如何进行UDPNM测试?

汽车上的ECU节点千千万万,不可能点火时都开始工作,为了更好利用整车能源,NM网络管理应运而生。


NM(Network Management)网络管理


主要用于当车辆处于电源模式OFF时,让网络中的ECU(Electrical Control Unit)节点进行有序的睡眠与唤醒,尽可能的避免出现由于ECU长时间耗电,导致蓄电池电量不足,车辆无法正常启动的情况。


汽车上的NM方式主要有两种:OSEK NM与AUTOSAR NM。而AUTOSAR NM包含CANNM(CAN的网络管理)、UDPNM(Ethernet的网络管理)等等。今天小怿与大家一起聊聊UDPNM的测试方案。


UDPNM目前主要测试内容:网络管理报文数据格式测试、状态机跳转测试、时间参数测试,因此我们主要针对这几块内容进行阐述。


UDPNM网络管理报文数据格式



UDPNM报文数据及格式内容定义如下所示:

1.jpg

图 1 NM报文PDU数据场格式

其中针对CBV(Control Bit Vector)的bit定义如下:

22.jpg

图 2 CBV的bit字节信息



PNI:0表示NM PDU不包含PN请求信息,1表示NM PDU包含PN请求信息;

AWB:0表示节点未唤醒网络,1表示节点唤醒网络;

CSR:0表示主协调者未请求同步关闭网络,1表示主协调者请求同步关闭网络;

RMR:0表示未请求RMS的状态,1表示请求RMS的状态。


UDPNM的状态机跳转机制



UDPNM主要有三个模式:Network Mode(正常工作模式)、Prepare Bus-Sleep Mode(准备睡眠模式)与Bus-Sleep Mode(睡眠模式)。其中Network Mode中又包含Repeat Message State(重发报文状态)、Normal Operation State(正常运行模式)与Ready Sleep State(预睡眠模式)。具体的状态机的跳转如下图所示,ECU通过自身状态与总线上信息获取从而进行网络状态切换:

333.jpg

图 3 UDP NM状态机跳转图


UDPNM时间参数


时间参数在状态机切换时具有约束的作用,如要求ECU内部状态从Sleep Mode切换到Network Node的时间必须在多久时间内完成等等。针对UDPNM中重要时间参数整理如下:

表1 时间参数列表


234.jpg

PNC(Partial Network Cluster)应用

PN(Partial Network)即“局部网络”,一般OEM依据自身功能类型将车载网络进一步划分为不同的“局域网”类似于VLAN的技术,从而实现各种状态的控制。它通过CBV上的PNI位从而控制ECU整体的PNC的状态,当PNI位置1时,PNC位的置位信息才有效,反之则无效。

一般OEM会将NM PDUpayload中byte 2~byte n进行PNC状态的设置,一个PNC状态占一个bit。当PNI位置1时,通过设置NM PDU上其余的byte中的PNC位状态从而实现ECU不同功能模块对应报文发送的控制


以上是针对UDPNM的测试内容的介绍,下面详细聊聊UDPNM的测试方案。


UDPNM测试方案


目前怿星科技采用怿星自研便携式测试机柜进行环境搭建,该测试机柜包含4路100BASE-T1/1000BASE-T1、2路10/100/1000BASE-T(X)和1路CAN(FD)通道,通过USB或以太网(RJ45)连接,从而实现对以太网通信报文的分析、仿真、测试、验证的功能。软件则是CANoe pro(带option Ethernet)。


目前测试环境如下图所示:

5.jpg

图 4 UDPNM测试环境


测试内容依据前文阐述信息可分为NM报文格式、网络管理状态机测试、UDPNM时间参数测试三个部分。

其中NM报文格式的测试主要是依据UDPNM报文中PDU数据内容以及CBV的格式测试。例如源地址信息、未使用字节、PNI位等等相关信息的测试。

而网络管理状态机测试主要是依据ECU在RMS、NOS、RSS、PBSM、BSM这五种状态下的报文内容以及对应表现状态下的测试。例如:


1) 验证ECU模式切换时的时间是否符合要求如:从BSM到RMS状态下的时间测试等等;

2) 验证ECU在BSM模式等状态下运行的状态是否符合要求;

3) 验证ECU模式切换时的UDPNM数据内容是否符合要求等等。


最后,针对时间参数的测试主要是测试UDPNM状态的维持时间、超时时间与切换时间等等。

针对上述测试要求出简要的测试用例如下表所示:

表2 UDPNM测试用例简要信息

测试组

测试用例

NM报文格式测试 

[TG1_TC1]源标识测试

[TG1_TC2]未使用的用户字节数测试

......

......

网络管理状态机测试

[TG2_TC1]BSM状态机测试

[TG2_TC2]BSM状态到RMS状态

......

......

时间参数测试


[TG3_TC1]UDPNM NM timeout时间测试

[TG3_TC2]UDPNM Repeat Message时间测试

......

......



以上就是今天给大家分享的全部内容了,相信随着汽车电子技术的不断迭代,UDPNM在汽车电子架构中会越来越普及,PNC技术也会在UDPNM中得到更多的运用。关于此块的内容,如果你还有任何疑问,欢迎随时联系我们!







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