作者 |李偉 上海控安安全測(cè)評(píng)中心安全測(cè)評(píng)部總監(jiān)

來源 | 鑒源實(shí)驗(yàn)室

01 ECU軟件和通用軟件性能測(cè)試的區(qū)別

通用軟件進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)通常會(huì)通過壓力測(cè)試、負(fù)載測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試、疲勞強(qiáng)度測(cè)試、用戶并發(fā)訪問測(cè)試等等方法來了解當(dāng)前軟件系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)，并在這些測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)并修復(fù)系統(tǒng)存在的問題，或者優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行效率等。

通用軟件和ECU軟件使用場(chǎng)景的不同產(chǎn)生的需求不同，從而出現(xiàn)了性能測(cè)試的差異和側(cè)重點(diǎn)的不同。

首先系統(tǒng)運(yùn)行場(chǎng)景的不同，通用軟件一般直接面向客戶使用，如果是提供在線web服務(wù)的系統(tǒng)，面向的客戶群體有時(shí)候會(huì)是一個(gè)龐大數(shù)量。車載ECU一般不會(huì)面向最終用戶，ECU的數(shù)據(jù)輸入和輸出對(duì)象一般是其他ECU或者系統(tǒng)TSP后臺(tái)，以Tbox為例，車內(nèi)通訊對(duì)象有網(wǎng)關(guān)、娛樂主機(jī)等，外部通訊對(duì)象是TSP后臺(tái)，以及單個(gè)用戶的手機(jī)藍(lán)牙或者WiFi。

除使用場(chǎng)景和服務(wù)對(duì)象的不同外，性能需求也不一樣。通用軟件對(duì)于系統(tǒng)的在線并發(fā)處理，同時(shí)在線用戶數(shù)等性能有較高的要求。車載ECU不會(huì)有多個(gè)最終用戶的并發(fā)使用情況，所有信息通訊交互對(duì)象都是有限定的，從功能安全和產(chǎn)品需求設(shè)計(jì)出發(fā)，性能需求集中在系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性，以及各種場(chǎng)景下內(nèi)存溢出和泄漏測(cè)試。

02 Tbox的性能測(cè)試項(xiàng)

在進(jìn)行tbox性能測(cè)試項(xiàng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們常用的做法是先進(jìn)行使用場(chǎng)景的梳理，在梳理場(chǎng)景過程中，對(duì)數(shù)據(jù)流和邏輯的控制流相結(jié)合按照不同業(yè)務(wù)進(jìn)行細(xì)分析，對(duì)這些過程中發(fā)現(xiàn)的瓶頸處設(shè)計(jì)性能測(cè)試項(xiàng)進(jìn)行驗(yàn)證。

以Tbox為中心形成的車內(nèi)子系統(tǒng)中，CAN總線上的通訊數(shù)據(jù)是明確固定的，意思是CAN總線上主動(dòng)向TBOX發(fā)送的各種信號(hào)是明確的，tbox被動(dòng)響應(yīng)的或主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的信號(hào)也是明確的，這部分信號(hào)在項(xiàng)目的早期就被確定下來，在項(xiàng)目研發(fā)過程中會(huì)有輕微的調(diào)整，tbox對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)的處理是依靠自身的CAN通訊芯片，這部分的設(shè)計(jì)已經(jīng)非常成熟，設(shè)計(jì)師選型會(huì)留有充分的余量，這部分的性能測(cè)試通常會(huì)放在硬件部分跟CAN網(wǎng)絡(luò)和診斷測(cè)試在項(xiàng)目早期一起完成，系統(tǒng)級(jí)的性能測(cè)試一般不會(huì)考慮這部分內(nèi)容。

Tbox和各子系統(tǒng)的通訊如下圖所示，子系統(tǒng)間的通訊通常有從車端至云端，從TSP端至車端，周期性和觸發(fā)型等幾個(gè)部分。在這些通訊過程中，除了云端的TSP平臺(tái)，車端還會(huì)跟Internet上的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有通訊，主要是給娛樂主機(jī)提供各種定制化的服務(wù)，但是這些服務(wù)不會(huì)主動(dòng)從云端向車端發(fā)起。

從車端上報(bào)至TSP端的通訊，周期性上報(bào)數(shù)據(jù)通常包括：大數(shù)據(jù)、新能源國標(biāo)或地標(biāo)上報(bào)等。觸發(fā)型上報(bào)數(shù)據(jù)通常包括：各種報(bào)警信息、娛樂系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

