基于模型开发的诊断测试方案.docx
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基于模型开发的诊断测试方案
基于模型开发的一致性测试方案
----KPITUnifytool简介
文件标识符:
模型测试方案
版本:
V1.0
日期:
2012年11月14日
北京奥索泛亚科技有限公司
目录
前言3
1.TestDrive简介4
1.1Testdrive功能介绍4
1.2模型在环测试示例6
1.2.1模型在环预先要求6
1.2.2模型在环的测试流程7
2.SytleCheck简介16
2.1SytleCheck功能介绍16
2.2MAAB规范18
2.3模型验证流程19
前言
目前,MATLAB产品在系统设计领域的应用已经被广泛认可,成为了系统设计的标准化软件之一。
为系统设计提供了一套最完整的工具集。
这些工具涵盖了系统的设计实现的方方面面,包括对象模型建立、控制算法开发、动态系统仿真、实时快速控制器原型、嵌入式产品实现等整个控制系统开发流程。
在控制系统开发过程中的每一项任务都是围绕统一的模型进行的,我们称之为基于模型的系统设计。
图1基于模型开发的流程
在统一的可视化MATLAB开发环境中,可以让工程师一边进行需求分析、算法研究、模型与需求分析的双向跟踪、模型验证与优化;另一边进行自动生成C代码的软件在环测试、处理器在环测试、代码的有效性分析、代码与模型的双向跟踪、代码优化、硬件测试等,让算法到嵌入式实时C代码的生成一步到位、一次成功,避免传统开发MCU器件,前期投入大、开发周期长、一般需要重复多次才能成功的弊端。
在当前的基于模型的开发(MBD-ModelBasedDevelopment)环境下,当前没有一个单独的工具能够完全满足”V-cycle”的各个开发阶段的测试需求,要实现整个过程,需要依赖于多个工具才能完成。
KPIT作为全球领先的基于模型开发的方案供应商,提供了一套完整而且综合的,针对不同开发阶段的各种测试需求的解决方案。
下面主要介绍模型一致性测试工具TestDrive和SytleCheck。
1.TestDrive简介
1.1Testdrive功能介绍
TestDrive是一个广泛且自助的工具,它能够自动的完成在基于模型开发模式的‘V-cycle’各个阶段的测试。
当在多种测试器件上进行完全控制操作时,TestDrive工具将提供高度灵活的测试执行和测试数据给用户。
在模型工程中,在以下几种测试平台上,TestDrive将支持自动测试和控制:
1、模型在环测试(MIL)
2、软件在环测试(SIL)
3、模型移植案例的测试
TestDrive提供了四种不同的操作平台,即,测试设计和管理,测试实现,测试调试和报告,符合不同的测试活动,最大程度的满足各种条件的测试环境。
图1.1工具总预览
1.1.1测试设计:
1、测试计划及测试数据的创建
2、基于模型的模块化测试数据输入
3、支持多种测试向量源文件
4、最大限度的实现案例重用,提供独立于模型的测试
5、以参数数据字典为基础数据库,保持整个团队的数据一致性
6、支持测试案例和测试参数运行时的图形化编辑功能
1.1.2测试实现:
1、多模式模拟-单步模拟,回归模拟和测试案例模拟
2、对模型信号映射的图形化测试向量
3、模型名称和软件名称自动别名定义
4、灵活应用于测试案例-模型或者子系统范围内
5、针对远程测试和回归测试的独特“Matlab-独立性”测试理念
图1.2报告总预览
1.1.3测试校验和报告:
1、强大而灵活报告模块
2、报告配置和打印
3、支持各种客户模版
4、各种报告元素图形编辑
5、支持HTML格式报文打印
1.1.4产品优势
1、完全自动化测试过程
2、标准化的测试过程和跨平台的工具
3、通过提高效率改进质量,提高设计质量
4、降低学习曲线和技能要求
5、简化和标准化的测试矢量设计
6、容易“测试后”的分析和调试
7、运行时调谐校准和公差
8、易于分析和调试
9、KPIT优势–针对客户的需求定制化工具
1.2模型在环测试示例
1.2.1模型在环预先要求
1.测试对象文件。
●测试对象文件是一个仿真模型文件(*.mdl)。
●测试对象所需的所有回调,必须包含在各自的参数初始化文件中。
●测试对象文件封装在一个子系统中,如下所示:
图1.3端口子系统图1.4没有端口子系统
●测试对象应当符合相应的参数初始化文件和测试向量源。
2.参数初始化文件。
●参数初始化文件是MATLAB的M文件(*.m),包含测试对象所需要的全部初始信息。
