在汽車研發過程中，為了保證汽車的技術特性、可靠性、耐久性和環境適應性，需要做大量的試驗。比如：車軟硬件開發與測試、汽車EMC測試、新能源動力測試、可靠性設計及測試、整車三高測試、以太網開發與測試等。由于汽車需在不同的道路、地理和氣候條件下使用，它的性能、效率、可靠性和耐久性等不能只依靠計算，必須經過試驗證實。在實際使用環境中、專用試驗場中或室內試驗臺上，按照預定程序對汽車或其零部件、材料等進行的試驗。

隨著科學技術的進步。造車技術不斷提升，汽車測試技術也在飛速發展。這些試驗都是保證我們的車能安全、穩定、可靠行駛的必要條件。今天我們聊一下汽車軟件測試。

現在大多數人對于汽車測試的第一印象就是碰撞測試、速度測試和其他機械干預的測試。但實際上，大多數的汽車測試早在汽車組裝完畢之前就已經完成了。

一輛汽車上的零部件大約有3萬個，由數十家合作制造車輛的原始設備制造商提供。無論是硬件還是軟件，每個汽車部件在最終組裝之前都經過了數十萬次測試，在汽車上路之前更是如此。

汽車軟件測試

如今上路的車輛，無論是標準轎車還是高性能車輛，都是由軟件驅動的。在以往較為原始的市售車型，其車身上至少布置有70至80個電子控制單元，而在發展更深入的智能汽車上，可能甚至配備有多達200至300個電子控制單元。

電子控制單元（ECU）是控制汽車某一特定功能的小型計算機。在ECU出現之前，機械系統利用點火時機、燃料、空氣和發動機旋轉來運作。而現在，所有的必要步驟都被編程至ECU內部的芯片中。

汽車上一些常見的ECU示例包括關鍵功能ECU，如發動機控制模塊（ECM）和制動控制模塊（BCM）；或者非關鍵ECU，如汽車信息導航系統中的ECU，或者控制鎖定和解鎖門、打開窗戶或控制空調等功能的通用電子模塊（GEM）。

考慮到每個電子控制單元都在功能上等同于一臺微型計算機，這些ECU模塊必須經過嚴格的軟件測試，以確保它們的功能性、可用性和安全性符合要求。

現實情況是，傳統的汽車測試既昂貴又耗時且不易重復的。多虧了技術的進步，為我們帶來了這個問題的解決方案：硬件在環仿真（HIL）和軟件在環仿真（SIL）測試。

軟件在環仿真（SIL）測試

軟件在環測試，也稱SIL測試，是指在PC機上測試嵌入式軟件、算法或整個控制回路，無論有無環境模型，因此也無需ECU硬件。事實上，SiL測試是汽車軟件測試不可分割的一部分。嵌入式系統的源代碼在PC機上編譯執行，然后在PC機上進行測試。

軟件在環測試的最大優勢是，可以盡早地識別系統漏洞和錯誤。這不僅能幫助快速修復系統，而且因此減少了開發時間并將開發成本保持在最低限度。

術語“在環”(“in-the-loop”)是指軟件環境的某些部分，即被控制的系統或硬件，是被模擬的。閉環控制回路的模擬并不是必須的，因為一些被測系統，特別是在模塊測試中，不需要閉環控制回路。

SIL的優點包括：

軟件測試可隨每個程序模塊完成后定期進行測試，而無需等待最終構建.

