随着电动车市场的持续增长，智能化的角逐已然成为竞争的关键点。其中，SOA软件架构和OTA功能的引入，使得汽车成为全生命周期的开发，软件迭代测试效率亟待提升。
昆易电子集群测试事业部总经理白日光是汽车软件测试领域的专家，他带领团队积极推进智驾虚拟测试系统的研发和落地，为未来整车跨域融合仿真测试和自动驾驶虚拟仿真测试打通技术路径。
他表示，“集群测试”具备可配置性、可扩展性，做到多用户远程访问、多环境并发执行，同时满足时间同步和数据同步要求，且实现后台数字化管理，能够有效应对软件测试的崭新挑战。2023年12月19日，在长城汽车2023技术研讨会上，白日光围绕集群测试技术方案、集群测试客户价值以及昆易在此方面的具体优势进行了经验分享。
白日光 | 昆易电子集群测试事业部总经理
以下为演讲内容整理：
随着电动车市场的持续增长，智能化的角逐已然成为竞争的关键点。其中，自动驾驶和智能座舱这两个板块无疑是近几年来大家热议的焦点，“新四化”趋势对电子架构的影响也是主机厂一直在深入探讨的问题。
从目前客户的诉求来看，电子架构正朝着几个方向演变：
图源：昆易电子
一是降低整个电子系统的复杂度。这意味着控制器将越来越集中化，同时，整个系统的控制器数量会减少，基于高性能MCU和MPU的应用，控制器数量将进一步精简，网络带宽则相应提升。
二是提升电子电器架构的效率，减少线束长度与重量，优化扩展接口，优化整车能耗。
三是提升总装产线装配效率，减少生产相关人力依赖，降低总装生产节拍，让电子架构更简单。
四是更快速的开发与集成，软件变更响应快速，缩短开发周期。
五是软硬件解耦已成为大势所趋，这有助于提高软件迭代速度和软件化程度。
当前，整个行业的电子计算架构呈现出两个并行的发展方向。一种是域架构，它延续了以往电子架构的发展趋势，即功能块化，每个功能块的集中度越来越高。在域架构中，自动驾驶、智能座舱、车身、动力和底盘这五大领域，其控制器的复杂性将不断增强。
然而，我们也看到了另一个重要的变革方向——特斯拉引领的区域架构。这种架构将汽车功能按照区域进行划分和集成，许多新兴的汽车制造商都在向这个方向努力。其优势在于功能是按照区域划分的，相同区域的底盘、动力和车身功能都被集成在了一起，从而减少了线束的数量。
汽车软件测试挑战
无论是域架构还是区域架构，它们都给整个控制器的硬件和软件带来了新的挑战。
在硬件领域，我们看到了一些关键的变化。首先，硬件的复杂性正在显著增加。以车身控制器为例，过去一个BCM只需处理100多个信号，而现在，车身域控制器则需要处理200到300个信号，这表明单一功能的集中度越来越高。此外，数据带宽也在持续增长。目前，域架构中的核心组件已经达到了数百兆通讯带宽的要求，未来甚至可能出现10千兆带宽的需求。对AI算法和CPU算力的需求也在不断增长，这反过来又加大了控制器的测试难度。为此，我们提出了“集群测试”的概念应对这一挑战。
在软件方面，挑战同样严峻。软件代码量正在呈指数级增长，使得“软件定义汽车”成为可能。为了应对这一趋势，我们正在探索新的软件架构如SOA，让我们的汽车软件能够不断迭代和快速更新。OTA技术是实现这一软件架构的关键，它使得软件可以通过远程升级和刷新来迭代我们的产品。随着这一新软件功能的引入，汽车软件将形成“全生命周期”开发模式，汽车被销售只是这个生命周期的开始，在整个生命周期中，软件都会持续更新和迭代。
软件测试领域正面临一项难题。随着软件的快速迭代和SOA化，我们的软件已经成为一个全生命周期的产品。此外，新技术架构为我们的产品带来了全新的形态，例如域控制器和区域控制器，这与传统的产品形态完全不同。为了应对这些新的产品形态，我们需要投入大量的测试设备，甚至可能需要购买新的测试设备。为此，我们提出了“集群测试”的概念解决这一问题。可以继续使用已有的测试设备，无需大量同步投资。
此外，域架构和区域架构的联合测试也是新挑战。在未来，多种功能将在多个控制器中融合，为了测试一个完整的功能，需要多个控制器联合测试。目前，各个部门只关注自己的测试设备和测试对象，如何从公司层面有效地协同整个测试资源是一个难题。为了解决这个问题，我们可以进行资源筹划，以解决单机测试中的资源使用率和效率问题。
集群测试技术方案
基于以上挑战，昆易电子提出了“集群测试”的概念，这可以看作是一种集群化的实时测试系统解决方案。这张图可以更形象地说明这一点，我们将大量的硬件系统组成一个集群，形成一个测试中心，以满足整个公司部门甚至整个公司的完整测试需求。
图源：昆易电子
从传统的单机测试系统来看，我们的实时系统似乎并无太大差异，如硬件层面中的故障注入单元、I/O接口板卡、负载板卡、总线板卡等，均遵循着标准的配置。然而，真正独特之处在于我们集成了IO-HUB这一关键技术。这块板卡是实现多机之间同步的核心组件，能够完成多机数据和时间的同步。