●包含所有常量、校准和修正的声明
●可以在MATLAB中加载
●不应包含下属命令:
从工作面板清除或删除变量和退出MATLAB(clear,clearall,clearvars,quit,exit)。
3.测试向量源。
●对当前发布的版本,只支持两种文件格式。
他们是MATLAB®M(*.m)和Microsoft®Excel(*.xls).剩下的会在以后发布的版本中支持。
●包含执行测试对象文件所需的测试案例。
●不包含任何从工作区清除或者删除和退出MATLAB的命令。
●兼容测试对象和参数初始化文件。
4.数据字典。
●数据字典是Excel文件。
●包含分辨率,绝对误差,最低有效位容差和所有输出信号的最大值。
●兼容指定的测试对象,参数初始化文件和向量源文件。
1.2.2模型在环的测试流程
1创建测试框架
●测试框架是一个Simulink模型,包含输入、模型和输出子系统。
●输入子系统由从测试向量源的测试向量输入,测试对象提供的模型子系统和包含实际显示范围和预期输出输出子系统组成。
●开始创建测试框架之前,您首先必须打开一个测试项目。
图1.5创建测试工具
(1)选择测试对象,点击在测试对象框中的浏览模型文件按钮,然后选择仿真模型文件。
点击红十字按钮是移除选择文件。
模型文件经验证后,正确无误,图标按钮就会变蓝。
如果有任何错误,图标就会变红。
详细的错误信息会显示在控制台窗口中。
(2)点击浏览参数初始化文件图标来选着所需要的初始化文件,点击文件夹图标浏览所需的参数初始化文件,点击蓝色+号图标可以添加多个文件,点击红色-按钮移除选定文件。
一旦初始化文件经验证无误后,相关的图标将会变蓝。
如果有错误,图标将会变红。
详细的错误信息会显示在控制台窗口中。
图1.6浏览初始化模型文件
(3)选择测试向量源,点击测试输入框中的浏览测试向量源按钮。
点击'M-file'图标或'Excelfile'图标选择所需测试向量源。
如果是有效的测试向量源,相关的图标将会变蓝。
如果有错误,图标将会变红。
详细的错误信息会显示在控制台窗口中。
图1.7测试向量文件
(4)选择数据字典,点击输出框的浏览数据字典按钮:
●TestDrive对每个输入文件的执行完整的检查确保满足必要性条件。
●在成功完成所有的输入,测试工具模块设置选项将被启用。
●TestDrive检查测试对象和测试向量之间的变量映射,如果映射没找到或者没完成,你必须人工映射变量。
●变量映射完成后,你才可以执行创建测试框架。
●点击创建框架按钮开始创建测试框架。
2中间信号记录:
通过在目标信号上放置钩子函数,用户可以记录任何测试模型中间信号的数据。
运行后中间信号会在输出串口目录视图显示。
●在要放置钩子函数的地方右击,在快捷菜单中选择SignalProperties。
●单击SignalProperties选项,一个对话框将出现。
图1.8信号属性
●检查记录数据和测试数据
图1.9检查信号属性中记录信号数据和测试数据属性
3测试案例:
●所有在测试向量源中的测试案例都以默认的树视图显示,每个节点都带有复选框。
●选择整个测试组复选框选项,在默认组节点执行整个测试组的测试。
●或者你可以通过复选框选择相关联单个测试案例,执行特定的测试。
●被选中的测试案例将会以树视图的形式显示在'SelectedTestCases'区域,同样也会在执行测试的下拉面板中显示。
图1.10测试用例执行
●单个测试案例面板会依照仿真时间的范围,包含开始和停止按钮。
●点击下拉按钮可以显示特定测试案例的信息。
●每一个测试案例都会显示校正参数,分辨率数据和略掉的信号信息。
●校准数据默认在下拉中显示,包含特定测试案例的校正常数和数值。
图1.11测试案例校准信息
●在分辨率信息中,会显示分辨率,绝对容差,最小容差和输出信号的最大值。
●绝对容差和最小容差的值是可以编辑的。
图1.12测试案例解析信息
●忽略的信号包含特定测试案例略掉的信号。
图1.13测试情况下省略信息信息
●执行特定的测试案例,点击测试案例面板上的开始仿真按钮即可。
测试案例的进程条会显示当前执行进度。
图1.14测试用例执行结果
●在测试的任何时候你都可以按停止按钮终止仿真。
●执行面板提供批处理测试选项。
图1.15选择回归测试过滤项
●在批处理测试中,测试案例会分组为通过,失败,未执行和所有。
●从执行面板的下拉列表中选择要进行测试的组。
●点击开始仿真按钮开始批处理测试,所有选中的测试案例开始仿真。
●点击停止按钮停止执行,执行上一个或下一个测试案例点击上一个和下一个按钮即可。
