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詳解車載設(shè)備FOTA測試

上??匕?/a> ? 來源:上海控安 ? 作者:上??匕? ? 2023-04-21 11:09 ? 次閱讀

作者 |李偉 上海控安安全測評部總監(jiān)

來源 |鑒源實驗室

引言:上一篇文章我們以車載Tbox為例介紹了相關(guān)的性能測試(車載TBOX嵌入式設(shè)備軟件的性能測試),本篇我們介紹另外一個重要功能的專項測試:OTA(Over the air)測試。OTA測試會因為不同廠家選擇使用的OTA實現(xiàn)方案的不同出現(xiàn)測試上的差異,對于這一點大家要注意,即使是同一個主機(jī)廠,不同車型選擇的OTA方案不一樣測試方法也會不一樣。

01正式開始之前

車輛OTA升級目前已經(jīng)非常普及了,本篇我們不再重復(fù)概念上的說明。SOTA(software OTA)主要針對的是客戶應(yīng)用軟件的升級,通常由用戶從應(yīng)用商城下載安裝升級實現(xiàn),技術(shù)實現(xiàn)和測試相對FOTA(Firmware OTA)來說較為簡單,本次我們也不做分析,本篇給大家講的主要是FOTA。

整車FOTA升級的復(fù)雜程度與參與升級的設(shè)備數(shù)量密切相關(guān),兩個零部件參與升級和整車二十個零部件升級的復(fù)雜程度是完全不一樣的,這一點在實施一次完整的升級測試所花費的時間上體現(xiàn)得更為明顯。特別提醒測試人員對于類似場景的測試設(shè)計,必須考慮到測試效率的問題,在不影響測試準(zhǔn)確性和有效性的情況下,盡可能在一次升級過程中完成多項單獨的測試設(shè)計點。

不同主機(jī)廠整車FOTA的技術(shù)方案不一樣,通常來講整車升級中的零部件可以分為3類。第一類零部件,升級過程可以完全由零配件自己完成(不考慮后端FOTA升級服務(wù)器的情況下),包括獨立完成網(wǎng)絡(luò)連接、主動檢查是否有可用升級軟件、主動下載存儲軟件包、主動完成包的升級,如Tbox。第二類零部件,有比較強(qiáng)的自主控制功能,如可以完成獨立的升級包下載存儲和包的自主升級,但是需要其他零部件配合,如娛樂主機(jī)系統(tǒng)和智能行車電腦等,能自主獨立下載升級包并檢校存儲,可以獨立完成包的升級更新,但是需要Tbox配合提供上網(wǎng)通道。第三類零部件,不能自主完成程序的升級,需要車輛的FOTA升級主控設(shè)備控制自身的軟件升級,如雨刷控制器、空調(diào)系統(tǒng)控制器、座椅控制器等。

整車FOTA升級的拓?fù)鋱D如下所示:

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圖 1

02整車FOTA升級的過程

整車FOTA升級的業(yè)務(wù)過程大體可以分為以下4個步驟:

第一步,首先在FOTA后臺服務(wù)器端創(chuàng)建任務(wù),根據(jù)車型、車輛、升級的ECU軟件包等創(chuàng)建升級策略和升級任務(wù)。這個過程中要準(zhǔn)備好被測試件的軟件包,測試車輛,以及被測試車輛的車型和車輛相關(guān)信息。

第二步,車端自動觸發(fā)或人為觸發(fā)升級過程,下載FOTA升級包到車端本地,并進(jìn)行升級包的檢驗校準(zhǔn)和存儲。不同主機(jī)廠采用FOTA方案的不同,升級的主控設(shè)備就不一樣,大家需要根據(jù)具體項目中的實際情況區(qū)分對待。

第三步,ECU執(zhí)行軟件包的升級。

第四步,升級完成后主控設(shè)備控制退出整車FOTA狀態(tài),恢復(fù)整車的通訊,診斷更新配置字,清除故障碼,上傳升級記錄到FOTA服務(wù)端等。

FOTA功能業(yè)務(wù)的流程示意圖如下所示:

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圖 2

03FOTA升級零部件的交互

整車FOTA的全過程是比較復(fù)雜的,我們做測試設(shè)計時通常按照需求文檔來編制,將FOTA的測試按升級步驟進(jìn)行邏輯上的劃分,在各個步驟內(nèi)部的功能需求點測試設(shè)計通常參考需求文檔和當(dāng)前項目的FOTA技術(shù)規(guī)范,對本步驟內(nèi)的升級信息交互進(jìn)行驗證。

