基于集群的汽車(chē)軟件測(cè)試

汽車(chē)新四化給E/E架構(gòu)帶來(lái)了新的要求和變化。當(dāng)前，E/E架構(gòu)正從分布式向集中式發(fā)展，域架構(gòu)和區(qū)域架構(gòu)已成為行業(yè)的趨勢(shì)。

2023年5月18日-19日，在吉利2023智能汽車(chē)技術(shù)論壇上，昆易電子集群測(cè)試事業(yè)部總經(jīng)理白日光表示，新的架構(gòu)給硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)都帶來(lái)了挑戰(zhàn)。使用“集群測(cè)試”讓客戶(hù)研發(fā)更簡(jiǎn)單成為行業(yè)的新方向。對(duì)此，昆易電子提出了“集群測(cè)試”解決方案。

以下為演講內(nèi)容整理：

在汽車(chē)“新四化”的大趨勢(shì)下，智能化和網(wǎng)聯(lián)化將帶來(lái)新的架構(gòu)變化。針對(duì)客戶(hù)需求，我們需要降低E/E架構(gòu)的復(fù)雜度，提升組裝效率，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦。

汽車(chē)軟件測(cè)試挑戰(zhàn)

目前有兩個(gè)方向正在進(jìn)行：一個(gè)是朝著域架構(gòu)方向發(fā)展，主要是功能域。功能域主要包括5大域：底盤(pán)域、動(dòng)力域、車(chē)身域、自動(dòng)駕駛域及其智能座艙。另一個(gè)是以特斯拉為代表提出的區(qū)域架構(gòu)，給E/E架構(gòu)帶來(lái)了革新變化。區(qū)域架構(gòu)的概念相當(dāng)于對(duì)整車(chē)功能按照空間位置進(jìn)行劃分。

目前看來(lái)，很多整車(chē)廠正在并行開(kāi)發(fā)這兩個(gè)架構(gòu)。這樣的架構(gòu)不僅帶來(lái)了硬件和軟件開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度，也給測(cè)試帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

硬件方面，一方面域控制的復(fù)雜度將大大提升。之前的控制器只有100PIN左右，現(xiàn)在復(fù)雜的控制器將達(dá)到300PIN，意味著功能會(huì)越來(lái)越多。另外是數(shù)據(jù)帶寬，以前采用的是CAN的通信架構(gòu)，現(xiàn)在以太網(wǎng)引入后，百兆甚至1G的通信速率已在整車(chē)廠開(kāi)始應(yīng)用。此外，自動(dòng)駕駛和輔助駕駛對(duì)于AI運(yùn)算能力需求有了極大的提升。

軟件方面，新的SOA的軟件架構(gòu)以及OTA的引入，使得系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式與從前大不相同。過(guò)去，車(chē)到終端客戶(hù)就算交付，現(xiàn)在車(chē)到終端客戶(hù)才算起步，軟件開(kāi)發(fā)是不斷迭代的過(guò)程?，F(xiàn)在整車(chē)廠的軟件迭代頻度甚至達(dá)到每月一次。在大量軟件迭代和功能設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要思考如何應(yīng)對(duì)軟件驗(yàn)證測(cè)試工作。

總體來(lái)看，現(xiàn)在汽車(chē)領(lǐng)域，無(wú)論是客戶(hù)還是零部件廠商都可能遇到“引入SOA和OTA功能”后，軟件開(kāi)發(fā)將成為汽車(chē)全生命周期的過(guò)程。另外，新E/E架構(gòu)必然會(huì)帶來(lái)許多新產(chǎn)品，如域控產(chǎn)品和區(qū)域控制器，如何提升復(fù)用度，對(duì)測(cè)試開(kāi)發(fā)工具和設(shè)備而言是個(gè)挑戰(zhàn)。并且，一旦部署SOA軟件，功能實(shí)現(xiàn)將不再是單一控制器，而是多控制器聯(lián)合實(shí)現(xiàn)。例如，車(chē)身的功能，邏輯部分放在智能計(jì)算單元，下面的區(qū)域控制器以傳感和執(zhí)行為主。如果要測(cè)試這些完整功能，需要多個(gè)域控制器聯(lián)合調(diào)試或測(cè)試。

為了應(yīng)對(duì)軟件和硬件的挑戰(zhàn)，我們提出了“集群測(cè)試”概念。

集群測(cè)試技術(shù)

