硬件测试规范1.doc

未经授权 禁止复制 项目 纯电动 A 级轿车项目 整车控制器硬件测试规范整车控制器硬件测试规范 编号 版本 V 4 0 编 制 校 对 审 核 标准化 会 签 批 准 安安 徽徽 江江 淮淮 汽汽 车车 股股 份份 有有 限限 公公 司司 20102010 年年 0707 月月 1010 日日 精品文档 版本信息版本信息 版本号日 期作 者描 述 1 02010 03 01 陈继第一轮初稿 2 02010 04 08 陈继第二次修改 3 02010 04 28 陈继第三次修改 4 02010 05 10 陈继第四次修改 批准 实施 精品文档 目 录 1 适用范围 3 2 参考标准 3 3 术语解释 4 3 13 1 原理图原理图 4 4 3 23 2 网络表网络表 4 4 3 33 3 PCBPCB 4 4 3 43 4 布局布局 4 4 3 53 5 单位换算单位换算 4 4 4 硬件单元系统测试规范 5 4 14 1 数字信号输入测试数字信号输入测试 5 5 4 1 14 1 1 LowLow SideSide 数字信号输入数字信号输入 6 6 4 1 24 1 2 HighHigh SideSide 数字信号输入数字信号输入 6 6 4 1 34 1 3 隔离数字信号输入隔离数字信号输入 7 7 4 24 2 模拟信号输入测试模拟信号输入测试 8 8 4 34 3 频率信号输入测试频率信号输入测试 8 8 4 44 4 数字信号输出测试数字信号输出测试 9 9 4 54 5 模拟信号输出测试模拟信号输出测试 1010 4 64 6 电源测试电源测试 1010 4 74 7 通讯接口测试通讯接口测试 1212 5 硬件系统测试规范 12 5 15 1 硬件驱动模块测试硬件驱动模块测试 1212 5 25 2 系统联调系统联调 1313 6 附录 14 6 16 1 测试纪录表格测试纪录表格 1515 6 26 2 电路调整纪录表格电路调整纪录表格 1616 6 36 3 联调变更纪录表格联调变更纪录表格 1717 精品文档 1 1 适用范围适用范围 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 2 参考标准参考标准 标准标准名称名称 ISO 7637 2 2002 Road vehicles Electrical disturbance by conduction and coupling CISPR25 Radio disturbance characteristics for the protection of receivers used on board vehicles boats and on devices Limits and methods of measurement ISO11452 2 Road vehicles Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy Part 2 Absorber lined shielded enclosure ISO11452 4 Road vehicles Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy Part 4 Bulk current injection BCI ISO10605 Road vehicles Test methods for electrical disturbances from electrostatic discharge EN IEC 60068 2 11 Ka Environmental Testing Test Methods Tests Test KA Salt Mist EN IEC 60068 2 27 Environmental Testing Test Methods Environmental testing procedures Test Test Ea and guidelines Shock EN IEC 60068 2 32 Environmental Testing Test Methods Test Ed Free Fall DIN 40 050 Part 9 1993 IEC 529 Road Vehicles Degree of protection IP Code Protection against foreign objects water and access Electrical Equipment ISO 16750 Draft Road Vehicles Environmental Conditions and testing of E E equipment ISO 16750 3 Road vehicles Environmental conditions and testing for electrical and electronic 精品文档 equipment Part 3 Mechanical loads EN IEC 61000 2 6 Environmental testing Part 2 Tests Test Fc Vibration sinusoidal 3 3 术语解释术语解释 3 13 1 原理图原理图 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 3 23 2 网络表网络表 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 33 3 PCBPCB Print 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 43 4 布局布局 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 53 5 单位换算单位换算 1 英寸 mil 25 4 毫米 mm 1 克 g 0 03527 盎司 OZ 精品文档 4 4 硬件单元系统测试规范硬件单元系统测试规范 4 14 1 数字信号输入测试数字信号输入测试 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 表表 1 电源等级表 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 精品文档 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 14 1 1 LowLow SideSide 数字信号输入数字信号输入 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 VCC R4 R2 R3 R1 V SIG Input SIG DI To MCU C1D2 Diode D1 Diode Battery D3 Diode VCC 图图 1 1 LowLow SideSide 输入信号原理图输入信号原理图 4 1 24 1 2 HighHigh SideSide 数字信号输入数字信号输入 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 的规范进行测试 精品文档 C2 VCC R4 10K R2 47K R3 10K R1 not fitted V BC817 SIG SIG DI TO MCU 0 1uF C1D1 Diode D2 Diode VCC 图图 2 2 HighHigh SideSide 输入信号原理图输入信号原理图 4 1 34 1 3 隔离数字信号输入隔离数字信号输入 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 U Optoisolator1 4 7K R1 BMSF BMSF GND GND 5V R3 10K BMSF DI 1K R2 图图 3 隔离数字信号输入 隔离数字信号输入 精品文档 4 24 2 模拟信号输入测试模拟信号输入测试 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 C1 R1 D1 D2 R2 C2 SIGSIG AN TO MCU 图图 4 4 模拟信号接口电路 模拟信号接口电路 4 34 3 频率信号输入测试频率信号输入测试 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 精品文档 C1 R2 D1 D3C2 SIGSIG AN TO MCU D2 VCCVCC R1 图图 5 5 频率信号输入接口电路 频率信号输入接口电路 4 44 4 数字信号输出测试数字信号输出测试 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 图图 6 6 驱动芯片外围电路图 驱动芯片外围电路图 精品文档 4 54 5 模拟信号输出测试模拟信号输出测试 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 84 V 而不是 0 5 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 4 64 6 电源测试电源测试 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 图图 6 6 电源部分原理图 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 精品文档 图图 7 7 12V12V 转转 5V5V 外围电路原理图外围电路原理图 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 图图 8 8 传感器供电芯片外围电路原理图 传感器供电芯片外围电路原理图 精品文档 4 74 7 通讯接口测试通讯接口测试 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 图图 9 9 CANCAN 通讯测试电路原理图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 5 硬件系统测试规范硬件系统测试规范 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 5 15 1 硬件驱动模块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 精品文档 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