技术案例 – 上海同星智能科技有限公司

基于TSMaster的MIL/HIL仿真开发（空簧和连续阻尼控制篇）

pan — Fri, 01 Nov 2024 10:54:56 +0000

以下文章来源于汽车电子与软件 ，作者同制汽车

“空簧和连续阻尼控制”下文分别简称为ASU和CDC

01 | 适用范围

本文适用于ASU或CDC的算法开发和验证，尤其适用于控制器底层软件也自主开发或可控的用户，不适用于整套系统完全黑盒的测试用户。因此，本文HIL的测试对象为控制器本身而非整套悬架系统。

02 | 仿真前提

满足ASU&CDC的MIL/HIL测试须要满足如下条件
1.建立CDC物理模型，即CDC速度 – 电流 – 力图谱。通常由第三方激振台或CDC供应商提供，参考如下。

2.建立空簧本体、管路、阀体以及储气罐等物理仿真模型，甲方提供ASU气路原理图以及簧体本身的物理参数。提供ASU实物以及可控制各个阀体/电机动作的A2L文件。

3.匹配控制器的I/O接口。

供电
CAN
速度和加速度传感器（通常为PSI5或PWM）
采集ASU&CDC电磁阀电流

4.动力学可用第三方商业软件，推荐CarSim。

5.实时仿真系统。

6.部分底层软件匹配，例如bypass内部气压传感器。

03 | SIL/HIL仿真实施

基于ASU&CDC的物理模型，匹配CarSim动力学软件，在Simulink环境中即可完成SIL仿真，此处不作为重点展开。
完成HIL仿真的前提条件是具备一套实时仿真系统。通常一套HIL仿真系统需要由上位机、硬实时下位机、相关机箱和板卡等组成。这套系统往往是复杂的或者说不平易近人的。

TSMaster提供的解决方案是在Windows系统里建立软实时仿真环境用于运行动力学模型。通过CAN总线接口以及支持CAN接口的I/O板卡（例如通过CAN总线控制的PSI5板卡）完成I/O匹配，并通过内存与动力学软件实时交互。此外，TSMaster本身已具备测试用例管理，执行以及后处理能力，至于CAN总线仿真，更不用详述了。

那么参考ASU&CDC的I/O接口须要完成如下准备：

1.笔记本电脑：部署TSMaster和CarSim。

2.CAN工具：可以选择例如TC1014等工具。

3.电源&线束：电源用于对被测件供电；相关线束连接通常使用BOB。

4.PSI5模拟板卡：通过CAN指令控制。

5.板卡以及线束改造：获取电磁阀动作状态（通常通过采集电流）。

针对上述4和5两条，如果甲方具备底软能力，就可以通过私有CAN将传感器信号传入，将电磁阀电流信号或者驱动状态位通过CAN传出，整套测试系统就可以相应变得更为简洁。那么一套仿真系统也将会变得如下图一样简洁。

04 | 案例分享

参考二/三章节，基于甲方提供的必要的信息输入，进行底层软件匹配，进而完成测试仿真系统搭建，参见下图。

基于此可以完成大量的测试仿真验证，以下是ASU和CDC测试内容的简要汇总。

以下为典型的测试工况举例：

1.CDC减速带工况

HIL测试数据能较好地模拟实车状态，减振器高度波形和幅值吻合度较高，且能准确识别减速带的位置。

2.CDC短波路面工况

HIL测试数据也较好地体现了整车测试状态，减振器行程波形和幅值有良好的一致性。

3.ASU蓄压气充气工况

仿真结果为充气120s，蓄压器气压从7.9bar提高到了11.27bar，比较符合实际情况。

4.ASU压缩机举升工况

通过压缩机举升20s，前后轴分别举升23.9mm和21.9mm，也比较符合实际。此外，还准确模拟出了充气瞬间车辆短时轻微下降的状态（因为此时管路气压较低，且压缩机充气相对较慢）。

5.ASU蓄压气举升工况

蓄压器举升相对于前述的压缩机要迅速很多，举升5s便可使前后轴分别举升32.6mm和19.6mm，而且充气瞬间也未出现压缩机工况中车身下降的情况，所以模拟状态和实际较为吻合。

05 | 后记与个人观点

根据项目经验可以得出以下结论：

1.目前基于模型的开发可以在算法开发的中前期提高开发效率。

2.不推荐不具备底层软件能力的客户使用该技术路径。

3.目前可提供章节三中4和5两条解决方案，但更为推荐使用案例分享中的极简方案（即通过CAN交互阀体状态、高度、加速度信息）。

4.能满足测试需求且高效简洁的HIL系统将成为仿真的主流。单纯堆砌硬件，追求极致物理性能往往会适得其反。因此，针对不同应用场景选择合适的技术路径往往更为重要。

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干货分享|同星硬件如何使用SocketCAN进行报文收发

zhang, yaping — Fri, 15 Sep 2023 06:53:57 +0000

Catalogue

一、前言

1.1 Socket CAN

二、Socket CAN使用教程

2.1 系统环境配置

2.2 库文件上传

2.3 使能vcan

2.4 测试设备双通道互相通信

三、问题Q&A

3.1 sudo: ./sockettscan: command not found

3.2 cannot open shared object file

一、前言

Preface introduction

1.1、Socket CAN

SocketCAN是由Linux内核维护的CAN协议栈，可以使用Linux内核提供的Socket API进行CAN总线的读写操作，用户只需要使用C语言实现与Socket API通讯，就可以控制CAN总线上的节点，实现数据的发送与接收。

如果想要利用SocketCAN控制TSCAN的设备，有一个解决方法是利用Linux自带的虚拟SocketCAN。我们利用同星提供的Linux库libTSCANApiOnLinux.so，完成一个vcan在本机的server程序，用于把SocketCAN的报文和libTSCAN进行互转。

