基于集群的汽车软件测试

汽车新四化给E/E架构带来了新的要求和变化。当前，E/E架构正从分布式向集中式发展，域架构和区域架构已成为行业的趋势。

2023年5月18日-19日，在吉利2023智能汽车技术论坛上，昆易电子集群测试事业部总经理白日光表示，新的架构给硬件系统、软件系统和测试系统都带来了挑战。使用“集群测试”让客户研发更简单成为行业的新方向。对此，昆易电子提出了“集群测试”解决方案。

以下为演讲内容整理：

在汽车“新四化”的大趋势下，智能化和网联化将带来新的架构变化。针对客户需求，我们需要降低E/E架构的复杂度，提升组装效率，实现软硬件解耦。

汽车软件测试挑战

目前有两个方向正在进行：一个是朝着域架构方向发展，主要是功能域。功能域主要包括5大域：底盘域、动力域、车身域、自动驾驶域及其智能座舱。另一个是以特斯拉为代表提出的区域架构，给E/E架构带来了革新变化。区域架构的概念相当于对整车功能按照空间位置进行划分。

目前看来，很多整车厂正在并行开发这两个架构。这样的架构不仅带来了硬件和软件开发的复杂度，也给测试带来了新的挑战。

硬件方面，一方面域控制的复杂度将大大提升。之前的控制器只有100PIN左右，现在复杂的控制器将达到300PIN，意味着功能会越来越多。另外是数据带宽，以前采用的是CAN的通信架构，现在以太网引入后，百兆甚至1G的通信速率已在整车厂开始应用。此外，自动驾驶和辅助驾驶对于AI运算能力需求有了极大的提升。

软件方面，新的SOA的软件架构以及OTA的引入，使得系统的开发模式与从前大不相同。过去，车到终端客户就算交付，现在车到终端客户才算起步，软件开发是不断迭代的过程。现在整车厂的软件迭代频度甚至达到每月一次。在大量软件迭代和功能设计过程中，我们需要思考如何应对软件验证测试工作。

总体来看，现在汽车领域，无论是客户还是零部件厂商都可能遇到“引入SOA和OTA功能”后，软件开发将成为汽车全生命周期的过程。另外，新E/E架构必然会带来许多新产品，如域控产品和区域控制器，如何提升复用度，对测试开发工具和设备而言是个挑战。并且，一旦部署SOA软件，功能实现将不再是单一控制器，而是多控制器联合实现。例如，车身的功能，逻辑部分放在智能计算单元，下面的区域控制器以传感和执行为主。如果要测试这些完整功能，需要多个域控制器联合调试或测试。

为了应对软件和硬件的挑战，我们提出了“集群测试”概念。

集群测试技术

关于集群测试，我们的目的是以横向扩展的方式满足更高的硬件仿真测试需求。关键技术点有两个：一是IO HUB，主要实现时间和数据的同步；二是自动驾驶数据注入卡，目前，我们已经完成了多个项目的数据注入，有单个对象注入方案，也有集群注入方案，关键技术就是要实现多路雷达信号和摄像头信号时间同步，精度控制在500us内。

另外，集群测试也可以解决软件测试问题。由于现在软件数量巨大，软件测试案例可能有上万条，我们需要让测试案例并行执行。对于实时机策略，我们提出了容器化技术，通过测试环境容器化实现多任务并行执行，缩短测试时间。这里主要涉及的核心技术包括RTPC实时机容器化技术，以及与CICT系统对接，实现自动化测试。

现在举一个实际的集群测试案例，我们为客户提供了六大控制器的集群测试方案。有三个计算单元，分别为智能座舱计算单元、自动驾驶计算单元和中央计算单元。另外三个为区域控制器。六台HIL通过以太网交换机连接到管理服务器，多台HIL间通过IO HUB实现数据同步和时间同步。

图源：昆易电子

集群测试的优势在哪呢？

只要搭建一个HIL集群，将被控对象接到设备上，所有工程师就可以远程管理资源、预约工作以及进行最后的调试工作。另外，为了仿真真实域架构，特别是中央计算再加多个区域控制器时，以太网和CAN网络本身就有实际的网络拓扑。在搭建测试集群时，我们可以帮助客户按照真实的网络拓扑搭建整体架构，一方面可以测试控制器本身功能，另一方面可以将网络拓扑的架构实时仿真和测试。

测试集群能为客户带来怎样的价值？

首先是资源的柔性配置和可扩展性。如果之前订购了100个IO资源，后续想扩展到200或300，通过相关技术可以实现硬件资源的无缝衔接。

从工作效率方面来看，现在可以实现多环境在同一设备中并行运行，大大缩短了测试周期，提高测试效率。

从公司总体投资来看，客户可以在公司内跨部门间搭建整体测试集群，总体使用效率和成本更有优势。

另外从测试case的管理、测试报告的生成和测试效率的提升方面，测试集群方案对客户都会有很大帮助。

昆易的优势

昆易成立于2011年，目前共有450人以上。主要服务于整车厂和零部件厂商，同时，我们也在拓展与高校的合作。

我们的技术产品分为两部分：一部分是车载端产品，另一部分是实验室端。

车载端，重点关注ADAS数据采集解决方案，以及总线仿真测试工具和数据记录仪，并拥有一套自主开发的工具；也包含后台云端管理软件，可通过WEB端监控所有数采设备的使用情况。

实验室端，重点关注HIL硬件在环系统的开发。AD 注入仿真是我们的优势，已与许多整车厂合作。目前，我们正致力于打造集群测试方案及其产品。

未来，由于新的汽车整车架构的引入，集群测试概念将成为必然。

总而言之，昆易在开发和测试方面的优势在于：首先，从硬件到软件全自主开发且拥有自己的知识产权，引领测试设备和工具开发国产化；其次，针对硬件端、软件端、云端的开发工作，我们都有完备的研发团队；第三，在单机HIL、ADAS注入等方面，我们积累了大量实战经验；第四，在集群测试的核心技术上申请了多个专利；最后，因为我们是一家关注自研和本土化开发的公司，快速响应客户和本地技术服务也会成为我们的竞争优势。

希望在开发和测试工具链自主研发的道路上，昆易能更好的服务于客户，为中国汽车事业贡献一份力量，让客户的研发更简单。