性能测试解决方案

       现代的车载电子电气系统与行车安全的关联愈发紧密，诸如转向、刹车、引擎控制等功能已实现电子化控制，电控系统的失控会危及相关交通参与者的人身及财产安全，针对车载电子电气系统进行严格的安全把控也成为多家厂商的一贯标准。汽车功能的不断完善带动控制器的数量剧增，多种功能单元模块的交互变得高频多向，车载网络结构日趋复杂。

       ISO26262、IEC61508、DO178B/C等行业标准对资源占用提出了要求，需要在设计、验证阶段对时间（WCET、WCRT）、内存进行评估（堆栈、占用率），满足架构设计的阈值范围。
 

功能安全要求

 

       根据多家主机厂、供应商的性能方案交流和测试实施经验，经纬恒润借助自动化测试工具可以解决多个层级的性能问题，包含堆栈溢出、任务超时、负载偶发超负荷等，并结合功能安全和ASPICE流程完成测试体系的搭建。
 

项目质量挑战

 

测试方案

       在底盘、电驱、车身等系统的性能指标评估上，经纬恒润可根据客户需求进行方案的调整实施。借助静态性能分析套件AbsInt和动态在板测试套件RVS可以贯穿代码级、控制器级、系统级，完成针对堆栈、时间、负载的性能分析，评估软件在极限工况下的任务实时性、稳定性，保证软件质量。
 

性能测试整体方案

 

静态实施

• 客户收益

       - 在代码开发、控制器集成阶段评估资源使用率，指导芯片选型和工程优化

       - 保证软件的任务/中断/runnable等预留的堆栈空间和周期合理

       - 保证芯片内存占用率和CPU负载在阈值范围内

       - 评估函数、变量在执行路径下调用和占比的合理性

       - 开展符合功能安全和ASPICE流程要求的测试

 

• 测试内容

       - 资源占用率：自动化分析最差工况的堆栈用量、RAM/ROM/Flash占用率

       - 任务执行时间：分析最差工况下的执行时间，测试周期稳定性和任务实时性

       - 调度仿真：模拟任务调度，CPU负载率测试、分析核上负载占比关系测试

 

• 方案特点

       - 借助AbsInt工具，针对工程的.elf/.out文件进行自动化分析，无需依赖源码

       - 支持PPC、V850、Tricore、ARM等多种架构芯片的堆栈、时间分析

       - 分析过程考虑内联汇编代码、库函数调用、函数指针、缓存/流水线等行为

       - 分析遍历所有工况，结果涵盖程序的各个入口和任务，图形化展示最差工况下的执行路径和占比用量，指导代码性能优化

       - 不依赖客户本身测试用例，执行效率高，项目周期短

       - AbsInt 官方拥有认证支持包 QSK证明工具满足ASIL D等级功能安全标准

 

堆栈、时间分析流程

 

函数调用关系及用量显示

 

数据化表格用量展示

 

负载率仿真图

 

动态实施

• 客户收益

       - 在PIL、HIL、车载环境下进行时序分析，确保软件行为安全

       - 可视化监测真实任务调度和CPU负载，为系统升级提供优化参考

       - 保证多任务和多核运行的合理性，规避优先级反转、死锁等时序问题

       - 开展符合功能安全和ASPICE流程要求的测试

 

• 测试内容

       - 任务执行时间：分析任务的最差工况下执行时间，测试周期稳定性和响应实时性，中断执行时间等

       - 任务调度分析：分析任务响应时间，图形化显示多核、多任务调度关系，定位时序问题

       - 负载率分析：基于实际工况对CPU负载率进行实时统计和分析，评估极限负载下的CPU负载率占用情况

 

• 方案特点

       - 借助RVS分析套件进行实时数据采集和分析，还原实际环境下的执行工况

       - 支持多任务和多核分析，可追踪定位软硬件交互情况

       - 支持全量数据采集和长时间监测运行，定位多种工况的运行状态

       - 支持同步分析任务、程序执行和覆盖路径，并对比多版工程时间、负载变化

       - 自定义程度高，项目复用性强，可针对任意函数、模块或代码段进行时序分析

       - 应对偶发性缺陷比如高负荷、超时等问题，可以设置自定义阈值来进行触发检测

       - 支持集成多种硬件环境，比如PPC、V850、Tricore、ARM联合Tasking、Hightec、IAR等

       - RVS 工具评估等级为TCL3，可以支持产品功能安全认证等级ASIL D

 

动态实施流程

 

多维度执行时间统计

 

调度、负载分析

 

       基于以上测试方案，借助静态和动态性能测试工具，可以完成针对堆栈、时间、负载率的分析，有效验证基础软件的性能，提高软件的运行稳定性和性能质量，确保系统功能的正确实现。

       根据ISO 26262对资源占用的要求，需要开展性能测试。针对不同的用户，经纬恒润提供定制化的咨询服务，主要包括：测试过程能力建设、测试技术咨询、测试工具链建设、第三方测试服务等。