这种方式配置同星硬件的波特率，以及查看信息都需要在sockettscan程序中。因为vcan本身不支持波特率配置，我们也无法把统计信息告知vcan。

逻辑图如下：

二、Socket CAN使用教程

Socket CAN Using Toturials

2.1、系统环境配置

如果电脑本身的系统就是Linux系统，则这个步骤可以忽略。

1) 通过http://releases.ubuntu.com/18.04/可以下载Ubuntu系统镜像。

2）在虚拟机中导入映射文件：虚拟机 ->编辑虚拟机设置 -> CD/DVD ->使用ISO 映射文件。

2.2、库文件上传

1）在桌面新建一个文件夹vcan。

2）通过U盘将文件夹里的文件上传到当前文件夹。

3）将libTSCANApiOnLinux.so、libTSH.so、sockettscan、sockettscan.cpp、TSCANDef.hpp这5个文件的属性修改为：Permissions处的Access全部选择Read and write，Group选择sudo，勾选Execute。

4）在vcan文件夹下，将libTSCANApiOnLinux.so和libTSH.so这两个库文件复制到/usr/lib/路径下。

2.3、使能vcan

1）vcan指令安装步骤。

2）测试vcan是否安装成功，用指令ifconfig -a查看信息，看到带有vcan0的信息就代表安装成功。

3）安装can调试工具，sudo install can-utils 。

4）运行sockettscan程序。

绑定到设备0的1通道，波特率500k-2M，使能终端电阻。这样通过socketcan调用vcan0就可以把报文同步到TSCAN设备中了。-b表示仲裁波特率，-d表示数据波特率，-v表示硬件的下标（下标从0开始），-c表示通道的下标（下标从1开始）。

可以通过sudo ./sockettscan -h显示帮助信息

2.4、测试设备双通道互相通信

1）硬件TC1034

1-1、需要将TC1034的CAN1和CAN2通过杜邦线进行连接，通过上述方法建立vcan0和vcan1两个通道。

利用sockettscan绑定两个通道：关于多通道使用需要注意，每一个sockettscan用来连接单个TSCAN硬件。多个通道可以写多次（vcan0名称需要在最前面），多个硬件设备，可以在多个终端调用sockettscan实现。

1-2、通过cansend和candump测试虚拟can数据收发。分别打开两个终端，分别负责数据接收和发送。

先启动接收指令candump，它会阻塞等待数据。然后cansend发送数据，效果如下：

2）硬件TC1034和TC1016P

2-1、需要将TC1034的CAN1和TC1016P的CAN1通过杜邦线进行连接。

利用sockettscan绑定两个通道。

绑定通道1。

绑定通道2。

2-2、通过cansend和candump测试虚拟can数据收发。分别打开两个终端，分别负责数据接收和发送。

三、问题 Q&A

3.1 sudo: ./sockettscan: command not found

1）选择sockettscan文件，打开Properties窗口。

2）在Permissions处的Access全部选择Read and write，Group选择sudo，勾选Execute。

3.2 cannot open shared object file

在vcan文件夹下，将libTSCANApiOnLinux.so和libTSH.so这两个库文件复制到/usr/lib/路径下。

再次运行连接硬件的命令。

如您需要demo或咨询其他技术问题，可以在官网留言。

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汽车内部通信的安全挑战与SecOC解决方案

zhang, yaping — Thu, 10 Aug 2023 08:49:26 +0000

一、需求背景
1-SecOC产生背景

在传统的汽车电子架构中，车内ECU数量和复杂度有限，通讯带宽也受限，因此认为车内ECU间的通讯都是可信的，ECU节点只要收到相应的报文，就会对之处理。随着汽车行业和互联网的不断发展，汽车不断地变得智能化、互联网化，这种默认的车内通讯变得越来越不安全。如果在车辆物理总线上增加一个新的结点，发送假冒的信号或者篡改其它ECU发送的报文，如加速、刹车、转弯，而车辆动力控制相关的ECU照单全收，那么车辆就会失控。因此，急需实现一种安全高效的算法来验证报文，确认报文发送方是否合法以及数据是否被篡改。在这种情况下，安全板载通信 (Secure Onboard Communication，简称 SecOC) 机制就应运而生了。

2-SecOC实现原理

SecOC是Security Onboard Communication 的简称，中文名称叫做安全车载通信,是AUTOSAR从Classic Platform4.2开始新增的一个基础模块，主要的作用就是为汽车嵌入式网络总线上的数据传输提供身份验证和防止重放攻击的功能。

SecOC 机制要求在协议数据单元 (Protocol Data Unit, 简称 PDU) 的发送方和接收方的 ECU 都要实现 SecOC 模块。

在发送方，SecOC 模块通过向待发送的协议原始 PDU 添加认证信息来创建安全PDU（见图表1-2），认证信息包括新鲜度值(Freshness Value，简称 FV) 和信息认证码（Message Authentication Code，简称 MAC）。

FV 由新鲜度值管理模块 (FVM) 获得。FVM 分为 Master FVM( 由网关担任 ) 和 Slave FVM( 由其它实现 SecOC 机制的 ECU 担任 )，前者会向后者发送新鲜度值同步消息来保证PDU 收发端 FV 的一致性，后者则向前者发送 FV 同步请求消息。

将 PDU 的数据标识符、原始 PDU 以及完整新鲜度值拼接起来，传递给认证算法产生 MAC 值。

接收方收到安全 PDU 后会通过MAC认证模块对其新鲜性与完整性进行验证，如果验证成功，那么将原始的数据PDU上传到上层应用的软件模块，如果验证失败，则直接丢弃。

二、同星 SecOC测试解决方案

该解决方案是基于SecOC方案实现车内敏感信息的认证。

TOSUN SecOC系统是基于TOSUN同星自研核心软件TSMaster和CAN工具实现，能够涵盖开发和生产过程中的测试需求，主要功能包含主节点同步报文解析，完整新鲜度值生成，计算MAC值，生成并发送安全报文、接收解析验证安全报文和故障注入功能。

