式执行并行测试，包括：

所述多个上位机获取所述并行测试策略采用的所述同步时间戳；

所述多个上位机将所述同步时间戳作为并行测试的同步执行时间点，执行所述并行测试策略。

可选地，所述多个上位机获取所述并行测试策略采用的所述同步时间戳，包括：

所述多个上位机重复多次发送所述时钟同步报文，获得多组传输总时延；

所述多个上位机将所述多组传输总时延中的最大值的α倍数，作为所述同步时间戳，其中，α大于或等于1。

可选地，所述测试管理调度平台还用于：

在执行测试任务分发之前，接收所述上位机的心跳数据，在所述上位机的心跳数据失常时，终止测试。

可选地，每个所述实时仿真测试子系统，包括：

仿真测试平台，用于加载所述车辆的所述控制器的仿真模型；

与所述仿真测试平台连接的所述车辆的控制器，用于提供所述仿真测试平台的被控测试对象。

综上所述，本公开实施例提供一种车辆硬件在环仿真测试系统，所述车辆硬件在环仿真测试系统包括：测试管理调度平台，用于执行时钟同步，以及测试任务分发；多个上位机，所述多个上位机与所述测试管理调度平台连接，用于配合所述测试管理调度平台执行所述时钟同步，以及响应于所述测试管理调度平台的测试任务分发，进行多个实时仿真测试子系统的跨平台自动化测试；多个实时仿真测试子系统，所述多个实时仿真测试子系统分别与所述多个上位机连接，用于对所述车辆的控制器进行实时仿真测试。本公开实施例通过测试管理调度平台控制多个上位机分布式并行工作，可以有效整合具有不同仿真处理器、操作系统、接口、通讯协议、数据格式和数据处理方式的各家供应商的硬件在环测试设备，无需打通不同设备的底层接口。同时也解决了测试过程中的时钟同步问题，在保证实时性的基础上，以最小的开发成本，实现多控制器联合调试和闭环仿真。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种车辆硬件在环仿真测试系统的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种车辆硬件在环仿真测试系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

应当理解，本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个，其它量词与之类似；“至少一项(个)”、“一项(个)或多项(个)”或其类似表达，是指的这些项(个)中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。

在本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作或步骤，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作或步骤，或是要求执行全部所示的操作或步骤以得到期望的结果。在本公开的实施例中，可以串行执行这些操作或步骤；也可以并行执行这些操作或步骤；也可以执行这些操作或步骤中的一部分。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。可以理解的是，在使用本公开各实施例公开的技术方案之前，均应当依据相关法律法规通过恰当的方式对本公开所涉及个人信息的类型、使用范围、使用场景等告知用户并获得用户的授权。下面结合具体实施例对本公开进行说明。

首先，对申请人发现的相关技术中的问题进行说明，目前车辆硬件在环仿真主要存在三种方案。

方案一：多控制器单机柜单平台，即多个控制器均挂载到了同一套硬件在环测试实时仿真设备上，申请人发现多个控制器共享同一个仿真设备，容易导致例如处理器时间、内存、I/O等资源的竞争，从而影响测试的准确性和可靠性。

方案二：多控制器多机柜单平台，通过把控制系统中的多个控制器单元集成到一个或者多个硬件在环测试台架上，用真实的控制器节点代替被控对象中模型仿真的虚拟控制器节点，与其他被测控制器进行信息交互实现联合测试。该方案中各个控制器可分别挂载到多个硬件在环测试实时仿真设备上，但不同硬件在环测试实时仿真设备均采用的同一种平台。然而，由于实际情况中硬件在环测试设备的平台往往不统一，而不同平台的硬件在环测试设备又配置了不同的仿真处理器和实时操作系统，采用了不同的接口、通讯协议、数据格式和数据处理方式，但这样存在兼容性问题，申请人发现上述方案会导致各硬件在环测试系统无法实现级联，多台硬件在环测试仿真计算机之间难以交互，无法实现联合测试和协同工作。

方案三：多控制器多机柜跨平台，该方案中通常利用硬件环仿真平台上位机、硬件在环仿真平台下位机、传感器测试仿真平台、车辆动力学仿真平台、数据分发交换机和数据接收交换机等模块。申请人发现该方案虽然理论上可以在一定程度上解决硬件在环测试联合仿真系统多设备跨平台的难点。但前提条件是要打通各个厂家的设备及软件平台的接口，而在实际工程应用过程中，解析多家产品的接口、通讯协议、数据格式和数据处理方式的工作量较大，且往往受限于设备供应商的开放程度，难以顺利打通各个接口。此外，由于中转平台的数据处理、数据交互传输量大，且来回传输次数多，难以保证整体系统的实时性，从而无法确保测试结果的一致性和可靠性。

