硬件测试规范最新.docx
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硬件测试规范最新
项目:
纯电动A级轿车项目
整车控制器硬件测试规范
编号：
版本:
V
编制：
校对：
审核：
标准化：
会签：
批准：
安徽江淮汽车股份有限公司
2010年07月10日
版本信息
版本号
日期
作者
描述
2010/03/01
陈继
第一轮初稿
2010/04/08
陈继
第二次修改
2010/04/28
陈继
第三次修改
2010/05/10
陈继
第四次修改
批准
实施
1适用范围
本《规范》适用于JAC技术中心新能源汽车部整车控制器硬件测试。
该测试规范只用于研发阶段的功能测试，不包含控制器环境耐久测试。
2参考标准
标准
名称
ISO7637-2:
2002
Roadvehicles--Electricaldisturbancebyconductionandcoupling
CISPR25
Radiodisturbancecharacteristicsfortheprotectionofreceiversusedonboardvehicles,boats,andondevices-Limitsandmethodsofmeasurement
ISO11452-2
Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Part2:
Absorber-linedshieldedenclosure
ISO11452-4
Roadvehicles–Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Part4:
Bulkcurrentinjection（BCI）
ISO10605
Roadvehicles-Testmethodsforelectricaldisturbancesfromelectrostaticdischarge
EN/IEC60068-2-11-Ka
EnvironmentalTesting.TestMethods.Tests.TestKASaltMist
EN/IEC60068-2-27
EnvironmentalTesting.TestMethods.Environmentaltestingprocedures,Test.TestEaandguidelines.Shock
EN/IEC60068-2-32
EnvironmentalTesting.TestMethods.TestEd,FreeFall
DIN40050:
Part9:
1993
IEC529
RoadVehicles.Degreeofprotection（IPCode）.Protectionagainstforeignobjects,waterandaccess.ElectricalEquipment
ISO16750（Draft）
RoadVehicles–EnvironmentalConditionsandtestingofE/Eequipment
ISO16750-3
Roadvehicles-Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipment-Part3:
Mechanicalloads
EN/IEC61000-2-6
Environmentaltesting-Part2:
Tests-TestFc:
Vibration
（sinusoidal）
3术语解释
原理图
电路原理图，用原理图设计工具（EDA）绘制的，表达硬件电路中各种器件之间的连接关系的图。
网络表
由原理图设计工具自动生成的，表达元器件电气连接关系的文本文件，一般包含元器件封装、网络列表和属性定义等组成部分。
PCB
PrintcircuitBoard：
印刷电路板。
目前大多数的电路板都是采用贴附抗蚀刻剂（压膜或涂布），经过曝光显影后，再用蚀刻方式做出电路板。