测试面板总体如下图所示：

1-同步报文接收

新鲜值管理模块在整车身上一般由网关充当，负责发送同步报文，便于从节点更新新鲜值。同步报文的主要作用是保证安全PDU发送和接收端新鲜度值信息的一致性。

同步报文的行程计数器（Trip Counter）、重置计数器（Reset Counter）和MAC值（Authenticator）长度定义如下：

本解决方案采用AES128-CMAC标准算法和基于同步消息的复合counter新鲜度值管理方案，MAC值计算方式为CMAC-AES128（DataID/Payload/FV，CK）。

Ø 图示是TOSUN SecOC解决方案中同步报文接收的演示

第一部分显示被测件（主节点）发送的同步报文和报文解析。Data ID由主节点（被测件/新鲜值管理模块）决定。

第二部分为算法计算的MAC值，与接收的MAC值前两位是一致的，则验证成功返回0；否则验证失败返回1，并且错误数量+1。

2-新鲜度值管理

Ø 图示是TOSUN SecOC解决方案中新鲜度值管理的演示

完整的新鲜度值包括（64bit）：行程计数器（Trip Counter）,重置计数器（Reset Counter）, 重置标志值（Reset Flag）和消息计数器（Message Counter）。

1) 行程计数器和重置计数器由同步报文决定。

2) 消息计数器每发送一次安全报文自增1。

3) 重置标志位为重置计数器最后2bit数据。

从节点内完整的新鲜度值由以上四个数据生成。

3-安全报文发送

Ø 图示是TOSUN SecOC解决方案中安全报文发送的演示

第一部分设置2字节的Data ID和4字节的控制信号（十进制、十六进制输入即可）。

第二部分显示加密后的MAC值，截取的新鲜值、截取的MAC值和发送的安全报文（安全报文由4个字节控制信号、1个字节截取新鲜度值和3个字节截取MAC值组成）。

本解决方案的新鲜度值和MAC值截取的标准是在CAN协议的通信方式下，FV截取低位1字节，MAC截取高位3字节。

4-安全报文接收

Ø 图示是TOSUN SecOC解决方案中安全报文接收的演示

第一部分设置接收端2字节的Data ID（安全报文发送和接收模块的Data ID需一致，否则在安全报文接收端会验证失败），显示完整的安全报文。

第二部分显示接收端的MAC验证结果，验证成功返回0，亮绿灯；验证失败返回1，亮红灯，错误数量+1。

5-故障注入测试

Ø 图示是TOSUN SecOC解决方案中故障注入测试的演示

在该面板中点击任意类型故障注入按钮可进行故障注入，可看到【接收端】的错误数量增加并亮红灯。以检测和评估系统的可靠性和稳定性，从而提高系统的质量。

其中“模拟过去新鲜值发送”是指将新鲜值篡改成上一次发送的新鲜值，“模拟未来新鲜值发送”同理。

如果想查看详细的报文信息，可以在“报文信息”中查看正确发送或故障注入的安全报文，过滤标识符为 2CA 的报文即可。同步报文也可查看，标识符为 25C。

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汽车总线测试概述：CAN、CAN FD、LIN、FlexRay 和Ethernet

zhang, yaping — Tue, 04 Apr 2023 04:06:05 +0000

概述

随着现代汽车的电子化程度越来越高，汽车总线系统也变得越来越复杂。汽车总线测试是一项重要的任务，它有助于确定车辆电子系统中的问题，并保障车辆的安全和可靠性。本文将介绍五种常见的汽车总线系统和相关的测试工具。

控制器区域网（Controller Area Network，CAN）是一种常用于现代汽车中的数据通讯总线。CAN总线是一种高速总线，它支持多种不同的数据传输速率，可以用于传输各种车辆系统的数据，例如引擎、传动系统、车辆稳定性控制系统和防盗系统等。CAN总线测试工具可以监控CAN总在线的数据传输，检测总在线的任何问题和错误。这些工具还可以对数据进行分析和记录，帮助技术人员进行故障排除和维修。

CAN FD总线是一种高速CAN总线，支持更快的数据传输速率和更大的数据负载。它是CAN总线的进化版，可用于支持更高带宽的应用，例如高级驱动辅助系统（ADAS）和无人驾驶系统（AV）。CAN FD总线测试工具可以检测和分析CAN FD总在线的数据传输，并提供详细的数据记录和分析功能，帮助技术人员快速解决故障。

局部互联网（Local Interconnect Network，LIN）是一种低速总线，主要用于汽车中的电子设备，例如门控、键盘、减震系统和风扇控制等。LIN总线测试工具可以检测和分析LIN总在线的数据传输，并提供故障检测和诊断功能，帮助技术人员解决车辆电子系统中的问题。

FlexRay总线是一种高速数据传输总线，可用于高级汽车控制系统，例如汽车稳定性控制系统、自动驾驶系统和电动汽车控制系统等。FlexRay总线具有高度的实时性和可靠性，支持多种不同的数据传输速率。FlexRay总线测试工具可以监控和分析FlexRay总在线的数据传输，并提供实时数据记录和分析功能，帮助技术人员进行故障排除和维修。

以太网总线是一种高速数据传输总线，可以用于支持高带宽的汽车应用，例如高级娱乐系统、远程诊断和车载通讯等。以太网总线支持多种不同的传输速率和通讯协议，例如TCP/IP协议和UDP协议等。以太网总线测试工具可以监控和分析以太网总在线的数据传输，并提供详细的数据记录和分析功能，帮助技术人员确定车辆电子系统中的问题。

结论

汽车总线测试是一项重要的任务，它有助于确定车辆电子系统中的问题，并保障车辆的安全和可靠性。CAN、CAN FD、LIN、FlexRay和Ethernet是常用于现代汽车中的五种不同总线系统，每种总线系统都有相关的测试工具，可用于检测和分析数据传输，并提供故障检测和诊断功能，帮助技术人员解决车辆电子系统中的问题。在选择总线测试工具时，需要考虑不同总线系统的特点和要求，并选择符合需求的工具，以确保测试效果和准确度。

