Optimierung von E/E-Funktionstests durch Homogenisierung ... - FKFS

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vorteilen führt. Der konzernweite Einsatz der Testautomatisierung EXAM erleichtert es – entsprechend zur konzernweiten Gleichteilestrategie – Tests und Testergebnisse direkt wiederzuverwenden. Auch konzernübergreifend stellen Standards ein wichtiges Instrument zur horizontalen Homogenisierung dar. Im Rahmen des ” Association for Standardization of Automation and Measuring Systems“ (ASAM) wird derzeit an Standards beim Testen gearbeitet. Dadurch sollen verschiedene Organisationen Arbeitsprodukte wiederverwenden und ihre Prozesse besser koppeln können. Aktuell befindet sich beim ASAM eine Schnittstelle für Hardware-in-the-Loop (HiL) Testsysteme, die als HiL-API bezeichnet wird, im Standardisierungsprozess. Das Ziel besteht darin, einen einheitlichen Zugriff auf die Testsysteme unterschiedlicher Testsystemhersteller gewährleisten. Dadurch können Abhängigkeiten, die aufgrund bestehender Testware von einzelnen Testsystemen und deren Herstellern bestehen, reduziert werden. Darüber hinaus wird an einem Testaustauschformat gearbeitet, um den Austausch von Tests zwischen Kooperationspartnern auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen – von der Testspezifikation bis zum ausführbaren Testprogramm – zu ermöglichen. Mit diesem Testaustauschformat soll der Export von Testfällen aus einem Testautomatisierungssystem und der Import in ein anderes Testautomatisierungssystem realisierbar sein. Dazu wird derzeit ein Metamodell entwickelt, welches definiert wie die Testfälle zu beschreiben sind. Dieses Testaustauschformat soll beim ASAM standardisert werden. Erfahrungsgemäß ist für die horizontale Homogenisierung des Testprozesses der Kooperationswille auf Arbeitsebene eine wichtige Vorraussetzung. Da für die horizontale Homogenisierung Initialaufwände zu erbringen sind, bevor die beschriebenen Vorteile zum tragen kommen, müssen die notwendigen Ressourcen von den Kooperationspartnern auf Management-Ebene bereitgestellt werden. 3.2 Homogenisierung der Teststufen Die vertikale Homogenisierung optimiert den Testprozess über die verschiedenen Teststufen. Dazu ist das Zusammenspiel zwischen eingesetzten Werkzeugen und durchzuführenden Aktivitäten zu verbessern. Die Testfallerstellung erfolgt durchgängig nach einem Top-Down-Verfahren – vom Abstrakten zum Konkreten. Aus Anforderungen werden funktionale Prüfkataloge abgeleitet, welche die zu testenden Funktionen auflisten. Daraufhin erfolgt die Spezifikation von konkreten Testfällen. Die konzernweit eingesetzte Testautomatisierung wurde auf verschiedene Teststufen portiert, wodurch die Wiederverwendung von Testfällen im Testprozess erleichtert wird. Dabei werden die Tests – analog zur Funktionsentwicklung – modellierbasiert entwickelt und daraus ausführbare Testprogramme generiert. Zur Testfallmodellierung kommt UML zum Einsatz, wobei die Verhaltensbeschreibung mittels Sequenzdiagrammen erfolgt. Die Testfälle werden zunächst auf einem hohem Abstraktionsgrad gegen definierte Schnittstellen modelliert, deren Implementierungen sich unterscheiden können. Um keine testsystemabhängigen Signalen zu verwenden, benutzen die Testfälle abstrakte Signale. Über eine Mapping-Schicht können diese abstrakten Signale auf die konkreten Signale der Testumgebung abgebildet werden. Diese Abstraktionsmechanismen reduzieren die Komplexität der Testfälle für die Modellierer und erhöhen die