布局
PCB设计过程中，按照设计要求，把元器件放置到印刷电路板上的过程。
单位换算
1英寸（mil）=毫米（mm）
1克（g）=盎司（OZ）
4硬件单元系统测试规范
数字信号输入测试
在试验室里，按照电路设计原理图，在万能板上离线搭建开放测试电路。
利用万用表，示波器，独立可调电源，信号发生器等设备进行电路调试，特别是器件参数的调整。
测试结果和电路调整应该做好相应的纪录。
硬件电路的变更纪录，包括试验过程中测试和实验数据的纪录和模块参数的更新和调节。
纪录表格模板见第6章附录。
输入信号的来源，有实际部件的，需要将实际部件接入电路；如果实际部件获取比较困难的，如ABS控制器等，可以通过信号发生器产生需要的信号。
电路测试和调整的内容包括：
A.正常信号输入下，电路能否正常工作。
特别是需要通过示波器观察实际信号的跳变过程。
如果电路无法正常工作，或正常工作了，但信号无法达到设计要求时，应该进行参数调整，如更换电阻阻值等。
如果是电路原理本身逻辑有问题，可采用在Mulisim上进行电路仿真，确认逻辑是正确的后，再实际搭建电路调整。
B.在极限工作情况下，电路能否能正常工作，以及是否需要正常工作。
极限工作情况的出现，主要是由于电源电压变化，导致的输入信号和上拉电压等产生变化。
电路应该根据电源等级进行功能的实现。
下表为在不同电源电压下，控制器功能实现的分级。
该表格可用来判断该电路在极限工作情况下是否需要正常工作。
表1：
电源等级表
C.确认电路中，各个器件的对该部分接口电路的影响，便于后期DFEMA的形成。
如，电路中某电阻短路后，电路会出现什么异常等。
在实际电路测试中，可采用将器件断路，短路或通过极限条件将器件烧毁的方式，实际分析电路的变化。
D.对于某些重要的电路，看是否有冗余设计。
在测试时，可将冗余设计的所有电路进行同时整体测试。
例如制动踏板上的两路冗余的刹车信号。
E.特别注意，某些输入信号可能其他部件也在使用。
所以，测试时可将其余部件的对外电气特性引入。
例如，手刹信号，该信号同时还要给仪表。
仪表接收该信号时，对外有输出上拉电压。
LowSide数字信号输入
LowSide数字信号，即信号状态为0V（车身搭铁地）和OPEN（悬空）两种类型。
典型信号代表为手刹上触点开关信号。
拉上手刹时，手刹上的触点开关，通过机械结构与车身导通，触点开关信号为0V；释放手刹时，手刹上的触点开关断开，此时触点开关信号处于悬空的状态。
该部分接口电路的原理图如图1所示。
测试时，可按照上述的A、B、C、D、E的规范进行测试。
图1：
LowSide输入信号原理图
HighSide数字信号输入
HighSide数字信号，即信号状态为12V（车载12V铅酸蓄电池）和OPEN（悬空）两种类型。
典型信号代表为点火开关ON信号。
点火开关旋至ON和ST档时，输出12V电平信号；点火开关旋至ACC和OFF档时，该信号断开，处于悬空状态。
该部分接口电路的原理图如图2所示。
测试时，可按照上述的A、B、C、D、E的规范进行测试。
图2：
HighSide输入信号原理图
隔离数字信号输入
隔离数字信号，即信号状态为12V或者悬空状态，以及12V或者0V状态。
该信号为电流信号，抗干扰能力比电压信号强，且能够将两个系统的地信号平面隔开。
这部分电路主要是用于整车控制系统中一些电控部件不希望受到外部信号干扰。
例如，BMS的外部接口信号，电机控制器外部接口信号。
测试时，可按照上述的A、B、C、D、E的规范进行测试。
唯一特别的是，需要测量该信号的电流强度，确定光耦器件导通信号范围。
同时，还需要考虑不同温度下，信号的受影响情况。
具体可参考该器件的Datasheet描述。
图3：
隔离数字信号输入
模拟信号输入测试
整车控制器采集的模拟信号主要来自两部分：
传感器（如，水温传感器）的输出信号和人机部件的输出信号（如，电子加速踏板）。
模拟信号的接口电路一般比较简单，主要是一些滤波，分压和钳位电路。