CAN / CAN FD / LIN硬件

CAN FD/CAN总线工具主要应用于总线数据的监控和分析，整车网络节点仿真，ECU节点和系统相关测试，UDS诊断测试，基于UDS的ECU刷写，以及ECU或整车的标定和刷写等等。

—同星CAN/CAN FD/LIN硬件产品

产品型号	设备描述
TC1011	1路 CAN FD 转 USB 接口
TC1012/P	1路 CAN FD，1路 LIN 总线转 USB 接口
TC1013	2路 CAN FD 转 USB 接口
TC1014	4路 CAN FD 转 USB 接口
TC1016/P	4路 CAN FD，2路 LIN 设备转 USB 接口
TC1017	8路 CAN FD 转 USB 接口
TC1018	12路 CAN FD 转 USB 接口
MP1013	2路 CAN FD 转 miniPCIe 接口
TP1013	2路 CAN FD 转 PCIe 接口
TL1001	1路 LIN 转 USB 接口
TL1026/P	1路 CAN FD，6路 LIN 总线转 USB 接口
TLog1002	2路 CAN FD，2路 LIN 记录仪，64G
TLog1004	4路 CAN FD，2路 LIN 记录仪，64G
TLog1038	12路 CAN FD，12路 LIN，3路 ETH T1，2路 FlexRay，DIO4，AIAO3
TC1113B/4B	2路/4路 CAN FD 转 USB / Bluetooth / WIFI
GW2112	2路 CAN FD 网关 / 路由器

FlexRay硬件

同星TC1034是一款2路FlexRay、2路CAN FD总线转USB接口的设备。可轻松胜任FlexRay网络开发、仿真、测试等工作。

Ethernet硬件

以太网硬件主要应用于车载以太网和CAN网络数据的监控和分析，车载以太网和CAN总线仿真，车载以太网与标准以太网之间的转换，ECU刷写，ECU级和系统级自动化测试，汽车以太网到CAN FD的网关应用。

—同星Ethernet硬件产品

产品型号	设备描述
TE1021	1路 100/1000Base-T1 转 1000Base-Tx接口
TE1051	1路 100/1000Base-T1/Tx 转 USB 接口
TE1105	5路 100/1000Base-T1/Tx 转 USB 接口
TC1054	4路 100/1000Base-T1，2路 LIN，4路 CAN FD 转万兆以太网 / 1000Base-T / USB 接口

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TSMaster标定功能详解

zhang, yaping — Mon, 10 Oct 2022 03:49:31 +0000

汽车电子技术高速发展,涉及到的电控ECU数量急剧增加,控制的对象也纷繁多样,控制的难度显著增加。控制的效果一方面取决于控制算法的设计,另一方面则更多的取决于参数的标定调试。

TSMaster是一款面向汽车电子应用的标定工具软件，将为广大的汽车电子研发工程师和标定工程师提供一个全新的选择。本章节我们主要介绍如何使用TSMaster进行标定。

一、DAQ配置

当无法从 A2L 中直接获取 DAQ 相关配置的时候，可以参考已有工程，手动添加 DAQ的描述配置，其主要包含两部分： Event Channel + DAQ。过程如下所示。

1、Event Channel

事件通道是开发 ECU CCP 模块的过程中就定义好的事件触发机制。因此，可以根据描述文件，手动添加事件通道。事件通道主要包含以下几个属性：

➢ 通道名称：这个名称是用户任意命名的，主要不要重复，具有明确的提示性即可。

➢ 事件通道：该通道编号是 ECU 设计的时候确定的，跟触发速度是匹配的。比如ECU 中定义了通道为 0 的事件对应的是 10ms 触发速率，他们俩的对应关系不能有误。

➢ 触发速率：选择跟通道编号对应的速度。

➢ 单位：选择 1ms 即可。

添加步骤：

（1）通过 ECU->协议->事件设置

（2）右键添加一个事件

（3）输入名称，选择事件通道，触发速率和单位即可

2、DAQ

当无法从 ECU 配置中自动读取 DAQ 列表的时候，用户需要手动添加 DAQ 列表描述，如下所示：

(1)通过路径 ECU->协议->DAQ 设置，进入设置界面：

(2)去掉自动检测的勾，如下:

如果不去掉勾选，则 ODT 列表是 ECU 在下载过程中，通过命令动态从 ECU 中获取 ODT列表的描述，并且动态分配 ODT 列表，这里的属性就不需要手动配置了，因此也就无法配置属性。

(3)空白位置处右键，可以增加和删除 ODT 列表描述：

(4)设置 ODT 列表属性：

如果不清楚 ODT 列表详细含义，参照现有工程，把上述描述表配成一样即可。

(5)注意事项：

事件设置中设置了通道过后，需要保存工程，重启一下软件，在 DAQ 设置的下拉框中才能看到相应的事件通道属性。

二、RAM和ROM切换

1、原因

有些 ECU 中，标定时候需要切换内存地址映射，比如需要切换到 RAM 中进行标定（跟ECU 内部 CCP 架构有关系，并不是所有都需要此机制）。如下所示：

如上图所示，ECU 中设置了内存映射，那么标定 0x08D0000-0x08DFFFF 所在的 Flash地址的时候，实际直接标定的是内存地址为 0x02D0000-0x02DFFFF 的 RAM 地址。在标定完成后，PC 端会形成一个 Hex 文件，然后通过 Bootloader 把此 Hex 文件烧录到 Flash 地址处即可。

如果不切换，ECU 的 CCP 模块收到标定地址过后，就直接去该 Flash 地址处进行标定。因为Flash 不同于 RAM，不能随机写入，会触发 Flash 写入硬件错误，造成 ECU 标定模块直接异常退出。