關(guān)于集群測(cè)試，我們的目的是以橫向擴(kuò)展的方式滿足更高的硬件仿真測(cè)試需求。關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)有兩個(gè)：一是IO HUB，主要實(shí)現(xiàn)時(shí)間和數(shù)據(jù)的同步；二是自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)注入卡，目前，我們已經(jīng)完成了多個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)注入，有單個(gè)對(duì)象注入方案，也有集群注入方案，關(guān)鍵技術(shù)就是要實(shí)現(xiàn)多路雷達(dá)信號(hào)和攝像頭信號(hào)時(shí)間同步，精度控制在500us內(nèi)。

另外，集群測(cè)試也可以解決軟件測(cè)試問(wèn)題。由于現(xiàn)在軟件數(shù)量巨大，軟件測(cè)試案例可能有上萬(wàn)條，我們需要讓測(cè)試案例并行執(zhí)行。對(duì)于實(shí)時(shí)機(jī)策略，我們提出了容器化技術(shù)，通過(guò)測(cè)試環(huán)境容器化實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行執(zhí)行，縮短測(cè)試時(shí)間。這里主要涉及的核心技術(shù)包括RTPC實(shí)時(shí)機(jī)容器化技術(shù)，以及與CICT系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試。

現(xiàn)在舉一個(gè)實(shí)際的集群測(cè)試案例，我們?yōu)榭蛻?hù)提供了六大控制器的集群測(cè)試方案。有三個(gè)計(jì)算單元，分別為智能座艙計(jì)算單元、自動(dòng)駕駛計(jì)算單元和中央計(jì)算單元。另外三個(gè)為區(qū)域控制器。六臺(tái)HIL通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接到管理服務(wù)器，多臺(tái)HIL間通過(guò)IO HUB實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步和時(shí)間同步。

圖源：昆易電子

集群測(cè)試的優(yōu)勢(shì)在哪呢？

只要搭建一個(gè)HIL集群，將被控對(duì)象接到設(shè)備上，所有工程師就可以遠(yuǎn)程管理資源、預(yù)約工作以及進(jìn)行最后的調(diào)試工作。另外，為了仿真真實(shí)域架構(gòu)，特別是中央計(jì)算再加多個(gè)區(qū)域控制器時(shí)，以太網(wǎng)和CAN網(wǎng)絡(luò)本身就有實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>。在搭建測(cè)試集群時(shí)，我們可以幫助客戶(hù)按照真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯罱ㄕw架構(gòu)，一方面可以測(cè)試控制器本身功能，另一方面可以將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞募軜?gòu)實(shí)時(shí)仿真和測(cè)試。

車(chē)載端，重點(diǎn)關(guān)注ADAS數(shù)據(jù)采集解決方案，以及總線仿真測(cè)試工具和數(shù)據(jù)記錄儀，并擁有一套自主開(kāi)發(fā)的工具；也包含后臺(tái)云端管理軟件，可通過(guò)WEB端監(jiān)控所有數(shù)采設(shè)備的使用情況。

實(shí)驗(yàn)室端，重點(diǎn)關(guān)注HIL硬件在環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。AD 注入仿真是我們的優(yōu)勢(shì)，已與許多整車(chē)廠合作。目前，我們正致力于打造集群測(cè)試方案及其產(chǎn)品。

未來(lái)，由于新的汽車(chē)整車(chē)架構(gòu)的引入，集群測(cè)試概念將成為必然。

總而言之，昆易在開(kāi)發(fā)和測(cè)試方面的優(yōu)勢(shì)在于：首先，從硬件到軟件全自主開(kāi)發(fā)且擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，引領(lǐng)測(cè)試設(shè)備和工具開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)化；其次，針對(duì)硬件端、軟件端、云端的開(kāi)發(fā)工作，我們都有完備的研發(fā)團(tuán)隊(duì)；第三，在單機(jī)HIL、ADAS注入等方面，我們積累了大量實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)；第四，在集群測(cè)試的核心技術(shù)上申請(qǐng)了多個(gè)專(zhuān)利；最后，因?yàn)槲覀兪且患谊P(guān)注自研和本土化開(kāi)發(fā)的公司，快速響應(yīng)客戶(hù)和本地技術(shù)服務(wù)也會(huì)成為我們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

希望在開(kāi)發(fā)和測(cè)試工具鏈自主研發(fā)的道路上，昆易能更好的服務(wù)于客戶(hù)，為中國(guó)汽車(chē)事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量，讓客戶(hù)的研發(fā)更簡(jiǎn)單。