從TSP端至車端的通訊，一般只包含觸發(fā)型數(shù)據(jù)，不會(huì)從TSP端向車端主動(dòng)發(fā)起周期性的通訊請(qǐng)求，通常包括：車況的查詢與上報(bào)、遠(yuǎn)程控制車輛等。

經(jīng)過分析我們可以看到，在這個(gè)子系統(tǒng)中，場(chǎng)景比較簡(jiǎn)單，消費(fèi)子系統(tǒng)資源的最終用戶是單一的，不存在通用軟件類似大量用戶并發(fā)訪問的情況，我們對(duì)系統(tǒng)的性能要求主要集中在穩(wěn)定性，和一定負(fù)載下的長時(shí)間疲勞測(cè)試中。通常的性能測(cè)試設(shè)計(jì)主要集中在以下幾個(gè)方面：

車端網(wǎng)絡(luò)上傳下載速率測(cè)試，對(duì)tbox整體的上傳和下載的最大速率進(jìn)行測(cè)試，確定是否存在車端上傳下載在網(wǎng)絡(luò)速率上的瓶頸。

車端和云端網(wǎng)絡(luò)通訊長時(shí)間的穩(wěn)定性測(cè)試，一般測(cè)試24小時(shí)以上，測(cè)試車端和云端的通訊是否存在丟包，網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)等情況。

系統(tǒng)內(nèi)存溢出和泄漏測(cè)試，通過對(duì)系統(tǒng)增加一定的負(fù)載，長時(shí)間運(yùn)行并對(duì)系統(tǒng)資源使用情況進(jìn)行監(jiān)控，確認(rèn)是否存在系統(tǒng)資源異常消耗的事件存在。

03 Tbox性能測(cè)試工具

Tbox系統(tǒng)運(yùn)行軟件一般是在各種Linux環(huán)境之上，如Ubuntu、CentOS、Android等，所以各種性能測(cè)試的開源工具是比較多的，我們列舉常用的一些跟大家分享。

Speedtest，無論是Linux還是windows環(huán)境下，speedtest都是非常好用的網(wǎng)絡(luò)帶寬測(cè)試工具，可以測(cè)試出當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接Internet的上傳和下載最大速率，平均速率，網(wǎng)絡(luò)延遲等參數(shù)，在針對(duì)車端上網(wǎng)性能的測(cè)試項(xiàng)時(shí)我們一般都會(huì)用到這款工具。

Iperf，是一款已經(jīng)存在了很多年的著名網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工具，應(yīng)用非常廣泛，可以設(shè)置參數(shù)對(duì)TCP、UDP等協(xié)議進(jìn)行性能測(cè)試，獲得網(wǎng)絡(luò)帶寬、MTU/MSS，網(wǎng)絡(luò)丟包，延遲等數(shù)據(jù)。我們?cè)跍y(cè)試長時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性時(shí)會(huì)用到這款工具。

Monit，是Linux上最靈活、功能最強(qiáng)大的監(jiān)視工具之一，已經(jīng)存在了很多年，支持各種參數(shù)的自定義設(shè)置和報(bào)警閾值設(shè)置，還提供一個(gè)輕量化的web服務(wù)，方便用戶通過瀏覽器來監(jiān)視系統(tǒng)資源情況。我們?cè)谶M(jìn)行長時(shí)間內(nèi)存泄漏探測(cè)時(shí)，會(huì)用到這款工具。

目前各種性能測(cè)試的小工具是非常多的，實(shí)際的使用中首先是根據(jù)測(cè)試設(shè)計(jì)的需要來進(jìn)行選取，其次對(duì)工具的測(cè)試精確度，易操作性，成本等進(jìn)行考慮，最終確認(rèn)適合項(xiàng)目產(chǎn)品測(cè)試的最佳工具。

04 總 結(jié)

車載ECU的性能測(cè)試跟傳統(tǒng)的通用軟件，特別是提供web服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)有非常大的區(qū)別，并發(fā)測(cè)試不再是tbox測(cè)試的重點(diǎn)，TBOX的運(yùn)行穩(wěn)定性和探測(cè)內(nèi)存泄漏溢出成為了首要測(cè)試目標(biāo)。車載的其他ECU也存在類似的情況，我們需要通過系統(tǒng)的ECU設(shè)計(jì)使用場(chǎng)景分析，基于數(shù)據(jù)和控制流對(duì)功能模塊全面覆蓋細(xì)分類考慮，來具體情況具體對(duì)待。

審核編輯黃宇