图源：昆易电子
在中间层，我们提供了一套完整的系统，包括工程配置软件、实时测试软件、数据记录服务和自动化测试软件。这一层的功能主要涉及工程配置、供应商界面以及自动化脚本的实现，通过这一套软件，我们可以完全满足客户的各种需求。
最顶层是一个集群管理平台，这是传统HIL系统所缺少的部分。这个平台可以作为一个外部的管理平台，将所有的资源和用户统一管理起来。
我们总结了整个集群所能达到的效果：
首先，从资源柔性配置来看，具备可配置性、可扩展性。允许客户根据需求逐步扩展，不必一次性购买大量设备。客户可以选择今年购买两台，明年再购买两台，整个集群可以无缝扩展。此外，后台软件可以逐步集成新设备，实现集群升级。配置系统方面，可以实现一台设备控制多台设备的资源，客户也可以选择两台设备联合使用，满足其测试需求。
第二，多用户远程访问。多用户远程测试可以大大方便测试工程师，他们可以在家里或办公室进行测试，无需亲自前往实验室。此外，我们还提供了多种应用环境，包括多人访问一台设备的情况。其中，一人访问多台设备的场景适用于跨域融合测试，即多控制器之间的联合测试。
第三，多环境并发执行。这非常适合当前的应用领域，特别是自动驾驶的多个场景注入。通过执行并发任务，多个控制器可以进行并行测试，大大提高了测试效率。
第四，在同步性方面，我们具备时间同步和数据同步的控制能力，控制精度在行业和全球范围内都属于领先水平。
最后，集群后台数字化管理。将用户分为不同等级，包括普通用户和管理员账户。管理员账户具有更高的权限，可以对整个集群或测试中心的资源进行配置。集群管理主要是对资源进行整体管理，包括所有板卡通道的监控和数据报送。我们还为客户提供定制化的开发服务。
在应用场景方面，我们的测试工程服务于不同的控制器，尤其是自动驾驶领域。通过感知训练和一些重要场景库的建立注入，为客户提供核心价值。
集群测试客户价值
接下来是案例分享，我们希望向客户展示集群测试的客户价值。这是我们一个典型的区域架构案例。该架构有三个计算单元，但客户可以根据需要将其合成为一个或两个计算单元。我们提供MDC、VDC和CDC以及三个区域控制器，VIU1、VIU2、VIU3单元用于左右后区域的控制。
图源：昆易电子
此架构将以太网总线作为基础，属于百兆级别以上，且支持CAN-FD总线。集群化方案通过集群后台管理，为客户带来多种优势。例如，模拟真实的多人访问一台或多台设备、远程操作等场景，甚至可以仿真6大域控制器之间的实际网络拓扑，帮助客户进行真实网络拓扑的测试和联合测试。
集群管理平台案例展示中，用户监控、设备监控、任务分配和数据查看等功能均支持个性化开发和定制界面。此外，我们还为客户制作了大屏展示，提供数据概览、状态监控和报警等功能。
图源：昆易电子
总体来说，集群测试的客户价值主要包括四点：一是提高资源应用效率，通过灵活配置和资源使用率的提升，实现资源的高效利用。二是提升工作效率，通过并行测试和软配置等方式，加速测试流程并降低成本。三是投资上，资源复用性强，公司层面分配测试资源。四是简化管理层管理，后台管理软件可集中管理所有资源，提升管理透明度。
昆易的优势
向大家简要介绍一下昆易电子。公司成立于2011年，现有员工近500人，在中国设有4个开发基地，专注于整车厂、零部件厂商和高校市场，提供产、学、研合作和联合实验室建设等服务。
目前，了解到高校中的自动驾驶课程和商业课程仍在逐步搭建，相较于产业发展存在一定的滞后。因此，昆易正重点部署自动驾驶产品体系。我们的产品主要包含车载端和实验室端，其中车载端是围绕ADAS数据采集展开的。从ADAS数据采集到整个数据回灌，昆易在自动驾驶领域具有明显优势，并且在国内市场的占有率排名第一。此外，昆易的数据采集产品涵盖数据记录、总线分析以及远程标定等功能，拥有成熟的系统方案。
图源：昆易电子
昆易的工具类框架从硬件到软件再到管理平台，全部自主研发，实现国产化，这为我们带来了许多优势，帮助客户进行定制化开发。
为什么昆易能够提供以上集群化产品？一方面，我们的硬件、软件和系统都具有自主知识产权，开发团队掌握了ADAS相关的图像处理、FPGA等技术以及数据共享的核心技术。另一方面，我们具备丰富的工程经验。目前，我们已经交付了近200个HIL案例，而ADAS采集和注入设备的数量已达上千。我们与众多厂家合作，匹配了包括摄像头和激光雷达在内的多种设备，积累了丰富的工程经验。此外，现在许多客户更希望获得本地支持。我们的工程开发团队主要位于上海与武汉，因此可以为客户提供快速现场支持以及定制化服务。
（以上内容来自昆易电子集群测试事业部总经理白日光于2023年12月19日在长城汽车2023技术研讨会发表的《基于集群的汽车软件测试》主题演讲。）
