案例分享 | vVIRTUALtarget实现发动机控制器AUTOSAR基础软件高效测试

Hitachi Astemo（原Hitachi Automotive Systems）一直致力于发动机控制器的虚拟化和自动化测试。Hitachi Astemo 选择来自Vector的vVIRTUALtarget作为ECU虚拟工具，并已成功实现基于AUTOSAR系统的基础软件（BSW）模块虚拟化和测试工作，成功缩短测试场景的执行时间并提高效率，例如改善HIL集成测试在相同测试场景下的测试完整性。

BSW的虚拟化 – 改善测试效率

AUTOSAR的使用变得越来越广泛，因为ECU软件架构的标准化有助于推动软件部件的重用并减少开发和验证工作。Hitachi Astemo是较早开始致力于AUTOSAR的日本供应商之一，该公司为日本和全球的整车厂提供动力总成系统、自动驾驶和高级驾驶辅助系统（ADAS）。Hitachi Astemo一直致力于使用vVIRTUALtarget（图1）进行虚拟ECU和自动化测试，旨在提高发动机控制器的BSW和SWC的测试效率。

图1 |基于vVIRTUALtarget生成虚拟ECU工具链

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Hitachi Astemo软件平台设计师Yoshimi Yamazaki先生说：“如果我们能够在个人计算机上虚拟地复制ECU，就可以快速有效地检查其行为，而无需准备任何原型ECU和I/O硬件。我们的最终目标是整个ECU的虚拟化，但目前首先进行一些BSW模块的虚拟化。”

Yamazaki先生将自己负责的发动机控制器的BSW（图2）中的DEM/FIM、DCM和COM作为虚拟环境中的测试目标。DEM将BSW的其他模块和SWC确定的发动机和净化装置的诊断信息进行汇总，在发生故障时打开仪表板的警告灯并将故障信息记录在非易失性存储器中的模块。大约1,500种故障与本文档中讨论的发动机控制器有关。与此同时，FIM模块通过限制巡航控制等功能的停用，根据发动机故障信息将故障的影响降至最低。

图2 |红框内模块为Hitachi Astemo逐步虚拟化测试目标

基于工具集成和执行性优化的虚拟工具

– vVIRTUALtarget

Hitachi Astemo在vVIRTUALtarget上进行虚拟化，并在 Microsoft Windows 10上生成虚拟AUTOSAR环境，可以进行MICROSAR Classic BSW部分或SWC部分的测试和集成，以及MICROSAR Adaptive的测试和集成。

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Yamazaki先生说：“市场上有多种ECU虚拟化解决方案，但我们选择 vVIRTUALtarget一方面是因为它可以实现与现有环境集成。”Yamazaki先生提到的另一个原因是执行性能。“传统上，我们使用微处理器供应商提供的仿真器进行DEM/FIM测试，并且可以准确再现微处理器的行为，但挑战在于处理速度慢”，Yamazaki先生说“使用vVIRTUALtarget可以使处理速度提高数倍，这也是我们决定使用vVIRTUALtarget的原因之一。”

图3展示了SWC和MICROSAR中系统集成流程的大致思路：使用BSW配置工具DaVinci Configurator Pro对MICROSAR配置，生成的代码（.c/.h）提供给vVIRTUALtarget，ECU在vVIRTUALtarget上生成并在CANoe上执行，还可以将DaVinci Configurator Pro生成的代码集成到真实的ECU上。

图3 |vVIRTUALtarget虚拟集成流程

测试场景执行时间减缩短2/3

– 有助于提高质量的彻底性

图4展示了Hitachi Astemo的大致工作流程：在V形模型的左侧部分，使用DaVinci Developer开发AUTOSAR SWC，使用DaVinci Configurator Pro配置MICROSAR BSW；在V型模型的右侧，vVIRTUALtarget用于提高虚拟ECU上BSW测试的效率。

图4 |Vector工具对应虚拟测试的不同阶段

由vVIRTUALtarget构建的虚拟ECU集成到CANoe中，并对来自虚拟CAN总线的输入做出某种响应，例如向CAN总线输出值、写入闪存以及与其他BSW模块和SWC通信。测试场景由自动测试序列创建工具vTESTstudio和Hitachi Astemo的内部工具组成。此外，基于VT System的HIL测试场景提高了CAN通信测试效率并防止由于重复而导致的错误（图5）。

图5 |使用vVIRTUALtarget进行虚拟测试

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使用vVIRTUALtarget的效果如下：“首先，测试的执行性能得到了显着提升。它能够加载和执行数万个测试场景，产生结果并完成Microsoft Excel 的合并。与微处理器供应商提供的仿真器相比，能在8小时内完成，大约是之前所需时间的三分之一。例如，如果在当天下班时激活 vVIRTUALtarget，则第二天上班时可以在Excel文件中获得测试结果，这样就可以立即查看。”

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Yamazaki先生表示，缩短的测试时间使得进行比以前更彻底的测试成为可能，同时也提高了质量。他说：“Hitachi Astemo一直在全球多个地点进行开发。在虚拟环境中，无需将真实的ECU分配到每个位置，因此在进行全球开发方面也很有效。”

如何实现更高效？

– 包括SWC在内的持续集成与测试

Hitachi Astemo一直致力于CI/CT（持续集成/持续测试），在短周期内进行重复测试和修改。CI/CT是一种开发方法，旨在通过一个小的迭代周期来减少返工，在该迭代周期中，频繁地进行测试和修改，而不是等到下一次测试期间发现和纠正问题。这种方法在DevOps和CI/CD中很常见，即通过开发和运营一体化来提高质量和缩短发布所需的时间，在IT领域越来越普遍。CI已经在云上创建的环境中使用，其中配置、代码生成和构建与使用CI/CD标准方法（如gitlab和artifactory）一起完成（图6）。

图6 |Hitachi Astemo开展CI/CT的粗略流程

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Yamazaki先生说：“虚拟测试可以轻松快速地反映错误纠正和功能更改，也可以在云上进行开发，而不需要关注地理位置如何。目前我们只关注CI，后续计划很快部署实施CT。”

为了满足这些需求，Vector提供针对CI/CT场景进行优化的服务器版 vVIRTUALtarget SE。在发动机控制器的开发中，一个基本设计经常被用于几种类型的汽车和不同汽车制造商，因此缩短测试场景的执行时间将是非常有利的。通过扩大虚拟化范围，包括BSW和SWC的集成测试，进一步提高效率。Vector将继续通过提供vVIRTUALtarget和其他工具来满足Hitachi Astemo的需求。