HIL测试方法上篇：测试流程与测试分析

谈到HIL测试，你首先会想到什么呢？想到一大堆的测试用例，测试脚本，还是数不清的测试报告，又或是常年与一台冰箱大小设备相伴工作的场景。如果谈到HIL测试方法，你又会想到什么呢？是各种软件测试方法，是团队的测试流程，还是硬件在环仿真技术本身？......“HIL测试方法”一词太过宏大，为叙述方便，本文特指“为了验证ECU软硬件的设计和实现，基于硬件在环设备，如何设计测试流程、提取测试需求、设计测试用例、编写测试脚本的过程和方法论”。

测试流程

首先我们来看HIL测试流程。

第一步是收集ECU的测试依据，这里的测试依据包括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；

第二步测试分析，即分析测试依据，找出HIL测试点。测试点顾名思义，就是测试用例要验证的功能点，又称为测试需求。测试点的提取对测试质量非常重要，因为它直接影响到一个项目是否“漏测”，因此，需要组织专家对测试点进行review。

第三步测试设计，即根据提取的测试点，设计测试用例和测试数据；可以使用各种软件测试技术（边界值，等价类，状态图等）来设计测试用例，并根据具体ECU设计情况选择测试数据，以求覆盖所有的测试点。测试用例和测试数据也需要进行review。值得注意的是，如果测试用例打算编写成自动测试脚本，并自动执行，则需要考虑测试脚本实现的可能性和方便性，步骤不应过多过细，最好留给测试自动化工程师一些发挥空间。

最后一步是测试脚本的编写和执行。

整个测试流程中每一步骤都应该保持向前追踪，从而确保测试质量。其中，测试分析阶段最为重要，也是最能体现测试工程师设计能力的地方。

下文主要以2015年12月28日发布的《GBT 27930-2015 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》（后文简称快充协议）作为测试依据，讲解测试分析的过程。

测试范围：

对电池管理系统BMS的快充特性进行功能测试，通信测试和诊断测试。功能测试主要检查BMS在正常状态下充电时序逻辑、非正常状态下停止充电的时序逻辑是否正确；通信测试主要是检查J1939协议是否正确实现，它是功能测试和诊断测试的基础；诊断测试主要检查BMS的对发生的硬件故障是否能够正确记录，存储和清除DTC码。

测试对象分析：

功能测试分析：根据快充国标“附录A.6” 正常充电时序流程图，应测试所有BMS报文开始发送和停止的条件是否正确实现；对于有多个条件触发的报文，应测试所有的条件；同时，应检查BMS对车辆相关继电器的控制是否正确，相关监控点电压是否正确。根据“国标附录A.7，A.8，A9，A10”非正常状态下停止充电的时序流程图，一方面要测试BMS能否正确响应充电机的停止充电请求，另一方面也要测试BMS能否正确主动提出“停止充电请求”，并正确执行相关继电器的控制和电流的监控。根据“国标附录A11，A12”通信超时流程图，一方面应测试BMS对充电机接收报文超时的响应是否正确，另一方面也要测试BMS能否正确发送超时故障报文，并执行相关继电器的控制和电流的监控。

通信测试应检查所有J1939报文的收发是否正确，尤其对于数据字节大于8byte的报文：BRM，BCP，BMV，BMT，BSP，应检查BMS的传输协议功能（消息的拆装和重组）是否正确实现。诊断测试应检查所有的故障诊断报文（包括DTC码）及其功能是否正确实现。

测试点与测试方法：

下面根据功能测试分析的内容，提取测试点，如下表：

测试项	测试点	测试思路	测试方法
正常充电时序	BHM，BRM，BCP，BRO，BCL，BCS，BSM，BMV，BMT，BSP，BST，BSD，BEM的发送条件和终止条件	检查每一个报文的发送条件和终止条件是否正确实现	有效条件，无效条件，对于超时门限判断，应用边界值方法
	BMS充电唤醒	检查充电唤醒条件是否正确实现	有效条件，无效条件
	BMS系统启动后，BMS根据“检测点2”的电压决定是否进行握手连接	检查条件判断是否正确实现	有效条件，无效条件
	BMS判断充电桩参数是否合适	检查判断条件及其相关继电器动作是否正确实现	有效条件，无效条件
	BMS时间同步逻辑	检查时间同步逻辑是否正确（可选）
	BMS主动停止充电流程	检查电流门限是否正确实现，以及继电器是否正确断开	边界值方法
	BMS系统进入休眠	检查BMS在充电完成后，是否进入休眠状态	有效条件，无效条件
非正常状态下停止充电	BMS响应充电机的停止充电请求	检查电流门限是否正确实现，以及继电器是否正确断开	电流门限，继电器断开时间门限：边界值方法
	BMS主动发出“因故停止充电请求”	检查各个故障原因（条件）是否正确触发“停止充电请求”	有效条件，无效条件；
	BMS因故主动停止充电流程	检查电流门限是否正确实现，以及继电器是否正确断开	电流门限，继电器断开时间门限：边界值方法
	BMS通信中断条件判断	检查通信中断条件是否正确实现	有效条件，无效条件
	BMS因通信中断而主动停止充电	检查电流门限是否正确实现，以及继电器是否正确断开	电流门限，继电器断开时间门限：边界值方法
	S开关断开（即检测点1电压不是4V），充电机主动停止充电	检查BMS是否进入休眠，并断开继电器
通信超时	当“充电机接收报文超时”时，BMS停止本次充电	检查电流门限是否正确实现，以及继电器是否正确断开；	电流门限，继电器断开时间门限：边界值方法
	当“充电机接收报文超时”后，BMS会等待“重新辨识”	检查BMS是否正确实现了等待“重新辨识”的逻辑条件	有效条件，无效条件
	BMS接收报文超时，主动要求停止本次充电	检查电流门限是否正确实现，以及继电器是否正确断开	边界值方法（其中，BEM报文触发条件的判断在第一条中验证），继电器断开时间门限
	“BMS接收报文超时”后，等待重新辨识	检查BMS是否正确实现等待“重新辨识”的条件	有效条件，无效条件

根据上表中的测试点和测试方法（并不全面和充分），结合实际BMS功能的规格书，通过选择测试数据，制定测试步骤和期望结果，可完成测试用例集的设计。

   对于通信测试和诊断测试，可以采用类似的分析方法，提取测试点和备注测试方法。本文限于篇幅不再详述。本文转载：融创芯城

主要参考文献：

《软件测试之魂 核心测试设计精解（第2版）》 肖利琼　著

《GBT 18487.1-2015 电动汽车传导充电系统 第1部分 通用要求》

《GBT 27930-2015 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》