CANopen系統(tǒng)的原型開發(fā)和測試

1、CANope 底統(tǒng)的原型開發(fā)和測試 遵循V模式的大多數(shù)的開發(fā)任務(wù)可歸結(jié)于測試和驗(yàn)證。全面的測試可以幫助開發(fā)人員 盡可能早的發(fā)現(xiàn)并排除錯(cuò)誤。 CANopen系統(tǒng)開發(fā)中涉及的任務(wù)范圍包括從單個(gè) ECU的開發(fā)到整個(gè)系統(tǒng)的配置和啟 動。一個(gè)比較可取的做法是使用經(jīng)過驗(yàn)證的工具，這樣能充分利用 CANopen的靈活性。同 時(shí)，開發(fā)人員不必關(guān)心單個(gè) ECU的協(xié)議功能實(shí)現(xiàn)。 在整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)過程的每個(gè)階段都必須有相應(yīng)的測試工作。 實(shí)際上，初始測試不是在第 一級客戶的真實(shí)系統(tǒng)上完成的， 而是使用一個(gè)包含有所有組成最終系統(tǒng)的組件的測試臺進(jìn)行 測試。該測試臺同時(shí)也包括特殊的測量、 測試診斷設(shè)備、執(zhí)行器，盡可能使測試系

2、統(tǒng)環(huán)境與 真實(shí)系統(tǒng)一致。當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模較大時(shí)，構(gòu)建這樣一個(gè)測試臺也許是非常困難的， 而且成本很 高，通常情況下只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)單獨(dú)的測試臺。 在大多數(shù)情況下，這將成為測試過程中的一個(gè) 瓶頸。 解決這一問題的出路在于使用一種成熟的， 能容易實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)原型的工具。 該工具將提供 測試功能的理想的解決方案。 Fig, 2: CANoe.CANopen samplG configuration fora simulated CANopen network 原型環(huán)境 首先并且首要的，整個(gè)系統(tǒng)的原型 CAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該支持測試和驗(yàn)證。此外，該原型還應(yīng) 該提供早期項(xiàng)目開發(fā)功能。因此，用真實(shí)的ECU或仿真ECU表示整

3、個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)獨(dú)立組 件這一過程是非常重要的。這樣可以相對簡單的在系統(tǒng)開發(fā)過程中測試真實(shí) ECU的功能完 整性。因此原型環(huán)境的功能性要求比純仿真要多得多。 仿真一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)是成本很高的，而且工作量很大。合適的工具可以大大簡化這一任務(wù)。 Vector Informatik 公司的CANoe. CANopen產(chǎn)品能真正支持用戶建立系統(tǒng)原型的通信部分。 只需要幾個(gè)簡單的配置步驟就可以創(chuàng)建一個(gè)原型系統(tǒng)，其通信功能與真實(shí)系統(tǒng)完全相同。 首先，為 CANopen ECU 選擇一個(gè) EDS(Electronic Data Sheet)描述文件。如果該設(shè)備的 描述文件不存在，是因?yàn)樵O(shè)備開發(fā)過程尚未結(jié)束，將使用

4、一個(gè)空模板占位。 下一步，在總線上交互的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)被關(guān)聯(lián)起來。例如，位于 5#地址設(shè)備的輸入 PressureValve與10#地址設(shè)備的變量 GasPressurl關(guān)聯(lián)。用這樣的方法定義原型系統(tǒng) 的所有的過程數(shù)據(jù)對象(Process Data Object)連接。CANopen可以自動計(jì)算映射關(guān)系，并可 以在隨后修改。 下一步，所有原型系統(tǒng)的配置信息都存放于設(shè)備配置文件 (DCF - Device Configuration File).中。用戶可以利用這些配置文件來創(chuàng)建一個(gè)原型環(huán)境。對于每個(gè)真實(shí)系統(tǒng)中的 ECU都 生成一個(gè)具有相同通信屬性的 CANoe中的副本。 原型環(huán)境的通信部分在 C

5、ANoe工具啟動時(shí)生效。通過服務(wù)數(shù)據(jù)對象 (SDO=Service Data Objects)可以訪問(仿真)ECU的目標(biāo)目錄；可以對這些目錄作額外的修改。 Fig, 3: Ov&rviw of the CANod CANop&n Environment 應(yīng)用表現(xiàn) 系統(tǒng)中獨(dú)立ECU的應(yīng)用表現(xiàn)是另一個(gè)原型階段感興趣的內(nèi)容。 不能從EDS文件中導(dǎo)出 ECU的應(yīng)用表現(xiàn)，因?yàn)?EDS文件只是表示了目標(biāo)目錄的框架。通常應(yīng)用表現(xiàn)的構(gòu)建是另外 編程實(shí)現(xiàn)的。 集成了 CAPL編程語言的軟件工具 CANoe可以非常容易地描述 ECU的表現(xiàn)。也可以 用DLL描述ECU的表現(xiàn)。DLL用C/C+編寫，