2、实际操作

ECU 第一次上电的时候，在完成 TSMaster 连接过后，如果 ECU 当前还处于 Flash 标定状态，则只需要点击标定管理器上面的切换按钮，通过 CCP 命令让 ECU 切换到 RAM 标定即可。如下图所示：

三、A2L文件

1、载入新的A2L文件

完成上述配置过后，保存一个基础模板工程。当后续 A2L 发生变化的时候，只需要在此基础工程上更新 A2L 文件即可。如下图所示：

2、更新A2L文件

更新 A2L 文件内部地址。

四、使用CAN FD通道

五、ECU连接失败

设置重连ECU

在连接 ECU 的过程中，可能出现这种情况。ECU 节点收到第一帧 Connect 命令过后，不回复，收到第二帧连接命令才回复，如下图所示：

如果标定没有没有配置重连机制，就会造成软件只尝试一次连接过后，即返回连接失败的错误。解决办法，就是配置 ECU 的重连机制，从 ECU->协议->协议设置，如下图所示：

经过如上图所示的设置过后，软件会再尝试 2 次连接，如下图所示：

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TSMaster自动化模块篇

zhang, yaping — Wed, 28 Sep 2022 07:24:04 +0000

TSMaster是同星智能推出的一款汽车总线工具链软件，目前已成为广大汽车工程师，尤其是汽车电子工程师最常用的工具之一。它是一个国产替代非常强大的开发、仿真、测试环境。TSMaster的新功能-自动化模块，此功能模块以图形编程语言作为骨架，汲取了TSMaster已有的小程序、小程序库、测试系统、Excel测试系统等各大模块之所长，是TSMaster功能的集大成者。

一、自动化模块简介

自动化模块具有极高的灵活性；一方面，它可以任意简单，简单到没有任何编程经验的工程师，只要有思路，即可创作出只有专业软件开发者才能设计出的高强度的仿真、测试逻辑；另一方面，它也可以任意复杂，因为每张流程图背后都有一个完整小程序作为支撑，流程图的每个动作，继承了编译型语言的高性能优点，可执行任意逻辑。自动化模块的出现，为广大工程师们带来了福音。

二、图形编程语言的基本语法

打开自动化模块，在右边子模块列表中新建若干个子模块，每一个模块都是一张完整的流程图，都有独立的变量系统和后台的小程序。选中其中一张流程图，选中入口点，单击绿色的加号按钮，便会得到一些列向下执行的动作，每个动作都是TSMaster图形编程语言的独立执行单元。每个动作默认都是“NOP”操作”NoOperation”，以NOP动作为例，当这个动作执行完毕后，会生成一个NOP的结果，NOP的结果分为“OK”和“NOK”两种情况，OK就是绿色表示符合预期，NOK就是红色表示不符合预期，不符合预期意味着故障的发生。具体的更多关于图形变成语言的基本语法可通过视频了解更多哦……

三、图形编程语言的在线调试方法

基于C++的小程序是可以在线调试的，但是需要基于Visual Studio的外部开发工具才可以做到，而我们介绍的图形编程语言自带调试器，以方便用户对逻辑进行跟踪和干预。新建一个自动化模块，取名为”test“，双击第一个子模块，改名为m1，我们就在这个子模块介绍程序如何调试。首先选中入口点，向下新建一系列操作，在右侧的变量列表中添加一个变量V，设定初始值为”0“。首先按程序的快捷键F9运行程序，可以看到瞬间程序就执行完毕。接下来，我们按单步的快捷键F8，程序会首先在入口点等待下一步的指示，此时入口点会被高亮，表示即将执行，但实际还未执行，再次按下F8，可以看到入口点执行完毕编程绿色。程序来到A5，A5被高亮，进入了等待执行的环节，继续按F8就可以跟踪程序的每一步动作，直到程序运行完最后一个动作之后结束。具体的后续调试方法可通过视频了解更多……

四、图形编程语言的万能表达方式

图形编程语言的重要功能——万能表达式，它能以无代码的方式实现关联各种信号的数学运算。具体的操作步骤可通过视频了解更多……

五、使用自动化模块进行测量

在测量过程中，需要注意的是，我们所关心的信号在何时被发送出去，何时被接收，接收的值是多少等等问题。发送可以用脚本来实现自动化，也可以使用现有的用户界面来实现自动化，这个功能可能很多用户都不为所知。我们首先新建一个发送窗口，添加一帧报文设为周期发送，接下来用自动化模块来控制这个窗口的自动和停止发送，插入一个动作，命名为send，设置动作为API调用，选择小程序系统函数。再增加一个3秒的延时环节，命名为wait，然后选择小程序的系统函数，延时参数选择3000毫秒。最后再增加一个停止窗体的动作。接下来就可以验证写好的程序。具体的操作步骤可通过视频了解更多……

六、图形编程语言的子系统功能

使用子系统能让所设计的程序架构清晰，更易于模块化。运用子系统可以更好的规划仿真和测试逻辑的实现，做到代码的模块化，让我们的开发做到事半功倍。具体的操作步骤可通过视频了解更多……

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TSMaster诊断功能详解

zhang, yaping — Wed, 28 Sep 2022 06:32:42 +0000

TSMaster是同星智能推出的一款汽车总线工具链软件，目前已成为广大汽车工程师，尤其是汽车电子工程师最常用的工具之一。它是一个国产替代非常强大的开发、仿真、测试环境。广大工程师在工作中对TSMaster的诊断功能应该会使用比较多，下面我们就来具体价绍下TSMaster诊断功能。

一、Diagnostic TP参数配置

TSMaster提供了诊断控制台基础功能，用户可以根据需求配置自己的发送和应答请求。

1、传输层协议

主要包括：Bus Type、Channel、Request ID/Response ID/Function ID、Request ID Type/Response ID Type /Function ID Type、Filled Byte、STMin、BlockSize、FD Max DLC、Max Length。

