从建模规范到安全合规：汽车电子工程师不可忽视的静态测试技术图谱

——基于ASPICE与ISO26262的模型质量保障深度实践
作者 |小新
小编 |不吃猪头肉
随着汽车电动化与智能化的不断深入，基于模型的开发（Model-Based Development，MBD）已成为复杂系统开发的核心范式。在此背景下，模型静态测试凭借其早期缺陷检测能力，以及企业对开发效率、功能安全及ASPICE合规的日益重视，在汽车电子系统开发中得到广泛应用。
本文将从开发效率提升和行业合规实践两个维度，系统阐述模型静态测试的技术必要性。通过分析其在质量保障体系中的关键作用，帮助开发者深入理解该技术在智能汽车开发流程中的战略地位。

从高效 MBD 开发视角：模型质量是效率基石
在 MBD 中，模型是功能实现的载体，需求通过模型转化为可执行逻辑，代码由模型自动生成，且模型本身是早期测试验证的原型。因此，保障了模型质量，MBD效率也会得到基本保障。

模型质量需从双维度考量

设计质量：关注模型的内在结构特性，模块化、可读性、稳健性等等。功能质量：模型是否符合功能需求。
二者相辅相成，并且设计质量的好坏会影响功能的实现，以及后续对功能的验证。那么我们如何确保设计质量呢？
首先我们可以通过遵循业内权威机构发布的建模规范，如MAB、MISRA AC SL/SF，这些规范源自专家专业知识的“最佳实践”。

图1 建模规范
其有助于提高模型的可读性、可维护性、防止使用风险结构、避免常见错误、增强鲁棒性和提高建模效率并能够改进生成的代码。

如：

db_0141-Signal flow in Simulink models 对信号流的检测，遵守可提高可读性。

示例：

图2 规范db_0141示例

sdt_sc004-Strong Data Typing of Arithmetic Blocks对算数模块涉及到的信号的数据类型的检测：必须设置选项“Require all inputs to have the same data type”、输入信号的缩放和最小/最大值必须一致、输出数据类型的数据范围必须足以容纳四则运算的任何结果。遵守此规范可以改进生成的代码，增强代码鲁棒性。示例：

图3 规范sdt_sc004示例
另外可以通过分析模型的复杂度和耦合程度等，了解模型对于可测性和可维护性的支持程度。
上述内容均属于模型静态测试的范畴，所以只有通过静态测试提前筑牢设计质量，才能实现 MBD 流程的高效运转，避免后期因模型缺陷导致的反复返工。

从ASPICE和功能安全视角：静态测试是合规的重要保障
2.1ASPICE 合规性
在 ASPICE SWE.4 中，明确要求对软件单元实施静态验证，并建立软件单元与静态验证结果之间的双向可追溯性。尽管标准未明确提及模型静态测试，但如前文所述，模型静态测试可以显著提升软件质量、降低缺陷率，因此将其纳入实践，是确保符合 ASPICE 要求的重要保障。

图4 ASPICE标准概览
2.2功能安全合规性
在功能安全中明确推荐将MBD方法应用在安全关键型软件的开发当中，并要求模型设计应具有一致性、可理解性、适用性、正确性、简洁性、鲁棒性和可验证性。为实现这些模型属性，ISO 26262:2018第6部分软件级产品开发中提出了系统的设计原则，具体体现在三个表格中：表一，建模和编码指南应该涵盖的主题；表三，软件架构设计的原则；表六，软件单元设计和实现的设计原则。

图5 IS0 26262系列标准概述
其中软件架构设计原则中提到的软件组件的有限大小和复杂性，接口的有限大小，软件组件内的强内聚，组件间的松散耦合等等，需要了解相关的模型属性之后才能去遵守。

示例：MXAM分析当前子系统复杂度为470，复杂程度较高。

图6 更改前模型

经过更改之后复杂程度降为165，模型的可读性随之变高。

图7 更改后模型
建模和编码指南应该涵盖的主题和软件单元设计和实现的设计原则则可以通过遵循建模规范去满足。
如建模规范jc_0642-Integer rounding mode setting对应的是表T1.1b Use of Language Subsets 的设计原则。
jc_0650-Block input/output data type with switching function符合的是表T6.1g No Implicit Type Conversions 的设计原则。
当然上述内容均属于模型静态测试的范畴，所以想要符合功能安全模型静态分析是重要保障。

专业工具赋能：MXAM 助力静态测试高效落地
面对复杂的建模规范与安全要求，手动检查和修复模型效率低且易漏判，所以我们推荐使用静态模型分析工具MXAM ，其可以帮您解决软件开发过程中的痛点：

1.提供全面的定制化，支持更多来自MAB、MISRA、dSPACE、MES等行业机构发布的建模规范。

2.交互式报告页面可指导用户直达模型出现问题的部分，且可自动修复部分不符合规范的建模。

自动修复示例：mes_slsf_1301 Redundant Condition Actions具有相同目的地的不同转换线不应该包含相同的条件动作。

图8 自动修复示例

3.更丰富的模型度量指标并且包含模型重构功能，帮助您快速重构您的模型。

图9 MXAM工作流程

总结
模型静态测试不仅是 MBD 开发提效的 “加速器”，更是ASPICE和功能安全合规的 “关键基石”，通过模型静态测试企业可在开发早期筑牢质量根基，避免后期高额返工成本。MXAM 的应用，让静态测试从 “人工经验驱动” 升级为 “数据与工具驱动”，助力企业在智能化浪潮中实现高效开发与安全合规的双重目标。