Plattformunabhängigkeit der Testfälle. Im Testprozess kann eine Homogenisierung durch Regressionstests über mehrere Iterationszyklen erfolgen. Diese stellen sicher, dass die bereits in einen vorangegangenen Release getestete Funktionalität in einem neuen Release weiterhin besteht. Damit diese Tests vergleichbar sind, eignen sich automatisierte Tests hierfür besonders. Nach [RW06] sind automatiserte Tests im Vergleich zu manuellen Tests mit niedrigen Kosten wiederholbar. Deshalb ist es bei dem vorliegenden Entwicklungsprozess mit zahlreichen Iterationen sinnvoll die Regressionstests zu automatisieren. 4 Frontloading des Testprozesses Da bei der modellbasierten Funktionsentwicklung frühzeitig ausführbare Artefakte – in Form von Funktionsmodellen – vorliegen, ist es möglich Tests zeitlich im Entwicklungsprozess vorzuziehen, was im Folgenden als Frontloading bezeichnet wird. Dies ist wirtschaftlich sinnvoll, da Fehlerbehebungskosten vor der Auslieferung wesentlich niedriger als danach ausfallen (siehe auch [Bla00]). Deshalb erfolgen die Funktionstests in der modellbasierten Funktionsentwicklung bei der Porsche AG vor der Auslieferung an den Zulieferer, welcher die Integration der Funktionen in das Steuergerät vornimmt. Dazu werden die Funktionsmodelle auf eine Rapid-Control-Prototyping-System (siehe [AA06]) im Fahrzeug portiert und damit Funktionstests durchgeführt. Die Verfügbarkeit von Fahrzeugen mit die Rapid-Control-Prototyping-Systemen ist jedoch aufgrund hoher Kosten begrenzt. Auch fallen durch manuelle Funktionstests bei iterativer Entwicklung hohe Aufwände an. Darüber hinaus existieren schwer nachstellbare Situationen und extreme Fahrmanöver, deren Durchführung in realen Fahrversuchen nicht vertretbar ist. Aus diesen Gründen wurde die in Abbildung 2 dargestellte Closed-Loop-Simulationsumgebung aufgebaut. Dabei interagiert ein Umgebungsmodell mit dem Testobjekt, welches die im Entwicklungsprozess durchlaufenen Ausprägungsformen – vom Funktionsmodell bis zum Steuergerät – annehmen kann. Das Umgebungsmodell simuliert die Fahrzeugphysik, Aktoren, Sensoren, Fahrer und Strecke. Aus Synergiegründen kommt bei Model-, Softwareund Hardware-in-the-Loop-Testsystemen immer das gleiche Umgebungsmodell zum Einsatz. Die Signalanpassungen sind jedoch an das entsprechene Testobjekt zu adaptieren, welches die Ausprägungen Funktionsmodell, Softwarekomponente oder Steuergerät annehmen kann. Beispielsweise sind bei der Model-in-the-Loop-Simulation lediglich Fließkommazahlen und nicht wie am HiL-Testsystem elektrische Größen und CAN-Botschaften erforderlich. Die In-the-Loop-Simulation erfolgt auf einem Echtzeitsystem und stellt eine Laufzeitumgebung für manuelle und automatisierte Tests dar. Für automatiserte Tests wurde – ganz im Sinne der Homogenisierung – die konzerneinheitliche Testautomatisierung EXAM eingesetzt. Dieser Aufbau ermöglicht die Wiederverwendung von automatisierten Tests bei Model-, Software- und HiL-Tests. Aufgrund des Echtzeitverhaltens der Simulationsumgebung war dies ohne zusätzliche Synchronisationsmechanismen zwischen Simulation und Testautomatiserung möglich. Da das Umgebungsmodell durchgängig verwendet wurde, müssen die Schreib- und Lesezugriffe der Testfälle auf das Umgebungsmodell nicht angepasst werden. Zugriffe auf die testobjektspezifische Signalanpassung werden durch Anpassungen in der Mapping-Schicht der Testautomatisierung reali-
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Seite 9: Literatur [AA06] Dirk Abel und Boll

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