硬件测试规范0301235945Word文件下载.docx

1、1适用范围 32参考标准 33术语解释 43.1原理图 43.2网络表 43.3PCB 43.4布局 43.5单位换算 44硬件单元系统测试规范 54.1数字信号输入测试 54.1.1Low Side 数字信号输入 . 64.1.2High Side 数字信号输入 . 74.1.3隔离数字信号输入 74.2模拟信号输入测试 84.3频率信号输入测试 94.4数字信号输出测试 94.5模拟信号输出测试 104.6电源测试 104.7通讯接口测试 125硬件系统测试规范 135.1 硬件驱动模块测试 135.2系统联调 146附录 146.1 测试纪录表格 156.2电路调整纪录表格 166.3联

2、调变更纪录表格 171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ISO 7637- 2: 2002Road vehicles - Electrical disturbance by conduction and couplingCISPR25Radio disturbance characteristics for the protection of receivers used on board vehicles, boats, and on devices-Limits and m

3、ethods of measurementISO11452-2Road vehicles Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy Part 2: Absorber-lined shielded enclosureISO11452-4Road vehicles Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic

4、 energy Part 4:Bulk current injection （BCI）ISO10605Road vehicles- Test methods for electrical disturbances from electrostatic dischargeEN/IEC 60068-2-11-KaEnvironmental Testing. Test Methods. Tests. Test KA Salt MistEN/IEC 60068-2-27Environmental Testing. Test Methods.Environmental testing procedure

5、s, Test. Test Ea and guidelines. ShockEN/IEC 60068-2-32Environmental Testing. Test Methods. Test Ed, Free FallDIN 40 050: Part 9: 1993IEC 529Road Vehicles. Degree of protection （IP Code）. Protection against foreign objects, water and access. Electrical EquipmentISO 16750 （Draft）Road Vehicles Environ

6、mental Conditions and testing of E/E equipmentISO 16750 -3Road vehicles-Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment-Part 3: Mechanical loadsEN/IEC 61000-2-6Environmental testing - Part 2: Tests - Test Fc: Vibration（sinusoidal）3术语解释3.1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

7、中各种器件之间的连接关 系的图。3.2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。3.3PCBPrint circuit Board：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。3.4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。3.5单位换算1 英寸（ mil ）=25.4 毫米 （mm）1 克（g）=0.03527 盎司 （OZ）4硬件单元系统测试规范4.1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

8、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

9、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

10、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。4.1.1Low Side 数字信号输入Low Side 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

11、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： Low Side 输入信号原理图4.1.2High Side 数字信号输入High Side 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

12、的规范进行测试。4.1.3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4.2模拟信号输入测试整车控

13、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。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4.3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

14、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4.4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，

15、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4.5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 0.75 3.84V ，而不是0.5V 。如果输出 0V和 5V，

16、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。4.6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

17、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4.7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

18、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

19、步工作即是对控制器硬件的各个模块的整体系统测试。5.1 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

20、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

21、，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

22、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。5.2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，

23、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；POWE：R电源； CAN ：CAN通讯； 485 ，485 通讯； KL ：KLine 通讯。6.1 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：测试人测试序号测试时间6.2电路调整纪录表格电路名称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：更改序号更改时间纪录审核6.3联调变更纪录表格模块名称设计目标故障描述故障分析调试人调试时间