基于TestStand 的BCM 自动化测试平台设计与应用

张燕雯

（工业和信息化部电子第五研究所，广东 广州 511370）

随着汽车行业的不断发展，汽车包含的功能越来越丰富。作为汽车中的核心组成部分，车身控制模块BCM的设计愈加复杂，由此带来了许多安全性和可靠性问题，为了降低系统失效带来的风险，需要对BCM进行安全性和可靠性测试。目前大多数BCM的生产厂家更多的是采用人工方式进行BCM的功能测试验证，投入的人力成本高、耗时久，容易出现漏测甚至误测等问题［1］，并且传统的人工测试更适用在BCM的开发试验阶段，无法满足已经进入批量生产阶段的测试要求。

汽车车身控制模块（Body Control Module，简称BCM），是实现车身控制的模块，可以实现离散的控制功能。某车型BCM主要包括后除霜功能、外部灯光控制、内部灯光控制、电动窗管理、RKE管理、防盗报警、尾门开锁管理、门状态管理、解闭锁、雨刮及洗涤管理、钥匙未拔报警管理、后视镜折叠、点火钥匙状态、PEPS报警、天窗控制等功能。

本文提出的一种BCM自动化测试平台由测试管理软件TestStand、实时测试与仿真软件LabVIEW、BCM测试用例和自动化测试脚本构成，针对BCM模块控制软件需求定制开发，将功能规范的描述进行具体化形成测试数据，导入到自动化测试平台中执行，覆盖功能、可靠等类型测试用例，可以进行BCM自动化测试，降低人工执行成本，大大提升汽车产品的安全性和可靠性。

1 BCM自动化测试平台的结构

该平台的硬件部分包含工业控制PC、数据采集卡（NI PCIe-6363/NI PXIe-6363多功能I/O设备）、接线盒、待测BCM、供电电源等。图1为BCM自动化测试平台的结构图。测试人员通过测试机发送测试数据激励工控主机产生模拟信号/数字信号，模拟信号/数字信号经过信号调理电路加载到待测BCM中，BCM根据输入的信号经过逻辑判断处理产生控制信号，该控制信号可以控制继电器进行相应动作，其中继电器是用于实际中连接车窗、转向灯、雨刮、后除霜、车门等负载的中介，在本文的自动化测试平台中利用数据采集卡采集BCM的所有输出信号［2］，并与期望的结果进行对比，以判断BCM的功能是否正确实现。

1）BCM可以控制车窗、转向灯、雨刮、后除霜、车门等。

2）便携式计算机用于监视BCM 控制信号发送到继电器响应的时间，并且可以发送CAN/LIN总线测试数据。

3）继电器是用于连接车窗、转向灯、雨刮、后除霜、车门等负载的中介。

图1 BCM自动化测试平台结构图

4）接线盒用于连接模拟信号的输入输出以及数字信号的输入输出。

5）程控电源用于给BCM控制设备供电。

BCM自动化测试平台基于CAN/LIN网络通信，由后除霜功能测试模块、外部灯光功能测试模块、内部灯光功能测试模块、电动车窗功能测试模块、RKE管理功能测试模块、防盗报警功能测试模块等组成。为了降低模块之间的耦合程度，本系统采用结构化的设计方法。系统通过接收RS232总线数据实现自动化数据分析。系统可以根据随机抽样方式和边界值分析自动化生成测试用例数据。系统通过导入自动生成的测试数据实现自动化执行测试用例数据。系统根据用户的选择，自动完成CCITT、MODBUS等形式CRC-16校验值的自动生成。

2 BCM自动化测试平台的软件设计

BCM自动化测试平台实现的是自动化执行测试用例数据，而其软件设计主要是把BCM测试用例转换成自动化测试脚本。将每一个BCM测试用例分解成多个测试步骤，各个测试步骤之间相对独立，每个步骤进行最基础的操作，如：初始化、延时等待、信号输入、信号读取、结果比对等。

首先完成底层搭建，编写动态链接库，将测试过程中涉及的所有变量进行封装。使用LabVIEW完成BCM相关联模块的虚拟化，开发测试序列中调用的代码vi，在这个过程中，主要是根据测试步骤来编写对应的测试代码模块［3］。最后利用TestStand软件建立测试序列，从用户使用角度，设计出符合实际工况要求的自动化测试脚本，测试内容覆盖电动门窗控制、中控门锁控制、遥控防盗、灯光系统控制、电源分配等功能。