測試可以實現自動化并同時運行。

測試結果可共享且易于分析。

它可以將軟件開發與硬件開發分離，因此軟件制造商可以在不受硬件行業瓶頸制約的情況下持續創新。

無需要專用的測試臺（下文中提到的HIL測試則需要此類測試臺）。

SIL測試易于擴展、可重復性高并且比手動測試更快。

硬件在環仿真（HIL）測試

硬件在環仿真（Hardware-in-the-Loop，簡稱HIL）是真的控制器連接假的被控對象，以一種高效低成本的方式對控制器進行全面測試。它是一種用于復雜設備控制器的開發與測試技術，通過接入真實的控制器，采用或者部分采用實時仿真模型來模擬被控對象和系統運行環境，實現整個系統的仿真測試。

實時仿真硬件（也稱HIL測試機柜）就是要盡可能逼真地模擬真實被控對象，以有效地“欺騙”控制器，讓控制器以為它正在控制一個真實的被控對象。

為什么要做HIL測試？開發出車載控制器后，直接把該控制器放到車上進行路試不可以嗎？主機廠對控制器做HIL測試的原因如下：

1.安全。試想：在路試過程中，車速180km/h，轉向過程中ESP車身電子穩定系統失效，將會發生什么？控制器如果沒有經過全面的測試，直接去控制真實被控對象，可能會發生事故。HIL臺架能輔助工程師對測試結果分析驗證，故障再現，提高測試驗證及分析手段。

2.低成本。如果不采取HIL自動化測試，人工路測情況下，需要很大的路測工程師及車輛，在一定程度上大大增加了研發開支及風險，HIL臺架在確保測試全面可靠的前提下，能夠有效縮短測試周期，降低測試人工及物料成本。

3.測試覆蓋度。HiL測試覆蓋度越高，后期路試測試項目就越低，HiL 自動化測試服務包括一套完整的 HiL 自動化測試用例、自動化測試程序、自動化測試報告、測試問題記錄，進而保證 HiL 測試的高效進行，測試覆蓋度越高，控制器在整車測試、路測過程中風險及成本越低。

HIL測試目的是對控制系統進行全面的深入的功能測試、故障測試、總線診斷測試，自動化測試，并輔助工程師對測試結果分析驗證，故障再現， 提高測試驗證及分析的手段。

汽車軟件測試相關法規

當然，針對汽車硬件和軟件組件的測試有著非常嚴格的規定。

《道路車輛功能安全》（ISO 26262）

汽車安全的主要法規是《道路車輛功能安全》（ISO 26262），這一標準適用于量產乘用車，并為公共汽車、卡車、拖車和半掛車的E/E系統提供指導。

《道路車輛網絡安全工程》（ISO 21434）

ISO 21434是基于ISO 26262的后續標準，但它主要側重于汽車軟件及子系統設計和開發中的網絡安全。該標準涵蓋風險管理和緩解措施、風險評估、持續安全、安全管理等多項主題。

AUTOSAR

AUTOSAR是由全球汽車制造商、部件供應商及其他電子、半導體和軟件系統公司聯合建立，各成員保持開發合作伙伴關系。自2003年起，各伙伴公司攜手合作，致力于為汽車工業開發一個開放的、標準化的軟件架構。AUTOSAR這個架構有利于車輛電子系統軟件的交換與更新，并為高效管理愈來愈復雜的車輛電子、軟件系統提供了一個基礎。此外，AUTOSAR在確保產品及服務質量的同時，提高了成本效率。

MISRA

MISRA--作為工業標準的C編程規范，其成員包括了大部分歐美汽車生產商。其核心使命是為汽車工業提供服務和協助，幫助廠方開發安全的、高可靠性的嵌入式軟件。這個組織最出名的成果是所謂的MISRA C Coding Standard，這一標準中包括了127條C語言編碼標準，通常認為，如果能夠完全遵守這些標準，則你的C代碼是易讀、可靠、可移植和易于維護的。最近很多嵌入式開發者都以MISRA C來衡量自己的編碼風格，比如著名的uC/OS-II就得意地宣稱自己99%遵守MISRA標準。

總結

本文對軟件測試的兩個解決方案和軟件測試相關的行業法規進行介紹，希望對大家了解軟件測試內容有所幫助。

后續會結合測試的階段，對測試計劃，測試策略，測試環境搭建等方面再做一些討論。

編輯：黃飛

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