性能測(cè)試解決方案

現(xiàn)代的車載電子電氣系統(tǒng)與行車安全的關(guān)聯(lián)愈發(fā)緊密，諸如轉(zhuǎn)向、剎車、引擎控制等功能已實(shí)現(xiàn)電子化控制，電控系統(tǒng)的失控會(huì)危及相關(guān)交通參與者的人身及財(cái)產(chǎn)安全，針對(duì)車載電子電氣系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的安全把控也成為多家廠商的一貫標(biāo)準(zhǔn)。汽車功能的不斷完善帶動(dòng)控制器的數(shù)量劇增，多種功能單元模塊的交互變得高頻多向，車載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。

ISO26262、IEC61508、DO178B/C等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)資源占用提出了要求，需要在設(shè)計(jì)、驗(yàn)證階段對(duì)時(shí)間（WCET、WCRT）、內(nèi)存進(jìn)行評(píng)估（堆棧、占用率），滿足架構(gòu)設(shè)計(jì)的閾值范圍。

根據(jù)多家主機(jī)廠、供應(yīng)商的性能方案交流和測(cè)試實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)緯恒潤(rùn)借助自動(dòng)化測(cè)試工具可以解決多個(gè)層級(jí)的性能問題，包含堆棧溢出、任務(wù)超時(shí)、負(fù)載偶發(fā)超負(fù)荷等，并結(jié)合功能安全和ASPICE流程完成測(cè)試體系的搭建。

測(cè)試方案

在底盤、電驅(qū)、車身等系統(tǒng)的性能指標(biāo)評(píng)估上，經(jīng)緯恒潤(rùn)可根據(jù)客戶需求進(jìn)行方案的調(diào)整實(shí)施。借助靜態(tài)性能分析套件AbsInt和動(dòng)態(tài)在板測(cè)試套件RVS可以貫穿代碼級(jí)、控制器級(jí)、系統(tǒng)級(jí)，完成針對(duì)堆棧、時(shí)間、負(fù)載的性能分析，評(píng)估軟件在極限工況下的任務(wù)實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性，保證軟件質(zhì)量。

靜態(tài)實(shí)施

• 客戶收益

- 在代碼開發(fā)、控制器集成階段評(píng)估資源使用率，指導(dǎo)芯片選型和工程優(yōu)化

- 保證軟件的任務(wù)/中斷/runnable等預(yù)留的堆?？臻g和周期合理

- 保證芯片內(nèi)存占用率和CPU負(fù)載在閾值范圍內(nèi)

- 評(píng)估函數(shù)、變量在執(zhí)行路徑下調(diào)用和占比的合理性

- 開展符合功能安全和ASPICE流程要求的測(cè)試

• 測(cè)試內(nèi)容

- 資源占用率：自動(dòng)化分析最差工況的堆棧用量、RAM/ROM/Flash占用率

- 任務(wù)執(zhí)行時(shí)間：分析最差工況下的執(zhí)行時(shí)間，測(cè)試周期穩(wěn)定性和任務(wù)實(shí)時(shí)性

- 調(diào)度仿真：模擬任務(wù)調(diào)度，CPU負(fù)載率測(cè)試、分析核上負(fù)載占比關(guān)系測(cè)試

• 方案特點(diǎn)

- 借助AbsInt工具，針對(duì)工程的.elf/.out文件進(jìn)行自動(dòng)化分析，無(wú)需依賴源碼

- 支持PPC、V850、Tricore、ARM等多種架構(gòu)芯片的堆棧、時(shí)間分析

- 分析過程考慮內(nèi)聯(lián)匯編代碼、庫(kù)函數(shù)調(diào)用、函數(shù)指針、緩存/流水線等行為

- 分析遍歷所有工況，結(jié)果涵蓋程序的各個(gè)入口和任務(wù)，圖形化展示最差工況下的執(zhí)行路徑和占比用量，指導(dǎo)代碼性能優(yōu)化

- 不依賴客戶本身測(cè)試用例，執(zhí)行效率高，項(xiàng)目周期短

- AbsInt 官方擁有認(rèn)證支持包 QSK證明工具滿足ASIL D等級(jí)功能安全標(biāo)準(zhǔn)

動(dòng)態(tài)實(shí)施

• 客戶收益

- 在PIL、HIL、車載環(huán)境下進(jìn)行時(shí)序分析，確保軟件行為安全

- 可視化監(jiān)測(cè)真實(shí)任務(wù)調(diào)度和CPU負(fù)載，為系統(tǒng)升級(jí)提供優(yōu)化參考

- 保證多任務(wù)和多核運(yùn)行的合理性，規(guī)避優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)、死鎖等時(shí)序問題

- 開展符合功能安全和ASPICE流程要求的測(cè)試

• 測(cè)試內(nèi)容

- 任務(wù)執(zhí)行時(shí)間：分析任務(wù)的最差工況下執(zhí)行時(shí)間，測(cè)試周期穩(wěn)定性和響應(yīng)實(shí)時(shí)性，中斷執(zhí)行時(shí)間等

- 任務(wù)調(diào)度分析：分析任務(wù)響應(yīng)時(shí)間，圖形化顯示多核、多任務(wù)調(diào)度關(guān)系，定位時(shí)序問題

- 負(fù)載率分析：基于實(shí)際工況對(duì)CPU負(fù)載率進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析，評(píng)估極限負(fù)載下的CPU負(fù)載率占用情況

• 方案特點(diǎn)

- 借助RVS分析套件進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析，還原實(shí)際環(huán)境下的執(zhí)行工況

- 支持多任務(wù)和多核分析，可追蹤定位軟硬件交互情況

- 支持全量數(shù)據(jù)采集和長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)運(yùn)行，定位多種工況的運(yùn)行狀態(tài)

- 支持同步分析任務(wù)、程序執(zhí)行和覆蓋路徑，并對(duì)比多版工程時(shí)間、負(fù)載變化

- 自定義程度高，項(xiàng)目復(fù)用性強(qiáng)，可針對(duì)任意函數(shù)、模塊或代碼段進(jìn)行時(shí)序分析

- 應(yīng)對(duì)偶發(fā)性缺陷比如高負(fù)荷、超時(shí)等問題，可以設(shè)置自定義閾值來(lái)進(jìn)行觸發(fā)檢測(cè)

- 支持集成多種硬件環(huán)境，比如PPC、V850、Tricore、ARM聯(lián)合Tasking、Hightec、IAR等

- RVS 工具評(píng)估等級(jí)為TCL3，可以支持產(chǎn)品功能安全認(rèn)證等級(jí)ASIL D

基于以上測(cè)試方案，借助靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能測(cè)試工具，可以完成針對(duì)堆棧、時(shí)間、負(fù)載率的分析，有效驗(yàn)證基礎(chǔ)軟件的性能，提高軟件的運(yùn)行穩(wěn)定性和性能質(zhì)量，確保系統(tǒng)功能的正確實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)ISO 26262對(duì)資源占用的要求，需要開展性能測(cè)試。針對(duì)不同的用戶，經(jīng)緯恒潤(rùn)提供定制化的咨詢服務(wù)，主要包括：測(cè)試過程能力建設(shè)、測(cè)試技術(shù)咨詢、測(cè)試工具鏈建設(shè)、第三方測(cè)試服務(wù)等。