6、并鏈接到原型環(huán)境。 CANoe也可以與 Matlab/Simulink 很好的集成。 根據(jù)需求等級不斷細(xì)化， 原型將越來越優(yōu)化。 完成了原型系統(tǒng)后， 需要對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行 測試。在這一環(huán)節(jié)，軟件工具 CANoe將提供測試創(chuàng)建、評估和記錄。 CANopen系統(tǒng)的測試 功能需求包含以下幾個(gè)等級： 協(xié)議層： 一個(gè)例子是依據(jù) CiA e.V的規(guī)范對SDO協(xié)議的測試。這個(gè)例子中，包括了對被測設(shè)備Fig. 4: CANopen t&st levels PW* *1 （DUT- device under test）發(fā)送請求，對接受到的響應(yīng)作出評估。 不管在系統(tǒng)的獨(dú)立設(shè)備中是否 實(shí)現(xiàn)了基于CANopen

7、的通信協(xié)議都可以對其進(jìn)行測試。 通信層： 不在此處測試協(xié)議的正確性， 而是對（獨(dú)立的）協(xié)議順序的邏輯流進(jìn)行了驗(yàn)證， 如對PDO 的配置。在PDO測試的例子中，在對象目錄中的 PDO相關(guān)的實(shí)體必須按指定的順序書寫。 在好的測試案例下，能檢測到遵循這一順序； 在壞的測試案例下， 錯(cuò)誤的順序?qū)⒈憩F(xiàn)在被測 設(shè)備的響應(yīng)中。創(chuàng)建這一測試需要徹底理解 CANopen的細(xì)節(jié)，最主要的是理解所使用的不 同通信機(jī)制之間的相互關(guān)系。 應(yīng)用層： 應(yīng)用層的測試會檢查過程變量之間的關(guān)系。 要證實(shí)變量之間的關(guān)系， 必須滿足如下先決 條件：過程變量必須能與 PDO發(fā)生交換，系統(tǒng)必須完全可配置。例如，在測試時(shí)，閥的狀 態(tài)可被看

8、作溫度或壓力的函數(shù)。這一例子說明用戶必須能清楚地描述測試。 測試過程 使用CANoe工具，借助于集成的 CAPL編程語言可以準(zhǔn)確描述測試過程。開發(fā)者使用 CAPL語言可準(zhǔn)確描述對復(fù)雜的通信系統(tǒng)的相當(dāng)靈活的測試過程。 每個(gè)CAPL測試模塊是一 個(gè)包含許多獨(dú)立測試用例的獨(dú)立測試。每個(gè)測試用例又包含了許多測試步。在測試執(zhí)行時(shí)， CANoe工具可依次運(yùn)行各個(gè)測試用例。合適的測試流程控制可以跳過或重復(fù)某些測試。這 樣可實(shí)現(xiàn)動態(tài)測試功能。 借助預(yù)先定義的 CAPL函數(shù)能大大簡化產(chǎn)生測試用例的過程。一個(gè)典型的測試順序可 能具有這樣的結(jié)構(gòu)：先仿真被測設(shè)備，測試人員等待其響應(yīng)，然后做出評估。 CAPL提供了 很

9、多測試流程與事件同步的函數(shù)，比如接受一個(gè)特定的消息或者一個(gè)改變了的（可能通過 COM修改）環(huán)境變量的值。與此同時(shí)，能在類似的后臺監(jiān)控到其它條件或約束的實(shí)現(xiàn)。如 果在等待某個(gè)特定報(bào)文的過程中，用戶希望檢查此總線上是否還在周期性發(fā)送另一不同報(bào) 文，這一功能就很有用。 尤其是建立自動執(zhí)行的測試時(shí)，對每個(gè)獨(dú)立的測試步結(jié)果的詳細(xì)數(shù)據(jù)記錄是非常重要 的。另外的CAPL函數(shù)可用于將結(jié)果寫入 XML文件作后處理，也可以寫入 HTML文件做 直接評估。CANoe工具的測試過程也可以由 XML文件指定。如果能通過同一工具生成許多 類似的測試過程，是更受歡迎的。CANoe工具提供了大量的 XML格式的測試模板并能非常 合適地使用。 總結(jié) CANopen網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的原型開發(fā)總是有許多重要的工作要