資料介紹
隨著近年汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車控制,如發(fā)動機控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等裝置中都采用電子控制單元ECU(Electronic Control Unit)[1]。一些高檔的轎車大約有70個ECU,ECU之間傳遞的信息超過2500條[2]。為了使ECU之間實現(xiàn)信息共享,誕生了在汽車控制系統(tǒng)中應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),即車載網(wǎng)絡(luò)。隨著汽車中電子單元的增加,網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜,ECU在通信時,可能由于其他節(jié)點未上線或出現(xiàn)故障而造成信息丟失,所以需要專門的網(wǎng)絡(luò)管理組件對車載網(wǎng)絡(luò)進行管理,以達到車載網(wǎng)絡(luò)信息傳輸準(zhǔn)確性、安全性的目的。
OSEK/VDX (Open Systems and the Corresponding Interfaces for Automotive Electronics/Vehicle Distributed eXecutive) 是歐洲主要的汽車廠商和研究機構(gòu)聯(lián)合提出的一種基于汽車電子開放式系統(tǒng)及其接口的軟件標(biāo)準(zhǔn)。鑒于汽車網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性,OSEK/VDX中的網(wǎng)絡(luò)管理NM(Network Management)規(guī)范提供了標(biāo)準(zhǔn)的管理策略,通過接口和服務(wù)來實現(xiàn)汽車網(wǎng)絡(luò)中ECU節(jié)點的監(jiān)控和管理[3]。OSEK/VDX規(guī)范對網(wǎng)絡(luò)管理提出直接網(wǎng)絡(luò)管理和間接網(wǎng)絡(luò)管理兩種實現(xiàn)機制。
OSEK/VDX規(guī)范是通過自然語言和圖表形式進行描述的,程序開發(fā)人員在根據(jù)規(guī)范編寫應(yīng)用程序時,可能因為對規(guī)范的不同理解、編寫代碼時的失誤等原因,導(dǎo)致應(yīng)用程序與規(guī)范的不一致。對于安全性有極高要求的汽車電子系統(tǒng)而言,這種現(xiàn)象是不允許的。因此,有必要通過一致性測試來判斷開發(fā)的應(yīng)用程序是否符合預(yù)定規(guī)范。近年來,學(xué)術(shù)界對OSEK OS(OSEK Operation System)的一致性測試方法提出了一些解決方案。參考文獻[4]提出了一種OSEK OS服務(wù)調(diào)用規(guī)范的一致性測試方法,參考文獻[5]設(shè)計了一種OSEK OS一致性測試用例生成的方法,但是很少對OSEK NM的一致性測試做相應(yīng)研究。
本文在深入研究OSEK網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范的基礎(chǔ)上提出了一種OSEK NM一致性測試方法,設(shè)計出一種基于直接網(wǎng)絡(luò)管理功能的測試架構(gòu),并定義了測試方案、測試報文的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和測試流程。
1 OSEK直接網(wǎng)絡(luò)管理基本原理
在OSEK NM規(guī)范中,直接網(wǎng)絡(luò)管理是一種自組織形式網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間沒有主從之分,每個節(jié)點都被網(wǎng)絡(luò)中其他的節(jié)點監(jiān)控,同時該節(jié)點也監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點。直接網(wǎng)絡(luò)管理通過邏輯環(huán)對車載網(wǎng)絡(luò)進行管理與監(jiān)控,如圖1所示為直接網(wǎng)絡(luò)管理邏輯環(huán)的體系結(jié)構(gòu)。連接在總線上的A、B、C 3個節(jié)點都擁有自己唯一的網(wǎng)絡(luò)管理身份標(biāo)識ID,且IDA《IDB《IDC,根據(jù)ID的大小,以A→B→C→A的順序傳輸特定的網(wǎng)絡(luò)管理報文,形成一個虛擬邏輯環(huán)。在邏輯環(huán)中連接的所有節(jié)點按照邏輯環(huán)規(guī)定的方向發(fā)送特定的網(wǎng)絡(luò)管理報文,實現(xiàn)直接網(wǎng)絡(luò)管理功能。
圖2所示為直接網(wǎng)絡(luò)管理的狀態(tài)模型。通過網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)的調(diào)用和網(wǎng)絡(luò)通信狀況的改變,引起網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)的遷移,如調(diào)用StartNM()服務(wù)可啟動網(wǎng)絡(luò)管理功能,使節(jié)點的狀態(tài)從NMOff轉(zhuǎn)為NMOn。