●测试执行的结果,通过的为蓝色,失败的为红色,会在自身的面板显示。
●测试案例的输出将会显示在输出选项卡,或者你可以用视图按钮切换到输出选项卡。
4测试输出图标和报表的创建:
●测试完成后输出窗口就会打开,你可以以图形形式查看测试输出。
●图形基于执行测试案例的安排,以树视图的形式显示。
●每个测试案例节点包含输入信号、模型输出信号、预期的输出和中间信号图形。
●测试案例的结果可以使用过滤器选项,利于存储。
过滤器提供了测试案例,信号和输出信号。
图1.16过滤器
(1)从过滤器下拉菜单中选择任何组合点击Apply按钮,应用设置。
图1.17过滤器测试信号输出
所有测试未通过的测试案例和输出信号都以红色字体显示。
(2)想显示一个图形可以把特定的选项拖到右边面板处即可显示:
图1.18输出图形拖放
5测试报告
TestDrive给我们创建一个Html报表。
可以根据个人的选择报表生成的类型:
图1.19测试报表版面
报表详细信息:
图1.20报告范围
测试失败数据的报表:
图1.21报告测试套件摘要
测试案例的详细信息:
图1.22报告测试案例的详细信息
2.SytleCheck简介
2.1SytleCheck功能介绍
模型风格指导方针使从系统规范到嵌入代码产生的转化变得简单有效。
对于编码标准,MAAB和MISRA规范都是国际比较认可的模型设计标准,通过标准定义实现了全行业的可读性。
代码生成,模型的校验和验证,以及自动代码的最佳生成。
KPIT针对模型风格校验提供了stylecheck工具,stylecheck是一种复杂而专业的产品工具,它依照MAAB规范进行Matlab/Simulink模型的校验。
用户使用stylecheck工具可以对任意级别的模型进行自动检测,其中这些模型级别按照MAAB规范定义。
同时,styecheck工具的用户交互界面允许用户在实际模型中对校验结果和错误分段进行无缝遍历。
通过详细的报告,用户即能准确的判断与模型内分区无关的规则,也能判断与规则无关的模型内部分区。
Stylecheck扩展了实用性,过程特征处理功效,如对大量MAAB规范的自动校验处理,客户规范的定义,以及自动校验功能。
图2.1测试链示意图
图2.2测试验证效果
功能特点:
1、对标准规范MAAB的验证
2、支持71+MAAB规范
3、支持38+自动纠错规则
4、增加了新建或者客户规范
5、更新存在的规范
6、通过选择规范设置,来创建或者变更用户配置
7、可在mode/subsystem层运行工具
8、变更的License
9、模型的实时检测
注:
在当前的版本中支持MAAB规范的验证,后期将会增加MISRA规范支持
系统需求:
操作系统:
windowXP及以上或者Windows2003服务
硬件:
x86@1GHz,1GBRAM,200MBHDD空间
软件:
Matlab@2006b及以上,Microsoftoffice
更新及升级
预留空间以增加Matlabrelease包的更新
支持ISO26262规范
继续开发以增加目标链接模型。
2.2MAAB规范
MAAB建立于1988年,是汽车咨询委员会开发的一套风格标准。
开始是协调包括福特、DaimlerBenz(现在DaimlerChrysler)和丰田客户间产品特征要求,现在MAAB把对象扩展到世界范围,包括大多数主要的OEM厂商和供应商。
致力于加强在汽车工业领域的模型设计的高效合作。
MAAB的一个重大成果就是建立了一系列公开、可用的建模风格指导方针。
利用这些指南和公司扩展的规则或特定项目的规则,汽车工程团队可以构建和管模型规范交互,仿真,自动生成代码、文档和测试的定义。
另外,工程团队可以生成可重用,易于集成和符合行业标准的专用指南。
MAAB规范指南对成功的创建工程和无论是团队内部合作,还是与合作伙伴,供应商都非常重要。
MAAB在模型的可读性,统一性这些方面进行详细的定义,主要内容有:
1.命名规则
2.模型架构
3.模型配置指南
4.模型仿真
5.状态机
采用MAAB进行模型设计的优势:
1.易与系统集成
2.定义良好的接口
3.统一的外观
4.模型良好的可读性
5.问题的自由交互
6.简单有效的处理
7.快速的软件变换
2.3模型验证流程
1.打开工作界面。
图2.3工作区
2.通过在工作区上点击的MAAB缩略图创建一个新的MAAB工程。
图2.4创建新MAAB工程
3.配置MAAB规则列表。
第一步是创建一个新的工程后,选择在Simulink模型上将应用的模型。