3 自动化测试脚本设计

自动化测试脚本的设计主要由测试管理软件TestStand和实时测试与仿真软件LabVIEW来实现。TestStand作为测试流程的管理调度软件，负责测试流程、数据流的控制调配；LabVIEW负责开发具体的测试项，包括数据的采集、处理、存储等细节工作。

在TestStand软件中，针对每个测试功能点，在“Sequence Editor”窗口编写独立的自动化测试序列，每个测试序列文件包括多个需要测试的步骤“Step”［4］。如图2所示，以门状态管理测试功能为例，该序列名为“Door status-12V”，指该序列实现电源电压12V状态下的门状态管理功能测试。该序列中包含所有门状态管理功能相关的测试用例，每个测试用例在序列中由一条或多条步骤“Step”实现，每一条“Step”对应一个测试代码模块vi。图2中，在TestStand软件中完成对“Step”的设置，设置所调用的vi的路径，并对此处调用的vi模块设置好输入参数的默认值，同时设置预期输出参考值，模拟测试人员的手动测试。

图2 TestStand窗口界面

图3 LabVIEW程序框图界面

在自动化测试序列中调用的vi是由LabVIEW软件开发的测试代码模块。在LabVIEW软件中，针对经常执行的操作和步骤，开发相应的代码vi，以便测试序列调用［4］。如图3所示，以门状态管理功能测试vi模块为例，在程序框图窗口按照功能的实现逻辑完成程序的编辑，首先判断点火开关状态、门开关状态，由于该vi可由多个用例调用使用，所以这里先判断输入变量的状态，接着等待1000ms，获取门状态输出。在测试序列调用该vi时，获取的输出与预期输出参考值一致则该用例通过，否则不通过。另外，在软件的前面板窗口创建用户界面，可以使程序运行时的效果更为直观。同时，用户也可通过该界面实现对测试内容的配置，实现单独执行某条测试用例的目的。

4 BCM自动化测试平台的测试应用

打开TestStand软件，输入登录信息进行登录，打开Test－Stand Sequence文件，选中想要运行的步骤，右键选择“Run Selected Steps”，软件首先分析Sequence文件，根据实现功能的不同，步骤运行的时间会有所不同，运行结束的状态也会有所不同。如图4所示，第一步运行的是改变电压的步骤，这一步实现供电电源电压值的修改，没有相应的输出，因此运行完成后状态为“Done”，当执行步骤有输出时，状态为“Passed”或“Failed”，分别对应实际输出和预期参考值一致和不一致。

图4 自动化测试平台运行界面

当点击菜单栏中的绿色三角形按钮，可运行Sequence文件中的所有用例。如需单独执行某条用例，也可以右键选择执行选中的步骤。

运行结束后，可以浏览此次运行的结果报告，如图5所示，同时在Sequence文件所在目录下会自动生成此次的运行报告，方便后期查看和整理。

图5 报告查看界面

作为一款图形化编程软件，LabVIEW的编程过程非常直观且容易上手。当用例需要修改时，用户可以在文件中找到项目文件双击打开或者在LabVIEW软件中浏览找到项目文件打开，弹出项目浏览器对话框，点击“vi”可以查看到自动化用例调用的各个vi，打开后可以进行修改。

经过对某车型的BCM的测试，原本人工测试需要一位测试工程师测一个半月的工作，利用该自动化测试平台可实现两天完成全部的测试，测试效率极大提高，同时最大程度避免了人为操作带来的误差。此外，该平台操作简单，在执行自动化测试脚本之前已经设置好了每条测试用例的初始状态、输入以及预期参考值，那么在平台运行的全过程都无需测试人员再进行进一步的操作。该平台的维护也比较方便，对于功能升级的BCM的测试，只需修改或新增相应的vi模块和测试序列即可。因此，对于处于研发生产阶段的BCM测试以及具有批量测试需求的BCM测试，该平台具有很大的优势。

5 结论

随着工业4.0的发展，自动化测试将成为未来汽车行业测试的趋势，面对更加复杂的汽车功能其优势愈加突显［5］，具有更为广阔的市场前景。本文提出的基于TestStand的BCM自动化测试平台，操作简单，具有良好的兼容性和可扩展性，可以缩短测试的周期，节省人力成本，提高测试效率，同时将BCM的测试流程化，避免漏测、误测和人为引入的误差等问题。