作者 |李偉 上?？匕舶踩珳y評中心安全測評部總監(jiān)

來源 | 鑒源實驗室

01 ECU軟件和通用軟件性能測試的區(qū)別

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

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

首先系統(tǒng)運行場景的不同，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候會是一個龐大數(shù)量。車載ECU一般不會面向最終用戶，ECU的數(shù)據(jù)輸入和輸出對象一般是其他ECU或者系統(tǒng)TSP后臺，以Tbox為例，車內(nèi)通訊對象有網(wǎng)關(guān)、娛樂主機等，外部通訊對象是TSP后臺，以及單個用戶的手機藍(lán)牙或者WiFi。

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

02 Tbox的性能測試項

在進行tbox性能測試項設(shè)計時，我們常用的做法是先進行使用場景的梳理，在梳理場景過程中，對數(shù)據(jù)流和邏輯的控制流相結(jié)合按照不同業(yè)務(wù)進行細(xì)分析，對這些過程中發(fā)現(xiàn)的瓶頸處設(shè)計性能測試項進行驗證。

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總線上主動向TBOX發(fā)送的各種信號是明確的，tbox被動響應(yīng)的或主動向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的信號也是明確的，這部分信號在項目的早期就被確定下來，在項目研發(fā)過程中會有輕微的調(diào)整，tbox對這部分?jǐn)?shù)據(jù)的處理是依靠自身的CAN通訊芯片，這部分的設(shè)計已經(jīng)非常成熟，設(shè)計師選型會留有充分的余量，這部分的性能測試通常會放在硬件部分跟CAN網(wǎng)絡(luò)和診斷測試在項目早期一起完成，系統(tǒng)級的性能測試一般不會考慮這部分內(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)型等幾個部分。在這些通訊過程中，除了云端的TSP平臺，車端還會跟Internet上的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有通訊，主要是給娛樂主機提供各種定制化的服務(wù)，但是這些服務(wù)不會主動從云端向車端發(fā)起。

從車端上報至TSP端的通訊，周期性上報數(shù)據(jù)通常包括：大數(shù)據(jù)、新能源國標(biāo)或地標(biāo)上報等。觸發(fā)型上報數(shù)據(jù)通常包括：各種報警信息、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)，不會從TSP端向車端主動發(fā)起周期性的通訊請求，通常包括：車況的查詢與上報、遠(yuǎn)程控制車輛等。

經(jīng)過分析我們可以看到，在這個子系統(tǒng)中，場景比較簡單，消費子系統(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)載下的長時間疲勞測試中。通常的性能測試設(shè)計主要集中在以下幾個方面：

車端網(wǎng)絡(luò)上傳下載速率測試，對tbox整體的上傳和下載的最大速率進行測試，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)通訊長時間的穩(wěn)定性測試，一般測試24小時以上，測試車端和云端的通訊是否存在丟包，網(wǎng)絡(luò)抖動等情況。

系統(tǒng)內(nèi)存溢出和泄漏測試，通過對系統(tǒng)增加一定的負(fù)載，長時間運行并對系統(tǒng)資源使用情況進行監(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性能測試工具

Tbox系統(tǒng)運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)帶寬測試工具，可以測試出當(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)，在針對車端上網(wǎng)性能的測試項時我們一般都會用到這款工具。

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

Monit，是Linux上最靈活、功能最強大的監(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)置和報警閾值設(shè)置，還提供一個輕量化的web服務(wù)，方便用戶通過瀏覽器來監(jiān)視系統(tǒng)資源情況。我們在進行長時間內(nèi)存泄漏探測時，會用到這款工具。

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

04 總 結(jié)

車載ECU的性能測試跟傳統(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)測試不再是tbox測試的重點，TBOX的運行穩(wěn)定性和探測內(nèi)存泄漏溢出成為了首要測試目標(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)計使用場景分析，基于數(shù)據(jù)和控制流對功能模塊全面覆蓋細(xì)分類考慮，來具體情況具體對待。

審核編輯黃宇