1.背景介紹

隨著新能源汽車產業蓬勃發展，“上半場電動化，下半場智能化”已然成為行業共識。與此同時，汽車智能域控產品的開發、測試、迭代周期持續縮短，但軟件的集成度、復雜度卻日益提高。在汽車產品高速發展的階段，評估控制器在復雜場景下的性能以及穩定性，提高可靠性成為各廠商智能化征程的重要一步。

ISO26262針對軟件資源占用提出了要求，需要在仿真或真實環境下對軟件的堆棧、時間、內存占用、CPU負載率等進行分析，來保證軟件資源占用的合理性。

圖1 功能安全要求

根據多家主機廠、供應商的性能痛點交流和項目實施經驗，通過引入自動化測試工具可以解決多個階段的性能問題，包含堆棧溢出、任務超時、負載偶發超負荷等，并結合功能安全和ASPICE流程完成測試體系的搭建。

圖2 項目質量挑戰

2.性能測試解決方案

在底盤、動力、智駕域等產品的性能指標評估上，經緯恒潤擁有豐富的項目實施和方案定制經驗。借助靜態性能分析套件AbsInt和時序及資源量測試工具PROV，實施覆蓋代碼級、控制器級、系統級的性能分析，完成堆棧、內存、時間、負載率等核心指標測試，為軟件架構優化提供數據支撐，有效保障產品質量。

圖 2-1 性能測試整體方案

2.1基于AbsInt的靜態分析方案

客戶收益

? 在代碼開發、控制器集成階段評估資源使用率，指導芯片選型和工程優化

? 保證軟件的任務/中斷/函數等預留的堆棧空間和執行時間合理性

? 評估函數在最差路徑下的調用順序和資源用量，分析變量讀寫權限

? 保證控制器內存占用率和CPU負載在閾值范圍內，定位性能瓶頸

? 構建符合功能安全和 ASPICE 要求的測試工具鏈，形成性能測試能力項

測試內容

? 內存：分析最差工況的堆棧用量、RAM/ROM/Flash占用率

? 時間：分析最差工況下的執行時間，保證WCET滿足規定閾值

? CPU負載：基于WCET模擬任務調度，分析核上負載和任務占比

方案特點

? AbsInt自動分析遍歷所有工況，結果涵蓋程序的所有執行路徑，無需設計用例

? 分析對象是二進制可執行文件，不依靠調試信息或實測數據，無需依賴源碼

? 分析過程考慮內聯匯編代碼、庫函數調用、函數指針、緩存/流水線等行為

? 支持PPC、V850、Tricore、ARM等多種架構芯片的堆棧、時間分析

? 圖形化展示函數執行路徑、占比用量、循環次數、變量讀寫，指導代碼性能優化

? AbsInt擁有認證支持包QSK，可支持產品滿足不同級別功能安全認證要求

圖2.1-1 基于AbsInt的分析流程

圖2.1-2 函數調用關系及用量顯示

圖2.1-3 函數占比用量表（堆棧/時間）

圖2.1-4 數據化表格用量（堆棧、時間、變量、循環等）

圖2.1-5 負載率仿真圖

2.2基于PROV的動態性能測試

客戶收益

? 可在PIL、HIL、實車等環境下進行資源分析，支撐產品各階段的質量驗收

? 監測多工況下的任務調度行為和CPU負載變化，為系統升級提供優化參考

? 保證多任務和多核運行的合理性，規避優先級反轉、死鎖等時序問題

? 構建符合功能安全和ASPICE要求的測試工具鏈，形成性能測試能力項

測試內容

? 堆棧：實時監控待測接口（任務、中斷、函數等）的堆棧變化，并記錄各工況下出現的最大堆棧用量

? 時間：實時監控任務或中斷的IPT、CET、GET、RT等AUTOSAR標準中的時間參數，并統計記錄任務或中斷的最大執行時間和響應時間，衡量周期穩定性和響應實時性

? 負載：實時分析各任務在實際環境下的調度關系，評估控制器各核心瞬時負載和極限負載，定位軟件質量瓶頸

? 變量：實時監控共享變量的數據變化，追蹤變量讀寫、定位異常篡改

方案特點

? 借助PROV時序和資源量測試工具進行實時數據采集和分析，還原實際環境下的控制器運行狀態，包含堆棧、時間以及核上負載率變化

? 支持AUTOSAR、OSEK、POSIX等操作系統和英飛凌、瑞薩等芯片的環境適配，自定義程度高，項目復用性強

? 支持CAN、ETH等通信方式，自動化監控軟件在多種工況下的運行情況，具備閾值風險預警和違規事項定位功能

? 可自定義設置全局變量并跟蹤分析，監控其在整個生命周期的變化情況

? 支持多任務和多核分析，可追蹤定位軟硬件交互情況

? 通過ISO 26262、IEC 61508等認證，可支持產品功能安全認證等級ASIL D

圖2.2-1 基于PROV的動態實施流程

圖2.2-2 PROV實時分析效果圖

圖2.2-3 全局變量監控分析

圖2.2-4 任務調度甘特圖

通過以上方案，客戶可實現針對堆棧、時間、內存、負載率的分析，有效驗證復雜控制器的性能，提高軟件的運行穩定性和質量，確保系統功能的正確實現。

3.測試能力介紹

經緯恒潤深耕嵌入式測試領域十余年，積累了深厚的技術底蘊與豐富的實戰經驗，能夠針對客戶特定需求提供定制化的性能測試咨詢服務。主要包括：測試過程能力建設、測試技術咨詢、測試工具鏈建設、第三方測試服務等。目前，公司已成功助力多家主機廠及零部件企業提升軟件性能與質量，為其產品可靠性保駕護航。