诊断传输层类型，目前已经支持CAN/CAN FD/LIN，接下来支持以太网和Flexray等。TSMaster目前支持多个诊断模块同时在线工作，这里用于选择当前诊断模块使用系统的哪一个逻辑通道。

2、服务层参数

服务层参数主要包含S3，P2时间参数，以及加载SeedKey的DLL。DLL加载界面如下图所示。

3、TesterPresent

在Diagnostic Tp参数配置中使能TesterPresenter，TSMaster会提供一个全局的开关。用户通过该开关，可以直接打开和关闭TesterPresent命令。

二、基础诊断配置

该模块包含BasicDiagnostic参数和CombinedService。对于执行过程完全独立的命令，则放入BasicDiagnostic中；对于必须多个命令组合才能够完成的命令，则放入CombinedService中。

1、添加删除服务命令

把鼠标放到需要添加和删除的服务命令上方，右键展开，选择是否需要添加和删除该服务。

2、配置BasicDiagnostic服务参数

以Session Control为例，主要包含如下参数的配置：

（1）配置服务名称：用户可以配置一个易于理解和管理的服务名称。

（2）Is Function ID：本诊断服务是否采用Functional ID发送诊断请求。

（3）选择子服务类型：比如Session Control中的DiagnosticSessionType就包含如上图所示的Session类型。

（4）参数列表的字节序：支持Motorola和Intel字节序。

（5）参数列表：诊断服务除了诊断ID和子服务类型ID，还可以带着参数发送给被测ECU。参数列表包含请求和应答帧的参数列表，其配置方法如下所示，用户可以选择增加/删除多种类型的参数。

3、配置CombinedServices报文

（1）Download File：组合服务目前只支持了下载文件服务，如果用户有其他组合需求，可以反馈给上海同星，合理的需求可以作为标准服务模块添加到软件中。

（2）Checksum：在程序下载过程中，为了保证数据的完整性，需要引入Checksum算法对数据的完整性和有效性进行校验。TSMaster诊断模块的符合服务中，引入了主流的CRC算法进行校验。

（3）载入Binary数据文件：Hex，S19文件格式内部是带数据起始地址和长度的，但是对于Binary类型的二进制文件来说，他内部是不带数据的起始地址的，因此，再载入Binary数据文件的时候，用户需要手动输入数据起始地址段的长度。

4、同步到控制台

三、系统变量的灵活应用

TSMaster把系统变量作为参数引入诊断模块中，极大的拓展了诊断模块跟其他模块数据交互的能力。

1、系统变量关联Console服务

用户在诊断控制台中可以根据需要灵活配置诊断服务。这些诊断服务配置好过后，用户需要在诊断控制台中双击启动该诊断服务。但是如果用户想在Panel界面中启动该诊断命令，则还需要借助系统变量。

2、外部程序控制诊断

外部程序可以通过系统变量跟TSMaster进行数据交换。

四、自动诊断流程

1、流程用例管理

TSMaster的自动化诊断流程不仅仅是针对某一个具体的应用，而是针对整个项目的诊断流程进行管理。用户可以根据完整项目的需求，配置测试诊断流程组，每个组里面可以包含多个不同的诊断流程，在一个诊断流程中才包含具体的诊断步骤。

2、配置诊断流程（UDS Flow）

（1）基本配置步骤：在左边的管理栏中选中一个诊断流程节点-在右边的编辑区域，添加，删除，编辑诊断步骤-添加步骤后，编辑步骤名称-选择该步骤的类型-选择该步骤地址类型，物理地址还是功能地址-配置详细的诊断请求数据包和应答数据包-配置本步骤结束后步骤之间的等待时间-配置本步骤发生错误的错误处理方法

（2）工具栏

诊断流程配置工具栏如下图所示：

（3）诊断步骤类型

测试步骤中，为了增加诊断配置的灵活性，设计了5中类型可供选择，如下图所示，主要包含：Normal,SelectConfig,SeedAndKey,DownloadFile,TesterPresent,RoutineControl。通过这5种类型，基本上涵盖住了市面上所有主流的诊断流程需求。

（4）步骤间隔时间

诊断流程模块步骤跟步骤之间的时间间隔是可以设置的，如下图所示，单位为ms：

（5）出错处理

现阶段出错处理，主要包含两个参数：错误后重试次数以及错误后停止还是继续运行。在后续产品规划中，出错后允许跳转到指定的流程中（比如跳转到擦除流程中），进一步增加自动运行流程模块的灵活性。

（6）使能步骤/位置调整

对于已经完成配置的诊断流程步骤，用户根据左边的选择框来勾选想要执行的诊断步骤。

五、典型应用

TSMaster诊断功能的典型应用，主要包含读取车辆VIN码、写入配置信息、Flash Bootloader流程这三块的典型应用操作。

六、常见问题汇总

1、擦除地址配置

（1）固定地址和长度

如果擦除地址是固定的地址，处理方法最简单。直接配置一个Normal内容的服务，里面直接填入原始数据即可。如果擦除地址为0x00801234，擦除长度为0x0000C000。

（2）可变地址和长度

地址根据载入的不同Hex文件，对应的数据地址和长度是可变的。对于这种情况，则需要用到系统变量。则需要用到系统变量。以示例hex文件为例。诊断模块每次载入Hex文件的时候，会自动提取Hex一些特征信息作为系统变量注册到系统中。

2、Seed&Key的值

如果Seed&Key值是固定值，直接采用选择Normal模式，填入固定的值即可。本章节主要讲解基于Seed&Key动态计算Key值。

3、为什么读取上来的字符串是反的

用户期望读取的字符串是ReadDemo，但是读取上来的字符串是omeDdeaR，完全是反的。这是因为配置的字符串解析顺序跟实际的字符存储顺序不匹配，所以解析出来的字符串也跟着是反的。