为了解决上述技术问题，本公开提供一种车辆硬件在环仿真测试系统，下面对本公开公开提供的车辆硬件在环仿真测试系统进行说明，图1是根据一示例性实施例示出的一种车辆硬件在环仿真测试系统的示意图。如图1所示，本公开实施例提供一种车辆硬件在环仿真测试系统，该车辆硬件在环仿真测试系统包括：

测试管理调度平台10，用于执行时钟同步，以及测试任务分发；多个上位机20，多个上位机20与测试管理调度平台10连接，用于配合测试管理调度平台10执行时钟同步，以及响应于测试管理调度平台10的测试任务分发，进行多个实时仿真测试子系统30的跨平台自动化测试；多个实时仿真测试子系统30，多个实时仿真测试子系统30分别与多个上位机20连接，用于对车辆的控制器进行实时仿真测试。

示例性的，通过测试管理调度平台10，将需要执行的测试任务序列的步骤自动化提取、拆解并分发到多个上位机20，再由部署在多个上位机20中的自动化测试软件，以同步调度的方式执行测试步骤，触发各个部署在不同实时仿真测试子系统30中的子仿真系统中的信号，达到分布式控制硬件在环测试子系统进行协同仿真测试的目的。另外，通过执行测试过程中的时钟同步，在保证实时性的基础上，以最小的开发成本，实现了多控制器联合调试和闭环仿真。

综上所述，本公开实施例提供一种车辆硬件在环仿真测试系统，所述车辆硬件在环仿真测试系统包括：测试管理调度平台，用于执行时钟同步，以及测试任务分发；多个上位机，所述多个上位机与所述测试管理调度平台连接，用于配合所述测试管理调度平台执行所述时钟同步，以及响应于所述测试管理调度平台的测试任务分发，进行多个实时仿真测试子系统的跨平台自动化测试；多个实时仿真测试子系统，所述多个实时仿真测试子系统分别与所述多个上位机连接，用于对所述车辆的控制器进行实时仿真测试。本公开实施例通过测试管理调度平台控制多个上位机分布式并行工作，可以有效整合具有不同仿真处理器、操作系统、接口、通讯协议、数据格式和数据处理方式的各家供应商的硬件在环测试设备，无需打通不同设备的底层接口。同时也解决了测试过程中的时钟同步问题，在保证实时性的基础上，以最小的开发成本，实现多控制器联合调试和闭环仿真。

在一些实施例中，执行时钟同步可以包括：多个上位机20向测试管理调度平台10发送时钟同步报文；测试管理调度平台10获取时钟同步报文的时间偏移；测试管理调度平台10根据时钟同步报文的时间偏移，同步多个上位机20的时钟。

在一些实施例中，测试管理调度平台10获取时钟同步报文的时间偏移，可以包括：多个上位机中的某单个上位机20向测试管理调度平台10发送带有第一时间戳的时钟同步报文，第一时间戳为该单个上位机20发送时钟同步报文的时间t1；测试管理调度平台10接收到时钟同步报文后，立即发送带有第二时间戳和第三时间戳的响应报文到该单个上位机20，第二时间戳为测试管理调度平台10接收到时钟同步报文的时间t2，第三时间戳为测试管理调度平台10发送响应报文的时间t3；该单个上位机20接收到响应报文时，记录接收到响应报文的时间t4为第四时间戳；测试管理调度平台10将第二时间戳与第一时间戳的差值t2-t1，作为第一时间偏移Δt1；测试管理调度平台10将第四时间戳与第三时间戳的差值t4-t3，作为第二时间偏移Δt2；测试管理调度平台10将第一时间偏移Δt1与第二时间偏移Δt2的均值(Δt1+Δt2)/2，作为时钟同步报文的时间偏移Δt。

在一些实施例中，测试管理调度平台10根据时钟同步报文的时间偏移，同步多个上位机的时钟，可以包括：多个上位机20重复多次发送时钟同步报文，测试管理调度平台10获得多组时间偏移Δti；测试管理调度平台10用多组时间偏移Δti中的最小值来修正多个上位机20的时钟，完成多个上位机20的时钟同步。这样可以将网络传输时延的影响降到最低。

在一些实施例中，测试任务分发，可以包括：测试管理调度平台10获取多个上位机20的测试任务序列；测试管理调度平台10获取测试任务序列的耦合关系；测试管理调度平台10根据测试任务序列的耦合关系，确定测试策略，该测试策略可以包括串行测试策略或并行测试策略。

在一些实施例中，测试管理调度平台10获取测试任务序列的耦合关系，可以包括：测试管理调度平台10解析测试任务序列中的耦合字段；测试管理调度平台10根据测试任务序列中的耦合字段的解析结果，确定测试任务序列的耦合关系，测试任务序列的耦合关系表征测试任务序列的时序关系。该时序关系可以包括串行关系或并行关系。

