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1.背景介绍
随着新能源汽车产业蓬勃发展www.cechina.cn，"上半场电动化，下半场智能化"已然成为行业共识。与此同时，汽车智能域控产品的开发、测试、迭代周期持续缩短，但软件的集成度、复杂度却日益提高。在汽车产品高速发展的阶段，评估控制器在复杂场景下的性能以及稳定性，提高可靠性成为各厂商智能化征程的重要一步。
ISO26262针对软件资源占用提出了要求，需要在仿真或真实环境下对软件的堆栈、时间、内存占用、CPU负载率等进行分析，来保证软件资源占用的合理性。
图1 功能安全要求
根据多家主机厂、供应商的性能痛点交流和项目实施经验，通过引入自动化测试工具可以解决多个阶段的性能问题，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。
图2 项目质量挑战
2.测试方案
在底盘、动力、智驾域等产品的性能指标评估上，经纬恒润拥有丰富的项目实施和方案定制经验。借助静态性能分析套件AbsInt和时序及资源量测试工具PROV，实施覆盖代码级、控制器级、系统级的性能分析，完成堆栈、内存、时间、负载率等核心指标测试，为软件架构优化提供数据支撑，有效保障产品质量。
图 2-1 性能测试整体方案
2.1基于AbsInt的静态分析方案
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/函数等预留的堆栈空间和执行时间合理性
●评估函数在最差路径下的调用顺序和资源用量CONTROL ENGINEERING China版权所有，分析变量读写权限
●保证控制器内存占用率和CPU负载在阈值范围内，定位性能瓶颈
●构建符合功能安全和 ASPICE 要求的测试工具链，形成性能测试能力项
测试内容
●内存：分析最差工况的堆栈用量、RAM/ROM/Flash占用率
●时间：分析最差工况下的执行时间，保证WCET满足规定阈值
●CPU负载：基于WCET模拟任务调度，分析核上负载和任务占比
方案特点
●AbsInt自动分析遍历所有工况，结果涵盖程序的所有执行路径，无需设计用例
●分析对象是二进制可执行文件，不依靠调试信息或实测数据，无需依赖源码
●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
●支持PPC、V850、Tricore、ARM等多种架构芯片的堆栈、时间分析
●图形化展示函数执行路径、占比用量、循环次数、变量读写，指导代码性能优化
●AbsInt拥有认证支持包QSK，可支持产品满足不同级别功能安全认证要求
图2.1-1 基于AbsInt的分析流程
图2.1-2 函数调用关系及用量显示
图2.1-3 函数占比用量表（堆栈/时间）
图2.1-4 数据化表格用量（堆栈、时间、变量、循环等）
图2.1-5 负载率仿真图
2.2基于PROV的动态性能测试
客户收益
●可在PIL、HIL、实车等环境下进行资源分析，支撑产品各阶段的质量验收
●监测多工况下的任务调度行为和CPU负载变化，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
●构建符合功能安全和ASPICE要求的测试工具链CONTROL ENGINEERING China版权所有，形成性能测试能力项
测试内容
●堆栈：实时监控待测接口（任务、中断、函数等）的堆栈变化，并记录各工况下出现的最大堆栈用量
●时间：实时监控任务或中断的IPT、CET、GET、RT等AUTOSAR标准中的时间参数，并统计记录任务或中断的最大执行时间和响应时间，衡量周期稳定性和响应实时性
●负载：实时分析各任务在实际环境下的调度关系，评估控制器各核心瞬时负载和极限负载，定位软件质量瓶颈
●变量：实时监控共享变量的数据变化，追踪变量读写、定位异常篡改
方案特点
●借助PROV时序和资源量测试工具进行实时数据采集和分析，还原实际环境下的控制器运行状态，包含堆栈、时间以及核上负载率变化
●支持AUTOSAR、OSEK、POSIX等操作系统和英飞凌、瑞萨等芯片的环境适配，自定义程度高，项目复用性强
●支持CAN、ETH等通信方式，自动化监控软件在多种工况下的运行情况控制工程网版权所有，具备阈值风险预警和违规事项定位功能
●可自定义设置全局变量并跟踪分析，监控其在整个生命周期的变化情况
●支持多任务和多核分析CONTROL ENGINEERING China版权所有，可追踪定位软硬件交互情况
●通过ISO 26262、IEC 61508等认证，可支持产品功能安全认证等级ASIL D
图2.2-1 基于PROV的动态实施流程
图2.2-2 PROV实时分析效果图
图2.2-3 全局变量监控分析
图2.2-4 任务调度甘特图
通过以上测试方案，客户可实现针对堆栈、时间、内存、负载率的分析，有效验证复杂控制器的性能，提高软件的运行稳定性和质量，确保系统功能的正确实现。
3.测试能力介绍
经纬恒润深耕嵌入式测试领域十余年，积累了深厚的技术底蕴与丰富的实战经验，能够针对客户特定需求提供定制化的性能测试咨询服务。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。目前，公司已成功助力多家主机厂及零部件企业提升软件性能与质量，为其产品可靠性保驾护航。
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