解决方法：调整字符串的解析顺序，比如之前为Motorola，现在修改为Intel，修改过后，读取的字符串就和期望的字符串匹配了。

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使用TSMaster从零打造车辆控制器HIL实时仿真

zhang, yaping — Wed, 28 Sep 2022 03:33:09 +0000

实时仿真在汽车零部件的开发和测试中占据着重要地位，通常情况下，要实现实时仿真和硬件在环测试，免不了要和NI、Veristand、Dspace等等这些大牌的软件或者硬件产品打交道，这些产品的成本高昂，也有一定的准入门槛，并不利于大面积推广。而TSMaster的出现则打破了这样一个局面。

概述

首先，解释一下实时仿真中的实时性，它不要求仿真速度要有多快，而是对仿真计算任务的返回结果的时刻提出了确定性的要求。比如ECU中的一个任务，它的执行周期是5毫秒，实时性对它的最基本要求便是这个任务必须在当前的5毫秒内执行完毕，而不能推迟到下一个5毫秒周期，这仅仅只是最基本的要求。因为ECU的处理器的计算资源有限，其中有众多不同周期的任务，都需要在指定时间内完成，这就是为何需要使用实时系统来执行仿真任务，实时系统完全模拟了ECU控制器的运行环境。

一、实时仿真原理

二、ECU嵌入式代码与TSMaster小程序集成

我们会从零一步步基于TSMaster来搭建ABS算法的实时仿真环境。通过Simulink将ABS的算法自动生成嵌入式代码，将它作为一个小程序运行在TSMaster的实时环境中。我们首先将模型另存，然后需要修改路径，让代码的生成放置在这个新的路径中。随后我们需要在模型上做一些修改让其可以生成嵌入式代码。首先就需要删除示波器等等一系列无用的控件，再删除CarSim的s function，将s function的接口转化为in 和 out。

为了正确的生成嵌入式代码，还需要在代码生成上做一番修改，打开配置，首先是stop time，设置为inf，然后是salvar，再次使用的是定步长，step我们使用了业界通用的5毫秒。接下来来到代码生成的环节，Target file自然是ert，我们还需要转到interface，在这里将continuous time勾上，因为轮缸压力模型中间用到的是传递函数，是连续状态，随后按Ctrl+B生成代码，很快代码就生成完毕了。那么在这份代码中，我们需要将ABS.c.h以及一些列的其他的头文件复制粘贴到TSMaster的小程序的文件夹中间参与编译过程。

三、脱离RT的车辆模型的实时仿真

不论我们的ABS算法是处在TSMaster的小程序中，还是处在真实的ECU硬件中，它的运行必然都需要输入外部环境给它提供的轮速等信号，它的输出也必然要施加到外部的环境中，这里的外部环境就是指整车以及其他的控制器。很明显，我们需要一个整车模型来参与仿真的过程，通常意义上，这个整车模型就是CarSim的RT版本。

基于前面我们对HIL仿真的实时性探讨，我们同样可以使用非RT版本的CarSim，而仅仅通过实时调用CarSim相关的API函数，将整车模型搬到个人电脑上来运行。我们专门为CarSim打造的CarSim Controller，它相当于CarSim的RT版本，具有在个人电脑上高精度的仿真车辆模型的能力。

基于TSMaster的软件平台，我们可以轻易的干预ECU算法中的任意变量。需要说明的是CarSim Controller仅仅是将一个动力学软件CarSim做到实时控制的千万种方法中的一种。基于此原理，同样可以实现Carmaker等等其他动力学软件的实时控制。

四、ECU HIL仿真的具体实施

上面我们介绍了ABS算法仿真和车辆模型的运行，它们的功能并不是简简单单地绘制曲线，搜集运行数据，而是有着更深层次的目的，那就是与外部世界联动，将输入和输出数据完完全全暴露在真实世界中，达到HIL的真正目的——硬件在环。与外部世界交互这个过程可以说十分简单，只需要为此专门设计一个dbc文件，加载TSMaster中，再将系统变量中的内容映射到总线上即可。

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TSMasterHIL实时仿真系列5-ECU HIL仿真的具体实施

zhang, yaping — Tue, 27 Sep 2022 08:43:53 +0000

本文介绍TSMaster 从零打造车辆控制器HIL实时仿真系列第五章节，继续介绍控制器实时HIL的实现。

一、HIL硬件在环

ABS算法仿真和车辆模型的运行，它们的功能并不是简简单单地绘制曲线，搜集运行数据，而是有着更深层次的目的，那就是与外部世界联动，将输入和输出数据完完全全暴露在真实世界中，达到HIL的真正目的—硬件在环。

与外部世界交互这个过程可以说十分简单，只需要为此专门设计一个dbc文件，加载到TSMaster中，再将系统变量中的内容映射到总线上即可。

在此我准备了一个简单的dbc文件，它包含四个轮速，还有四个轮缸压力信号。我们将其拖入tsmaster中。

再打开RBS，让剩余总线仿真接管这些信号的发送。

随后我们打开硬件通道选择器，将CAN通道选择为同星的一款总线工具—TC1005作为演示，TC1005的通道1和通道2互相连接在了一起，确保发出的报文可以被正确应答。

我们启动RBS，打开Trace窗口，就可以看到我们需要的信号都在总线上以预定的频率发送着，当然这些信号由于没有更新，初始值都是0，下一步就是做信号绑定，将系统变量中的值传给这些信号。

首先停止仿真，回到我们的算法小程序，添加预发送函数，接管轮速和压力报文的发送过程，这意味着每当报文即将被发出，系统都会调用这些预发送函数，我们只需要简单地在这些函数内更新我们所需的信号即可。

我们试着赋一下值。最后我们在图形窗口中，添加需要观测的CAN信号，包括速度信号和压力信号等等。

至此，我们完成了所有所需的信号的预发送函数，是时候启动整个仿真过程了，还是同样的流程，连接TSMaster的应用程序，点击自动化模块的启动按钮。可以看到车辆正在运行过程中。