测试时，模拟信号的产生需接入实际部件，如将电子加速踏板接入电路。
具体的测试波形，需用示波器进行纪录。
测试时，可按照上述的A、B、C、D、E的规范进行测试。
图3为该部分信号的接口电路原理图。
注意：
水温传感器等部件，需要控制器内部上拉。
这里的原理图，没有画出。
图4：
模拟信号接口电路
频率信号输入测试
整车上的频率信号主要来源于ABS控制器车速信号。
频率信号需要控制器内部上拉电压，接口电路也比较简单，同模拟信号输入接口电路类似，只是MCU的接口Pin脚不同，需要用到特殊的捕捉口进行采集。
图4为接口电路原理图。
测试时，可按照上述的A、B、C、D、E的规范进行测试。
图5：
频率信号输入接口电路
数字信号输出测试
数字信号输出采用Driver芯片。
该芯片能够驱动负载工作，同时能够将输出端口的故障进行反馈。
芯片离线平台电路，首先可根据芯片的Datasheet搭建标准电路，让芯片能够工作，如果对芯片比较熟悉的话，可以跳过；然后，根据原理图搭建开放电路测试。
测试时，可用信号发生器模拟控制信号，控制芯片输出；当芯片是采用SPI等串口通讯方式进行控制时，可利用开发板进行控制芯片输出。
图6为驱动芯片的外围应用实例。
测试时，也可按照上述的A、B、C、D、E的规范进行测试。
在极限测试时，可将输出口进行对电源短接，对地短接，过温，多过流等。
在产生这些故障时，输出口是否带有保护功能，同时是否有故障进行反馈。
图6：
驱动芯片外围电路图
模拟信号输出测试
模拟信号的输出采用是一款DA转换芯片输出。
该芯片的测试离线电路的搭建可参考数字信号输出部分。
测试时，看输出波形需要用示波器进行观察并纪录。
极限的工作状况下也需要对输出口作一些故障操作，如对地短接，对电源短接等。
注意，特别注意输出波形的上下门限值。
例如，模拟加速踏板的信号输出，范围就是[]V，而不是[]V。
如果输出0V和5V，接受该信号的系统会认为是输出有故障。
测试时，也可按照上述的A、B、C、D、E的规范进行测试。
对输出信号的观察，还可以把输出波形和实际部件的波形进行对比。
例如，模拟电子加速踏板的输出信号给电子节气门。
这就可以将输出的波形和实际踏板产生的波形进行对比观察。
电源测试
电源部分的测试需要分为不同的供电系统，分别测试。
首先，12V蓄电池部分的测试。
电路原理图为图6所示。
主要需要考虑电源反接，电源过压等极限状态的测试。
看这部分电路的保护设计是否到位。
具体的要求，可参考电源分级的表格。
图6：
电源部分原理图
其次，12V转5V的电源部分测试。
图7为电源转换电路的原理图。
该部分电路主要有电源转换芯片来实现的。
测试时，可参考上述的Driver芯片的测试方法。
同时，可长时间让芯片工作，并且让输入电源有一些波动，看输出电源是否稳定。
同时，可用手感受或则电子温度计确认温度的变化情况。
图7：
12V转5V外围电路原理图
最后，输出给传感器的5V供电，该部分电路也是通过芯片来实现的。
测试时，可参考上述的Driver芯片的测试方法。
极限考虑时，可进行输出部分短路等操作，看是否能实现保护功能。
图8：
传感器供电芯片外围电路原理图
通讯接口测试
整车控制器的通讯接口主要有CAN通讯模块，K线通讯模块和485通讯模块。
MCU通过通讯芯片与外部实现某种类型的通讯。
测试电路的搭建，应详细参考各通讯芯片的Datasheet里面的测试方法。
CAN通讯模块的测试电路如图9所示。
图9：
CAN通讯测试电路原理图
测试时，可参考上述的Driver芯片的测试方法。
信号的产生可通过信号发生器或开发板来做。
输出的通讯波形，可用示波器进行观察。
示波器在观察CAN通讯的信号波形时，可采用两路输入观察，即把CANH和CANL波形同时接入示波器。
极限的工作状态，可考虑取消终端电阻，引入一些干扰，看波形的变化情况。
其他通讯方式，如485，KLine的测试，可参考CAN模块的测试方法。
5硬件系统测试规范
硬件系统测试主要是是针对已经做好的整车控制器硬件。
