车载控制器MIL/HIL测试流程规范

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                         车载控制器MIL测试流程规范

1.1.     概况

模型在环（MIL）是用模型驱动进行嵌入式系统的开发时，在开发阶段初期及建模阶段中进行的仿真方式。MIL（Model in loop）模型在环测试，在模型的开发环境下（如simulink）进行仿真，通过一系列的测试用例，验证算法模型是否实现了功能需求。MIL就是模型在环，是对模型在模型的开发环境下进行仿真，通过输入一系列的测试用例，验证模型是否满足了设计的功能需求。MIL是所有测试中最关键的，因为MIL的测试用例输入必须源于功能需求。
1.2.      适用范围

单元测试与集成测试

功能模块和集成模块
1.3.      MIL测试的目的

验证算法模型是否满足设计的功能需求。

2.    MIL测试过程

MIL测试除建立控制器模型外，还需建立被控对象模型，将控制器和被控对象连接起来进行闭环测试。但是在不少子模块中，例如输出为开关量或者在输入确定时输出是固定值，无需和受控对象一起组成闭环系统就行测试，而集成的系统则需要受控系统。因此，将 MIL测试分成两部分：带受控对象的MIL测试和不带受控对象的MIL测试。



2.1.      不带控制对象的MIL测试

无受控对象的MIL测试，设计人员可以很方便的通过设定输入并给出期望的输出，测试时将模型输入设定的输入值，观测模型的输出值是否和期望值保持一致，判定模型是否有效。具体测试过程如下：

2.1.1.        根据开发需求制定测试计划

2.1.2.        编写测试文本

设计功能模型的测试文本，根据控制策略或软件需求规范说明书编写测试文本，测试文本设计时应遵循以下原则：

1）             按照控制器的功能模块进行细分测试文本项目，测试文本来源于功能需求

2）             测试文本细化为模块功能的测试文本

3）             测试文本自上而下的方式编写
2.1.3.        设计测试用例

设计功能模型的测试用例。测试用例设计时应遵循以下原则：

1）  确定输入和输出，并确定其取值范围。

2）  按照边界值和其左右值，中间值的方式进行输入值的确定，根据确定的输入值，给出期望输出。

3）  包含测试环境描述和测试步骤。

4）  包含执行结果。

5）  包含判定指标和判定结果。
2.1.4.        建立测试环境

将搭好的功能模块模型建立输入、输出环境，设定模块的参数值，也可以通过Simulink中Signal Builder导入测试用例，并建立测试模型。测试过程自下而上进行测试。
2.1.5.        执行测试

执行MIL测试用例，将设定的输入值输入模型，记录模型执行结果。
2.1.6.        测试结果判定

结合判定标准，将执行结果和期望结果进行对比，满足判定标准则认为通过，不满足则未通过。根据测试结果，形成测试报告。
2.1.7.        输入输出保存

保存MIL在测试过程中的输入和输出值，用于后续的SIL、PIL的测试验证。

2.2.      带控制对象的MIL测试

带受控对象的MIL测试，一般为子功能模型集成后的模型，实现具体的需求功能。直接受控对象为车辆模型，联合仿真，在给定输入条件的情况下，监控输出信号，判定输出结果的正确性。测试系统模型在整车环境下的输出特性时，需要建立整车的模型，因整车模型的特殊性，一般从OEM或者整车模型软件中获取。带受控对象的MIL测试流程和不带受控对象的MIL测试流程基本保持一致。

      



2.2.1.        设计测试用例


设计功能模型的测试用例。测试用例设计时应遵循以下原则：

1）  确定输入和运行时间参数，确定输出范围。

2）  包含测试环境描述和测试步骤。

3）  包含执行结果。

4）  包含判定指标和判定结果。
2.2.2.        建立测试环境

将搭好的功能模块模型建立输入、输出环境，设定模块的参数值，并建立模型在环被控对象仿真模型，如电机、车辆、电池等物理模型，并调试成功，满足功能需求。
2.2.3.        执行测试

