基于集群的汽車軟件測試

汽車新四化給E/E架構(gòu)帶來了新的要求和變化。當前，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。

2023年5月18日-19日，在吉利2023智能汽車技術(shù)論壇上，昆易電子集群測試事業(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)和測試系統(tǒng)都帶來了挑戰(zhàn)。使用“集群測試”讓客戶研發(fā)更簡單成為行業(yè)的新方向。對此，昆易電子提出了“集群測試”解決方案。

以下為演講內(nèi)容整理：

在汽車“新四化”的大趨勢下，智能化和網(wǎng)聯(lián)化將帶來新的架構(gòu)變化。針對客戶需求，我們需要降低E/E架構(gòu)的復(fù)雜度，提升組裝效率，實現(xiàn)軟硬件解耦。

汽車軟件測試挑戰(zhàn)

目前有兩個方向正在進行：一個是朝著域架構(gòu)方向發(fā)展，主要是功能域。功能域主要包括5大域：底盤域、動力域、車身域、自動駕駛域及其智能座艙。另一個是以特斯拉為代表提出的區(qū)域架構(gòu)，給E/E架構(gòu)帶來了革新變化。區(qū)域架構(gòu)的概念相當于對整車功能按照空間位置進行劃分。

目前看來，很多整車廠正在并行開發(fā)這兩個架構(gòu)。這樣的架構(gòu)不僅帶來了硬件和軟件開發(fā)的復(fù)雜度，也給測試帶來了新的挑戰(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)雜的控制器將達到300PIN，意味著功能會越來越多。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廠開始應(yīng)用。此外，自動駕駛和輔助駕駛對于AI運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)的開發(fā)模式與從前大不相同。過去，車到終端客戶就算交付，現(xiàn)在車到終端客戶才算起步，軟件開發(fā)是不斷迭代的過程。現(xiàn)在整車廠的軟件迭代頻度甚至達到每月一次。在大量軟件迭代和功能設(shè)計過程中，我們需要思考如何應(yīng)對軟件驗證測試工作。

總體來看，現(xiàn)在汽車領(lǐng)域，無論是客戶還是零部件廠商都可能遇到“引入SOA和OTA功能”后，軟件開發(fā)將成為汽車全生命周期的過程。另外，新E/E架構(gòu)必然會帶來許多新產(chǎn)品，如域控產(chǎn)品和區(qū)域控制器，如何提升復(fù)用度，對測試開發(fā)工具和設(shè)備而言是個挑戰(zhàn)。并且，一旦部署SOA軟件，功能實現(xiàn)將不再是單一控制器，而是多控制器聯(lián)合實現(xiàn)。例如，車身的功能，邏輯部分放在智能計算單元，下面的區(qū)域控制器以傳感和執(zhí)行為主。如果要測試這些完整功能，需要多個域控制器聯(lián)合調(diào)試或測試。

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

集群測試技術(shù)

關(guān)于集群測試，我們的目的是以橫向擴展的方式滿足更高的硬件仿真測試需求。關(guān)鍵技術(shù)點有兩個：一是IO HUB，主要實現(xiàn)時間和數(shù)據(jù)的同步；二是自動駕駛數(shù)據(jù)注入卡，目前，我們已經(jīng)完成了多個項目的數(shù)據(jù)注入，有單個對象注入方案，也有集群注入方案，關(guān)鍵技術(shù)就是要實現(xiàn)多路雷達信號和攝像頭信號時間同步，精度控制在500us內(nèi)。

另外，集群測試也可以解決軟件測試問題。由于現(xiàn)在軟件數(shù)量巨大，軟件測試案例可能有上萬條，我們需要讓測試案例并行執(zhí)行。對于實時機策略，我們提出了容器化技術(shù)，通過測試環(huán)境容器化實現(xiàn)多任務(wù)并行執(zhí)行，縮短測試時間。這里主要涉及的核心技術(shù)包括RTPC實時機容器化技術(shù)，以及與CICT系統(tǒng)對接，實現(xiàn)自動化測試。

現(xiàn)在舉一個實際的集群測試案例，我們?yōu)榭蛻籼峁┝肆罂刂破鞯募簻y試方案。有三個計算單元，分別為智能座艙計算單元、自動駕駛計算單元和中央計算單元。另外三個為區(qū)域控制器。六臺HIL通過以太網(wǎng)交換機連接到管理服務(wù)器，多臺HIL間通過IO HUB實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步和時間同步。

圖源：昆易電子

集群測試的優(yōu)勢在哪呢？

只要搭建一個HIL集群，將被控對象接到設(shè)備上，所有工程師就可以遠程管理資源、預(yù)約工作以及進行最后的調(diào)試工作。另外，為了仿真真實域架構(gòu)，特別是中央計算再加多個區(qū)域控制器時，以太網(wǎng)和CAN網(wǎng)絡(luò)本身就有實際的網(wǎng)絡(luò)拓撲。在搭建測試集群時，我們可以幫助客戶按照真實的網(wǎng)絡(luò)拓撲搭建整體架構(gòu)，一方面可以測試控制器本身功能，另一方面可以將網(wǎng)絡(luò)拓撲的架構(gòu)實時仿真和測試。

測試集群能為客戶帶來怎樣的價值？

首先是資源的柔性配置和可擴展性。如果之前訂購了100個IO資源，后續(xù)想擴展到200或300，通過相關(guān)技術(shù)可以實現(xiàn)硬件資源的無縫銜接。

從工作效率方面來看，現(xiàn)在可以實現(xiàn)多環(huán)境在同一設(shè)備中并行運行，大大縮短了測試周期，提高測試效率。

從公司總體投資來看，客戶可以在公司內(nèi)跨部門間搭建整體測試集群，總體使用效率和成本更有優(yōu)勢。

另外從測試case的管理、測試報告的生成和測試效率的提升方面，測試集群方案對客戶都會有很大幫助。

昆易的優(yōu)勢

昆易成立于2011年，目前共有450人以上。主要服務(wù)于整車廠和零部件廠商，同時，我們也在拓展與高校的合作。

我們的技術(shù)產(chǎn)品分為兩部分：一部分是車載端產(chǎn)品，另一部分是實驗室端。

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

實驗室端，重點關(guān)注HIL硬件在環(huán)系統(tǒng)的開發(fā)。AD 注入仿真是我們的優(yōu)勢，已與許多整車廠合作。目前，我們正致力于打造集群測試方案及其產(chǎn)品。

未來，由于新的汽車整車架構(gòu)的引入，集群測試概念將成為必然。

總而言之，昆易在開發(fā)和測試方面的優(yōu)勢在于：首先，從硬件到軟件全自主開發(fā)且擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)，引領(lǐng)測試設(shè)備和工具開發(fā)國產(chǎn)化；其次，針對硬件端、軟件端、云端的開發(fā)工作，我們都有完備的研發(fā)團隊；第三，在單機HIL、ADAS注入等方面，我們積累了大量實戰(zhàn)經(jīng)驗；第四，在集群測試的核心技術(shù)上申請了多個專利；最后，因為我們是一家關(guān)注自研和本土化開發(fā)的公司，快速響應(yīng)客戶和本地技術(shù)服務(wù)也會成為我們的競爭優(yōu)勢。

希望在開發(fā)和測試工具鏈自主研發(fā)的道路上，昆易能更好的服務(wù)于客戶，為中國汽車事業(yè)貢獻一份力量，讓客戶的研發(fā)更簡單。