下圖是一個簡單的FOTA升級交互圖,需要主控ECU來控制FOTA升級的過程大體如下圖所示,不依靠主控控制升級的零配件不適用下圖,具體項目中跟本例可能存在差異,大家需要以實際情況為準(zhǔn)進(jìn)行變通。

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圖3 FOTA升級交互圖

交互的步驟大體如下:

(1)車輛啟動后,達(dá)到一定條件,ICC(智能計算控制器)默認(rèn)觸發(fā)整車OTA版本升級的檢查,通過IAM(智能聯(lián)網(wǎng)控制器)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),連接到OTA升級服務(wù)后臺端進(jìn)行任務(wù)查詢,對比本機(jī)和OTA后臺服務(wù)中的版本記錄,確認(rèn)ECU軟件是否存在更新和需要升級。

(2)如果存在新版本軟件且符合服務(wù)端的升級策略,則開始進(jìn)行升級包的下載工作,在這個過程中會有各種下載前置的判斷設(shè)定,有的升級方案還規(guī)定了版本下載的中斷和續(xù)傳,軟件下載完成后會執(zhí)行軟件包的校準(zhǔn)檢查,確認(rèn)包的正確性和完整性。

(3)新版本下載確認(rèn)后,ICC主控件會檢查車輛的狀態(tài),確認(rèn)是否符合當(dāng)前升級的要求,如車輛檔位在P檔,車輛蓄電池電量大于70%等,在滿足升級條件的情況下,主控零部件會控制車輛或者零配件進(jìn)入固件刷寫狀態(tài),然后ICC主控零配件會執(zhí)行刷寫過程,刷寫過程中的進(jìn)度情況也會同步上報直至升級完成。

(4)軟件版本升級完成后,ICC主控件會執(zhí)行相應(yīng)的刷寫后檢查和更新配置信息,如更新被升級件物流信息中的軟件版本、清除故障碼、將整車狀態(tài)從FOTA升級狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)、上報本次FOAT升級的過程記錄和結(jié)果等等。

升級過程節(jié)點步驟的觸發(fā)條件如下:

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圖 4

04測試要點

整車FOTA測試較復(fù)雜,通常主機(jī)廠會進(jìn)行專項測試任務(wù)。當(dāng)整車升級的零配件多達(dá)幾十個的時候,測試人員剛接觸會覺得無從下手,同時執(zhí)行單次完整升級的時間,從準(zhǔn)備工作算起到執(zhí)行結(jié)束可能需要花費1天,甚至更多的時間。我們把FOTA測試的要點進(jìn)行了梳理,希望給大家有所幫助。

(1)FOTA升級涉及零配件多,場景復(fù)雜,整個過程和步驟漫長,因此測試設(shè)計通常會將FOTA的測試分類、分階段、分步驟地進(jìn)行。

(2)從少量零配件測起,逐漸增加參與升級的零配件,直至所有部件都參與。

(3)零配件測試增加的順序,通常按照本文第1章節(jié)的敘述,從Tbox這類完全獨立自主控制自身升級的零配件,到娛樂主機(jī)這類半獨立自主升級零配件,最后擴(kuò)大到需要ICC主控件來控制自身升級的無獨立自主升級零配件。

(4)FOTA的升級過程通常安裝本文第2章節(jié)的4個階段進(jìn)行劃分,在每個階段的開始和結(jié)束設(shè)立可觀察條件,測試人員對每個階段的輸入輸出進(jìn)行驗證和確認(rèn)。

(5)在集成測試階段,特別是零配件的集成測試階段,測試需要深入到FOTA升級協(xié)議的報文間交互中,這就需要在本小節(jié)第4點的說的階段基礎(chǔ)上,進(jìn)一步深入到交互步驟,通過通訊協(xié)議來確認(rèn)升級的零配件每個交互步驟是否正確。

(6)異常測試的場景,通常是按照技術(shù)規(guī)范給出的各階段或者各步驟的觸發(fā)條件,來反向設(shè)計,如整車電源狀態(tài)、檔位狀態(tài)、蓄電池電量、車輛速度等異常條件逐個和組合設(shè)計。

審核編輯黃宇

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