在一些实施例中，测试管理调度平台10根据测试任务序列的耦合关系，确定测试策略，可以包括：当测试任务序列存在耦合关系时，测试管理调度平台10指示多个上位机20进行串行测试策略；当测试任务序列存在非耦合关系时，测试管理调度平台10指示多个上位机20进行并行测试策略。这样可以提高测试的效率。

在一些实施例中，串行测试策略可以包括：测试管理调度平台10直接将所有的测试任务序列通过广播的方式发送给多个上位机20进行测试；并行测试策略可以包括：测试管理调度平台10根据上位机20的编号将测试任务序列进行拆分，并将拆分后的测试任务序列下发至对应编号的上位机20进行测试。这样可以提高测试的效率。

在一些实施例中，并行测试策略采用同步时间戳的方式执行并行测试。这样可以提高并行测试的效率。

在一些实施例中，并行测试策略采用同步时间戳的方式执行并行测试，可以包括：多个上位机20获取并行测试策略采用的同步时间戳；多个上位机20将同步时间戳作为并行测试的同步执行时间点，执行并行测试策略。这样可以提高并行测试的效率。

在一些实施例中，多个上位机20获取并行测试策略采用的同步时间戳，可以包括：多个上位机20重复多次发送时钟同步报文，获得多组传输总时延Δtdi，其中每一组传输总时延Δtd＝t4-t1；多个上位机20将多组传输总时延Δtdi中的最大值的α倍数，作为同步时间戳tc，其中，α大于或等于1。这样可以确保同步时间戳tc能够覆盖报文从测试管理调度平台10发送到各上位机20接收的传输时长，以免因系统性延时，导致上位机20收到的执行同步时间戳早于上位机20当前时刻。当各个上位机20收到同步时间戳tc，则以该时间作为同步执行的时间点，开始执行并行测试后将测试数据实时反馈至测试管理调度平台10。

在一些实施例中，测试管理调度平台10还用于：在执行测试任务分发之前，接收上位机20的心跳数据，在上位机20的心跳数据失常时，终止测试。示例性的，该心跳数据可以包括发送数据时间，实时仿真测试子系统30是否正常启动与运行等数据，上位机20发送心跳数据的间隔时间太长会导致无法准确的判断实时仿真测试子系统30是否正常运行，时间太短则会导致发送和接收数据的计算负担较大，为平衡发送接收的计算负担和便于判断实时仿真测试子系统30是否正常，可以将心跳数据发送时间间隔设置为0.1s，测试管理调度平台10接收数据并进行心跳统计，超时无心跳数据则判断上位机20异常，则会终止正在执行的操作或者无法启动测试执行指令。这样可以节省测试资源，提高测试效率。

图2是根据一示例性实施例示出的一种车辆硬件在环仿真测试系统的示意图。如图2所示，本公开实施例提供一种车辆硬件在环仿真测试系统，其中，每个实时仿真测试子系统30，可以包括：仿真测试平台301，用于加载车辆的控制器302的仿真模型；与仿真测试平台301连接的车辆的控制器302，用于提供仿真测试平台301的被控测试对象。

示例性的，为适配不同类型测试流程，仿真测试平台301可以相同或不同，车辆的控制器302可以包括整车控制器、电机控制器、电池管理系统和/或发动机管理系统，仿真测试平台301与车辆的控制器302可以通过CAN总线协议和/或硬线LIN协议通信，多个实时仿真测试子系统30之间可以通过以太网TCP协议和/或CAN总线协议通信，多个上位机20与测试管理调度平台10之间可以通过以太网TCP协议通信。这样可以有效整合具有不同仿真处理器、操作系统、接口、通讯协议、数据格式和数据处理方式的各家供应商的硬件在环测试平台设备，无需打通不同设备的底层接口，以最小的开发成本，实现多控制器联合调试和闭环仿真。

综上所述，本公开实施例提供一种车辆硬件在环仿真测试系统，所述车辆硬件在环仿真测试系统包括：测试管理调度平台，用于执行时钟同步，以及测试任务分发；多个上位机，所述多个上位机与所述测试管理调度平台连接，用于配合所述测试管理调度平台执行所述时钟同步，以及响应于所述测试管理调度平台的测试任务分发，进行多个实时仿真测试子系统的跨平台自动化测试；多个实时仿真测试子系统，所述多个实时仿真测试子系统分别与所述多个上位机连接，用于对所述车辆的控制器进行实时仿真测试。本公开实施例通过测试管理调度平台控制多个上位机分布式并行工作，可以有效整合具有不同仿真处理器、操作系统、接口、通讯协议、数据格式和数据处理方式的各家供应商的硬件在环测试设备，无需打通不同设备的底层接口。同时也解决了测试过程中的时钟同步问题，在保证实时性的基础上，以最小的开发成本，实现多控制器联合调试和闭环仿真测试。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。