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Muzammil Shahbaz是英國超電子機場系統的一名高級工程師。 他的興趣包括：逆向工程，系統驗證和驗證的形式化方法的實際應用。 他是發表于2012年的《逆向工程和黑盒軟件組件測試：通過文法推斷技術》的作者。 他曾是一名全歐洲的嵌入式系統測試和驗證的顧問。 他獲得了法國格勒諾布爾國立理工學院授予的軟件工程博士學位。 |
介紹
測試是汽車開發過程中的一個重要部分。隨著軟件越來越多地被應用于現代汽車，對嚴格軟件測試方法的需求也變得越來越多。一個一直被忽略的特殊方面是：具有很多獨特特色的商用車領域的軟件測試的實踐。
本文是對商用車領域軟件測試的第一個全面的研究。但是，許多特征和相關結果可以外推到汽車行業的其他部分，而且更廣泛地，還可以外推到嵌入式系統領域。我們通過對用于汽車行業的26工具和歐洲市場的20個工具/服務提供商的調查研究了現行做法。后，還預測了未來潛在機會的一些方向。
本文希望能給汽車行業從業人員提供現被用于汽車領域的軟件測試工具和服務的深刻見解。
由于本文重點是商用車領域，工具/服務提供商可以熟悉這一領域的潛在機會。
后，對學生和研究人員來說，了解汽車嵌入式軟件測試是如何在實踐中進行的，及塑造汽車行業的新概念有哪些或許也挺有意思的。
商用車領域
2.1定義
歐盟根據其結構及設備類型的設計目的來定義”商用車”，能夠運載：a）超過九人，包括司機在內；b）貨物和標準油箱[ 1 ] 的任何機動道路車輛都屬于”商用車”。
輕型商用車（ LCV ）是車總重≤3.5噸的商用車的歐盟正式術語，符合該類別的車輛有面包車，小巴和輕型卡車等；重型商用車（ HCV）是車總重>3.5噸的商用車的歐盟正式術語，符合該類別的車輛有貨車，卡車，油罐車等。HCV的一個更廣泛的定義里還包括農用車輛（拖拉機，收割機等），及施工車輛（巖石鉆機，推土機，輪式裝載機等）在內的重型設備和機械。
本文的研究范圍涵蓋了輕型和重型商用車。
2.2市場規模和潛力
商用車輛占有了汽車行業的一個具體且不可忽略的市場份額。按照ACEA （歐洲汽車制造商協會）數據顯示，2012年全世界生產的超過20萬臺的商用車占據了歐盟市場11.3％的份額。較2011年，2012年歐盟產的LCV / HCV出口收入增加了22.9 ％[3] 。
同樣， Frost＆Sullivan公司[ 2 ]指出，歐洲對輕型商用車的需求已經遠遠超過其他大洲。特別是混合商用車，在不久的將來將占據主要市場份額。一直會用到大約2016年的大多數混合LCVs將包括梅賽德斯－奔馳Sprinter和福特Transit Connect的電動版本。
這兩款車型有望占據歐洲混合輕型商用車市場的三分之一。
不看生產數據統計，伴隨著全世界24%的年復合增長率[ 2 ]，所有主要地區均有望保持商用車遠程信息技術的增長速度。
2.3質量保證的挑戰概述
在現代汽車的發展趨勢已從純機械轉向廣泛地電子化。
一輛典型現代汽車里的電子控制單元（ECU）粗略估計大約有70個，包括100多萬的目標代碼指令和近1 GB的軟件[ 4 ] 。
這一趨勢也反映在商用車的發展中。對嵌入式控制器越來越多的使用已或多或少地充當了商用車遠程信息的催化劑。
這類車的價值創造主要是由嵌入式軟件決定的，這不僅增加了成本和復雜性的，還增加了嵌入式軟件的潛在缺陷。機械缺陷逐漸減少的同時，電子系統造成的缺陷卻正在迅速增加[ 5 ] 。傳動、線控、導航、人機工程學和信息娛樂類技術的進步要求嵌入式系統方法中有嚴格的質量保證措施。全球汽車業也普遍如此。
但是，商用車行業尤其受到旨在提高環境保護，安全（ ISO 26262/IEC 61508 ）和質量保證措施（ IEEE 610 ） [ 9 ]的嚴格法規的影響， 。
為了滿足當下目標，要完全更新換代正在開發中的發動機，底盤和車身。所需解決的問題是：應該在商用車先進的嵌入式系統中使用什么樣的，以及如何運用恰當的質量保證策略。
3．視覺測試領域特征
本節從測試的角度來描述：商用車領域的特征是相當重要的。
3.1安全性高要求
安全性是商用車的一個極其嚴格的要求。
歐洲道路評估計劃的目的是：到2020年，要把歐洲交通事故的概率減少到零死亡。——該項目被稱為Vision Zero。相關的標準，如ISO 26262 [ 9 ] ，也對汽車行業施加壓力，使之為了讓工程道路更安全去開發協議，工具和佳實踐準則。
還有一些其他專門針對商用車的安全措施。例如，重型卡車對由于開車時不經意地超出側翻閾值而直接造成的翻車事件要多加注意。因此，制造商已經投入了相當多的時間和資源建立安全措施（例如：翻滾穩定控制系統）以應付重型商用車的這種情況。
3.2可靠性高需求
可靠性關注的是系統中故障率的量化。軟件可靠性是一定執行時間內軟件不會失敗的概率。
迄今為止在汽車領域，相較于其他嵌入式系統領域如航空電子設備[4]，可靠性并未受到正式管理。
此外，商用車應該在艱苦的，安全性很苛刻的環境下也能正常工作，如重型卡車裝載數噸燃料，巖石鉆機鉆探不規則表面。因此，低可靠性會導致運行過程中出現危險情況。
他們的預期壽命要比正常客車長。所有這些情況都對車輛的可靠性和耐用性附加了要求。
3.3實時電子控制單元（ECU）功能
商用車嵌入式系統的復雜性很大程度上是因為大多數汽車系統的其它類并不正視實時性和界面限制。
對汽車軟件工程實踐的研究[ 4 ]表明，大部分車輛功能是由硬質和軟質實時任務實現的。
極端情況下，多達95 ％的功能由硬實時任務模擬，有可能是商用車，因為對于商用車，像具有離散事件軟實時功能的多媒體功能和人體舒適感功能并不太重要。
此外，要求不軟不硬但有時又介于兩者之間的功能，往往模擬為硬質[ 4 ]的 。典型的要求包括任務間的優先關系和抖動。
時間限制，例如截止時限在單個應用程序中可以變化多達三個數量級，通常從毫秒到幾秒。
這方面的測試是極具挑戰性的，因為一個系統的正確性不僅取決于其邏輯正確性，還取決于結果生成的確切時間。
往往很難追蹤和再現錯誤，因為這需要對決定何時模擬系統及何時期望反應有很高的精確度。