●在MAAB规则中显示为每层次类型及子类型作为指定的MAAB指南
●67项MAAB规则和89项MAAB规则的合规性检查
●通过使用相关的复选框,您可以选择一个单一的规则,多个规则或整套规则
图2.5规则配置
4.规则细节
对于每个规则,在规则列表显示不同的属性。
●RuleID:
这是作为在MAAB指南指定规则的ID。
●Title:
Title在MAAB指南中指定的规则。
●Priority:
作为在MAAB指南中指定规则的优先级。
下面是优先级显示图标:
推荐
,强烈推荐
,强制性
。
●AutoFix:
指定是否用于指定规则自动校正。
图标
表示自动校正成功的情况,
表示不能自动校正。
●Rationale:
遵守下列条件的每一个或者多个规则是重要的:
可读性,工作流,仿真,核查和验证与代码生成。
●Scope:
部分的MAAB规则的所属如:
MAAB,NA-MAAB,J-MAAB。
●规则的细节:
获得任何规则的更多信息,您可以使用
按钮访问规则细节和类型的自动校正,建议和验证能要完成的事。
5.选择仿真模型。
规则配置完成后,点击“Browse”按钮来选择合规检的仿真模型。
图2.6仿真模型的选择
6.添加核查子系统。
●“StyleCheck”解析模型,并在仿真编辑器中显示类似“subsystem-wise”的分层视图。
●你可以选择单个或多个子系统或整个模型的合规检查。
●“IncludeChildSubsystem”选项,让你选择一个特定的子系统。
●如果备份模型已经存在,那么“StyleCheck”就会提示时候要覆盖这个模型还是另存为不同的名字。
●按下
键,新增核查子系统的选项。
图2.7新增核查字系统
7.仿真模型验证。
(1)仿真验证
●一旦选择了核查子系统,便可以进行合规性检查。
●随着按下“Start”键,面板将显示整个子系统选项的路径。
●使用此键,或使用特定规则的“Start”键验证一个单独的子系统,或者验证各个子系统。
●另外,你可以在底部面板中选择验证所有选项,验证所有选中的子系统。
图2.8仿真模型和验证
(2)验证进展
●子系统面板上的进度条显示验证状态。
●规则还没有被证实的中间状态图标
。
●规则通过的状态图标
而失败的规则是显示
。
●如果一个子系统通过了所有的规则,那么认为这个子系统是通过了,否则认为这个子系统失败了。
●对于每个规则,违规的数量和总对象的数量随着验证状态显示出来。
●在底部面板中按下
导航按键,导航到合规视图。
图2.9仿真验证进展
8.合规性和统计。
一旦验证完成,StyleCheck自动导航到合规和统计选项卡。
无论是在仿真视图还是指南视图,都可以看出符合规则校验的细节。
(1)合规模型视图
●在仿真视图中,显示每个子系统发生违反项。
●子系统的面板显示违规特定子系统的数量。
●违规项细节可以包括违规路径,参数名字,当前值和期望值。
●通过单击Violationblockpath,可以导航到违规对象。
图2.10合规性和统计:
模型视图
(2)合规准则试图
在指南视图中,无论子系统是否违反规则,违规项都以列表形式显示在每条规则旁。
图2.11合规性和统计:
指南视图
(3)违反自动校正
●对于37项MAAB规则,StyleCheck提供了自动校正的功能。
●自动校正与使能复选框相关联的原则。
●自动校正是按照期望值或输入值执行的(你可以编辑/选择期望值)。
●还有Suggestions可以是可编辑的文本形式,或者是表形式。
●通过选择复选框,你可以选择个别违规或自动校正的规则。
●单击Start键选择相关的违反规则开始自动校正。
●如果期望值的编辑是错误的,StyleCheck将突出显示suggestions无效。
●当鼠标悬停在错误图标旁边时,验证信息显示无效的期望值。
图2.12无效的期望值
单击底部面板上所有自动更正的按键,工作区中的所有违反项将自动更正。
图2.13自动校正后
如果自动校正执行成功,这些违反项的状态显示为
图标。
9.生成报告。
●核实或自动校正完成后,可以生成一个Microsoftword报告。
●你可以导航到报表配置选项卡上点击统计表。
(1)报告设置
在配置报告中,可以配置一下设置:
(点击图像链接导航到相应的描述)
图2.14报告配置
(2)报告生成
点击保存项以保存所做的设置的变化,点击Generate按钮生成报告。
该报告将创建在工程的配置设置中指定的路径。
图2.15报告预览图
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