在直接網(wǎng)絡(luò)管理中,為了滿足通信和網(wǎng)絡(luò)管理的需要,網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議數(shù)據(jù)單元NMPDU(NM Protocol Data Unit)包括地址域、控制域和數(shù)據(jù)域。圖3是網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議數(shù)據(jù)單元的基本格式。其中,Source ID表示網(wǎng)絡(luò)管理報文的源地址,即發(fā)送該網(wǎng)絡(luò)管理報文的節(jié)點
OSEK/VDX (Open Systems and the Corresponding Interfaces for Automotive Electronics/Vehicle Distributed eXecutive) 是歐洲主要的汽車廠商和研究機構(gòu)聯(lián)合提出的一種基于汽車電子開放式系統(tǒng)及其接口的軟件標(biāo)準(zhǔn)。鑒于汽車網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性,OSEK/VDX中的網(wǎng)絡(luò)管理NM(Network Management)規(guī)范提供了標(biāo)準(zhǔn)的管理策略,通過接口和服務(wù)來實現(xiàn)汽車網(wǎng)絡(luò)中ECU節(jié)點的監(jiān)控和管理[3]。OSEK/VDX規(guī)范對網(wǎng)絡(luò)管理提出直接網(wǎng)絡(luò)管理和間接網(wǎng)絡(luò)管理兩種實現(xiàn)機制。
OSEK/VDX規(guī)范是通過自然語言和圖表形式進行描述的,程序開發(fā)人員在根據(jù)規(guī)范編寫應(yīng)用程序時,可能因為對規(guī)范的不同理解、編寫代碼時的失誤等原因,導(dǎo)致應(yīng)用程序與規(guī)范的不一致。對于安全性有極高要求的汽車電子系統(tǒng)而言,這種現(xiàn)象是不允許的。因此,有必要通過一致性測試來判斷開發(fā)的應(yīng)用程序是否符合預(yù)定規(guī)范。近年來,學(xué)術(shù)界對OSEK OS(OSEK Operation System)的一致性測試方法提出了一些解決方案。參考文獻[4]提出了一種OSEK OS服務(wù)調(diào)用規(guī)范的一致性測試方法,參考文獻[5]設(shè)計了一種OSEK OS一致性測試用例生成的方法,但是很少對OSEK NM的一致性測試做相應(yīng)研究。
本文在深入研究OSEK網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范的基礎(chǔ)上提出了一種OSEK NM一致性測試方法,設(shè)計出一種基于直接網(wǎng)絡(luò)管理功能的測試架構(gòu),并定義了測試方案、測試報文的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和測試流程。
1 OSEK直接網(wǎng)絡(luò)管理基本原理
在OSEK NM規(guī)范中,直接網(wǎng)絡(luò)管理是一種自組織形式網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間沒有主從之分,每個節(jié)點都被網(wǎng)絡(luò)中其他的節(jié)點監(jiān)控,同時該節(jié)點也監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點。直接網(wǎng)絡(luò)管理通過邏輯環(huán)對車載網(wǎng)絡(luò)進行管理與監(jiān)控,如圖1所示為直接網(wǎng)絡(luò)管理邏輯環(huán)的體系結(jié)構(gòu)。連接在總線上的A、B、C 3個節(jié)點都擁有自己唯一的網(wǎng)絡(luò)管理身份標(biāo)識ID,且IDA《IDB《IDC,根據(jù)ID的大小,以A→B→C→A的順序傳輸特定的網(wǎng)絡(luò)管理報文,形成一個虛擬邏輯環(huán)。在邏輯環(huán)中連接的所有節(jié)點按照邏輯環(huán)規(guī)定的方向發(fā)送特定的網(wǎng)絡(luò)管理報文,實現(xiàn)直接網(wǎng)絡(luò)管理功能。
圖2所示為直接網(wǎng)絡(luò)管理的狀態(tài)模型。通過網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)的調(diào)用和網(wǎng)絡(luò)通信狀況的改變,引起網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)的遷移,如調(diào)用StartNM()服務(wù)可啟動網(wǎng)絡(luò)管理功能,使節(jié)點的狀態(tài)從NMOff轉(zhuǎn)為NMOn。
在直接網(wǎng)絡(luò)管理中,為了滿足通信和網(wǎng)絡(luò)管理的需要,網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議數(shù)據(jù)單元NMPDU(NM Protocol Data Unit)包括地址域、控制域和數(shù)據(jù)域。圖3是網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議數(shù)據(jù)單元的基本格式。其中,Source ID表示網(wǎng)絡(luò)管理報文的源地址,即發(fā)送該網(wǎng)絡(luò)管理報文的節(jié)點
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