将设定的输入值和时间输入模型，记录模型执行结果。
2.2.4.        测试结果判定

结合判定标准，将执行结果和期望结果进行对比，满足判定标准则认为通过，不满足则未通过。根据测试结果，形成测试报告。

3.    总结

MIL测试主要是验证模型功能的正确性，是否满足设计的功能需求。只有保证了建模的正确性，才能保证在此基础上生成的代码的正确，通过MIL测试，指定输入和期望结果，将仿真结果和期望结果进行比对，根据判定标准验证模型是否正确。

车载控制器HIL测试流程规范

1.1.      概括

      HIL测试的目的是为了验证控制器与功能需求是否一致，HIL过程中把被控对象的模型生成C代码并编译成可执行的文件放到工控机上运行，以便工控机替代真实的被控对象，然后把控制器和工控机连接起来，实现闭环控制，从控制器的角度上看，就相当于工作到实际控制系统之中。HIL经常被用于以下几种情形：

a）被控对象非常昂贵，如果控制器不成熟会导致被控对象的损害；

b）被控对象失效会危及人身安全；

c）开发过程中，先开发出了控制器，而被控对象还没有开发出来。

1.2.      适用范围

控制器的功能、通讯、诊断测试
1.3.      HIL测试的目的

验证控制器是否满足设计的功能需求。

2.1HIL测试环境的搭建规范

2.1HIL测试环境搭建流程

1.1.1收集整理待测件资料

1.被测件的需求文件：确定需要测试的功能以及功能深度等，测试依据包括ECU的软硬件设计说明书，ECU用户手册，行业和企业相关标准等；

2.被测件电气属性表 ：确定ECU管脚定义、类型、有效性，基于信号模版建立项目信号列表，基于IO测试模版和项目信号列表建立项目IO测试列表，并建立电气连接。

3.被测件接口电路：确定HIL机柜通道的负载配置（上拉、下拉）

4.被测件线束原理图：确定ECU PIN脚整车中的连接关系等（PIN脚定义）     

5.HIL机柜信号列表：确定HIL机柜当前通道配置情况及机柜硬件资源

6.与被测件相关的传感器执行器手册：提取需要仿真的信号信息

1.1.2HIL硬件匹配方案设计及信号列表编制

1.分析需求文件确定测试范围、进而确定硬件环境匹配需求

2.分析ECU电气参数及接口电路

3.结合HIL机柜原始信号列表分配ECU管脚，修改信号列表

4.根据信号参数及名称补充信号列表中其他信息

5.分析ECU线束原理图并结合信号列表绘制匹配方案

6.对匹配方案和信号列表进行校验评审

1.1.3线束及外围仿真电路的实现

1.准备工具和耗材

2.开始制作外部线束

3.验证外部线束的正确性

4.修改机柜内部线束

5.验证机柜内部线束的正确性

6.匹配外部仿真电路

7.验证外部仿真电路的正确性

1.1.4激励测试验证

1.配置HIL和IO模型

2.搭建仿真模型及测试软件的实验工程，更改实时模型中的参数，完成HIL测试模型，搭建测试环境界面，并建立模型信号与控件的关联。

3.按通道特性进行激励测试

4.编写激励测试报告

3  HIL测试流程规范

3.1 HIl测试流程规范

HIL测试流程具体的实现过程：

3.1.1 控制策略解析

1）将控制器的测试需求细分为测试模块

2）根据测试模块包含的控制策略解析出测试需求

3）按照测试需求设计出测试文本

3.1.3 测试用例设计

测试用例的设计直接决定了测试的成败，测试的覆盖度、测试的准确度等。测试用例的设计方法主要包括：等价类划分法、边界值分析法、因果图法、判定表驱动法、正交试验法、功能图法等。测试用例设计是根据测试需求进行细分测试步骤，并为测试结果设定测试目标。

1）依据测试文本编写测试用例，并结合控制器协议和控制策略

2）安排测试用例设计的评审会

3.1.4 测试环境配置

1）将控制器与HIL台架进行连接。

2）仿真模型的配置（搭建测试仿真模型，更改测试模型参数）

3）HIL软件的配置（建立测试界面）

3.1.5 测试用例执行

根据测试用例，按照测试的步骤，在硬件在环环境中进行测试用例的实现。

3.1.5  测试报告

结合HIL平台测试流程和测试方法，依据测试用例，逐条将测试的期望结果与测试结果进行比较，并判定测试结果与期望结果的一致性，并直观的显示出测试通过与失败。