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硬件構架

硬件方面包括以下內容，結構如圖1所示。(1)CAN通訊卡:Goepel公司PXI－3052。用于模擬CAN總線節點和報文，并開發軟件完成了網絡管理協議和診斷協議。(2)數據采集設備:NI公司PXI－6259+SCXI－1104C。用于提供64路最大可至40V的模擬量采集;并將需要發送的數據進行曼徹斯特編碼，送至信號發生器，用于模擬車鑰匙的無線信號。(3)信號發生器:Rohde－SchwarzSMB－100。用于上變頻數據采集卡發生的曼徹斯特編碼，用于模擬車鑰匙的無線信號。(4)可編程電源:Jaeger公司1200W，40V，60A。用于向樣品和負載提供電源。(5)矩陣模塊:本公司自行開發。40路10A，80路2A，用于完成輸入的模擬，并在輸出上提供了端接到電源，短接到地和開路等診斷功能。(6)負載模擬箱:本公司自行開發。用于特殊功能實現，如對低頻天線信號進行解碼，查驗數據。

軟件構架

根據以上硬件功能，搭建軟件平臺。平臺通過NI公司LabWindows/CVI編寫。從架構來說分為硬件操作層，用戶界面層，以及自動化腳本測試層，如圖2所示。

人機界面層

提供了用戶接口，定義的各個模塊的操作功能在這個層次上完成功能。其中包括了CAN通訊以及其衍生的網絡管理，診斷協議的處理;數據采集系統得到的信號數據顯示、波形顯示;矩陣模塊操作;電源控制;信號發生器設置等等。用戶對軟件界面進行操作，人機界面層隨即將用戶操作的內容轉化為一條條指令，經由TCP/IP協議發送給硬件操作層。從而完成用戶操作。

硬件操作層

用于直接操作硬件，調用硬件驅動動態鏈接庫完成采集數據，儀器控制的功能。接受人機界面層發出的指令并執行相應動作，并將采集到的數據根據一定格式存入一個共有內存緩沖區以供人機界面層的調用。

自動化腳本測試層

為了實現自動測試的需求，在人機界面層和硬件操作層上，還搭建了一層自動化腳本測試層。本層可以記錄下用戶操作的動作，并在每一步對比其預設的觀測項，并且留檔記錄下相關數據。在測試完成后自動生成測試數據報告，供用戶參考。

系統架構的優點和難點

在本測試平臺中，由于各模塊功能繁雜，控制量和采集量無論從種類上還是數量上都比較多，對測試平臺的搭建提出了一定的挑戰。例如，CAN總線節點模擬以及觀測上，同時還混合有網絡協議和診斷協議。這些不同的模塊同樣是在對CAN通訊卡進行的操作，如何解決其模塊之間的沖突就成了問題。而利用將軟件界面和硬件接口分開，利用緩沖區進行數據交換，就完美地解決了這個問題，各模塊通過發送相關指令，而在硬件操作層中將收到的指令統一處理，各個模塊不會因為硬件的占用而導致沖突或者丟掉數據，有效地保證了測試的準確性。

本文作者：王迅佳作者單位：上海交通大學自動化系