随着程序的运行，我们可以实时观测到总线上活跃的轮速和压力信号，这些信号就最终与真实世界发生了交互。

二、实现车辆控制器的HIL仿真

有了前面的基础，可以说此时我们真正踏入了HIL实时仿真的大门。使用这一整套流程，以不变应万变，实现各式各样的车辆控制器的HIL仿真。

举个简单的例子，倘若我们需要对所开发的ibooster进行HIL仿真，ibooster是真实的ECU。我们就需要导入这个ibooster的所有网络的dbc文件，用我们的RBS将它所需的信号全部仿真出来。

而要仿真信号，最简单的方法则是，在RBS仿真界面上，选中我们所需的ibooster节点，点击右键，一键自动生成HIL配置，这步操作可以自动激活ibooster依赖的其他节点和报文。

其次，来到小程序中，通过预发送函数，构造此节点所需的各类总线信号。

再接下来就是一些硬件的信号，比如遇到踏板信号，可以通过电缸自动化接口或是定制的 API实现。

同时，如果遇到IO或通断信号，则通过我们的IO板卡和继电器板卡API实现；

如果是遇到轮速等特殊传感器信号，则通过我们的轮速模拟板卡API实现；

如果遇到电源电压的控制，可以使用可编程电源配合API 的方式实现；

最后，我们可以打开自动化模块，编写一系列用例，来对我们的产品进行各种可能的测试。

当然，这一切背后还有个重要的前提，那就是软件之外的一切准备工作，也就是ECU机械和液压负载必须提前准备完毕。

只要上述内容都就绪，那么便可以设计并最终执行无人值守的全自动化参数遍历和测试，在测试结束后，再通过预先配置的信息，实现测试报告的一键自动生成。

最后的实现内容，由于细节过于繁杂，实现方式各异。我们有理由相信，基于TSMaster的这一整套仿真架构，小伙伴们也可以发挥自己的聪明才智，设计出各式各样的HIL实时仿真系统。

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TSMasterHIL实时仿真系列4-打通ECU算法与整车模型之间的桥梁

zhang, yaping — Tue, 27 Sep 2022 08:20:58 +0000

本文主要介绍如何基于TSMaster打通ECU算法与整车模型之间的桥梁。

一、SDK融入TSMaster运行环境

由于此视频采用了CarSim controller自带的CarSim engine客户端，需要对代码库做一些配置，也就是需要引用CarSim controller开发包的相关sdk文件。我们打开ABS算法小程序的代码库。

向上进入common文件夹，这个文件夹可存放多个小程序公共的头文件和代码文件，我们将SDK文件拖入此文件夹中。

接着转到全局定义中，第一行代码，引用一个C++头文件 #include “CarSimAPIUtilities.hpp”。

随后点击编译，可以看到，SDK也融入了TSMaster的运行环境中。

二、SDK控制动力学模型

接下来我们就可以通过调用SDK来轻松控制动力学模型了。

我们可以使用CarSim engine自带的这 47 个API函数来操作CarSim，当然也可以选用基于CarSim engine开发的SDK来实现，相比起来SDK的函数更加简洁，它将整个 CarSim的控制分为三个阶段：初始化、运行、和结束运行。

初始化函数名为 callback_setup，放在程序启动事件中。

运行函数名为 callback_start_carsim，放在step函数中，并且让它只执行一次；这需要再申请一个全局变量 vToStart，来实现单次操作。

结束运行函数名为 callback_teardown，放在程序停止事件中；写完后我们编译程序，运行程序。

三、车辆加速仿真试验

接下来我们尝试加速车辆，并在车速高于80kph时，紧急制动，要完成这个操作，只需要在我们的ABS小程序中，再自定义两个API函数即可，我们将这两个函数分别命名为acc和brake。

在acc中，我们操纵油门，此时需要到CarSim controller中拷贝输入变量名，throttle，cs->IMP_THROTTLE_ENGINE = 0.6;

在brake中，我们模拟驾驶员以150 bar的压力踩下制动踏板进行紧急制动，这就需要设置主缸压力为15MPa，我们设置一个全局变量 vPMC 来接收这个主缸压力，同时，还需要到全局定义中声明这个 vPMC。

为了对比有无ABS的制动效果，我们首先尝试没有ABS算法的情况，那么这个压力将直接作用在四个轮缸上，这里还需声明一个变量 vHasABS，默认为假。

接着来到step函数中，通过 vHasABS 来区分算法的执行与否，若没有执行算法，则直接赋值轮缸压力。

完成逻辑之后，我们需要观测轮速和压力，这些变量都来自于整车模型，如何观测呢？我们可以使用小程序的变量将其表达出来。

转到变量组上，点击右键添加变量表，依次输入车速，行驶距离，油门，各个轮速和各个压力值。点击确定后，一系列变量变申明好了，与全局定义不同的是，这些变量是系统变量，可以被其他小程序，或是被graphics或者面板等等窗口获取并自动绘制曲线。

我们回到step函数，需要依次对这些系统变量进行赋值，赋值使用set操作

v.set(cs->VX);

station.set(cs->STATION);

throttle.set(cs->IMP_THROTTLE_ENGINE);

vFL.set(cs->VX_L1);

vFR.set(cs->VX_R1);

vRL.set(cs->VX_L2);

vRR.set(cs->VX_R2);

pFL.set(cs->IMP_PBK_L1);

pFR.set(cs->IMP_PBK_R1);

pRL.set(cs->IMP_PBK_L2);

pRR.set(cs->IMP_PBK_R2);

随后运行程序，打开系统变量表，就可以看到我们为这个小程序添加的一系列监控变量。

我们打开graphics，将图形分为三栏，上栏显示速度，中栏显示压力，下栏显示油门和行驶距离等信息，随后添加各个系统变量进行观测。

再转到自动化模块中，将我们现有的逻辑做一些修改，也就是启动后等待车辆加速到80公里每小时，再进行制动，只有制动到车速为0时，才停止仿真。

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