在硬件完成了底层驱动模块设计后，需要进入的下一步工作即是对控制器硬件的各个模块的整体系统测试。
硬件驱动模块测试
本节主要内容为硬件驱动模块的一些测试方法。
1.对于已经设计好的驱动模块，必须要经过严格的单元测试后才能使用；同时，测试过程要以目录的形式保留下来，用于备案。
2.对于有可视执行结果的模块要先测试。
可视执行结果是指能通过小灯的亮灭，LED或串口等设备去显示的执行结果。
对于有可视结果的模块先行测试，主要是用于具有不可视执行结果模块的测试。
当评估板上对应没有的可视化执行设备（如电机）时，可以用小灯来等效处理。
因为本质上都是开关量的输出，只要输出的开关量正常即可证明模块是正确的。
3.测试用例要尽可能覆盖。
测试只能证明错误的存在，而不能证明错误的不存在。
测试用例至少要包括边界值和中间值，合法值和非法值，要保证尽可能多的情况在时间上和空间上被覆盖。
例如：
对三盏小灯驱动模块的测试，必须有每一盏的亮和灭，三盏全亮，全灭，三盏逐渐全亮，三盏逐渐全灭等测试用例。
4.对于无可视执行结果的模块的测试。
对于无可视化执行结果的模块，特别是把数据从外设硬件传到内存的输入模块，由于无法观测模块的执行结果，必须要借助于具有可视执行结果的模块来显示。
这也是可视执行结果的模块要先行测试的原因。
注意，由于借助了具有可视执行结果的模块，就有可能发现该模块有问题，此时必须要返回到有问题模块的测试目录，找出问题，重新生成新的驱动模块，然后再拿过来使用。
而不能简单的直接在无可视执行结果的模块的测试中直接修改，因为这将违反了面向硬件对象的驱动封装原则。
5.测试工程中的说明。
用于测试驱动模块的工程中，必须要有一个用于记录测试信息的文本文件。
记录的内容包括测试人，测试时间，测试结果及意见等相关信息。
如果测试信息的内容比较多，也可以在测试目录中专门建一个WORD文档，用于进一步的说明测试信息。
6.编写测试工程的注意事项
（1）在测试工程中调用测试模块时，最好把测试用例以常量形式传入测试模块。
（2）由于主循环或定时中断能重复多次执行，所以在有很多测试用例的情况下，可以通过把测试用例放到静态变量中，然后不断修改静态变量，实现了自动对测试用例的覆盖测试。
（3）使用辅助测试工具：
如果CAN、串口或其他通讯模块已经被正确的测试了，可以把测试结果发送到PC机进行显示。
系统联调
控制器硬件和软件初步完成后，即可将软件代码刷写至硬件的存储器。
控制器可接入实车进行联调，也接入台架进行联调。
在联调的过程中，软件代码会有一定的修改。
在这过程中，可能会涉及到部分硬件的变更，如，器件参数的变更，飞线等。
在联调的过程中，能发现整体设计的不足，这也是验证设计目的是否达到的唯一方法。
在联调的过程中，应该严格按照调试计划，去一一实验和验证功能，并需要进行详细纪录。
纪录模板见附录。
6附录
信号类型：
DI，数字信号输入；DO，数字信号输出；AI，模拟信号输入；AO，模拟信号输出；
FI，频率信号输入；FO，频率信号输出；PI，PWM信号输入；PO，PWM信号输出；
POWER：
电源；CAN：
CAN通讯；485，485通讯；KL：
KLine通讯。
测试纪录表格
信号名称
信号类型
信号来源
信号来自哪个部件？
信号终端
哪些部件使用该信号？
信号描述
信号的电气特性，例如电压等级情况。
测试内容（确认画√）
1
测试状态
现象描述（电压逻辑，电气参数）或数据纪录
确认
正常工作电压
高压
低压
电阻XX短路
.......
测试结论：
测试序号
测试人
测试时间
纪录
审核
电路调整纪录表格
电路名称
信号类型
电路作用
电路的基本作用
模块
电路位于哪个模块
电路描述
电路的基本工作原理。
电路参数的原始值：
更改参数
更改说明
更改结论：
更改序号
测试人
更改时间
纪录
审核
联调变更纪录表格
模块名称
信号类型
设计目标
故障描述
故障分析
电路参数的原始值：
更改参数
更改说明
更改结论：
更改序号
调试人
调试时间
纪录
审核
升级会员 