让DDS运转起来——DDS协议测试 DDS基本介绍 为了满足用户多样化的需求且越来越集中的电子电气架构形式，车载软件系统实现日渐复杂。作为软件灵活适配的重要解决方案，厂商们可以灵活选择不同类型的中间件。 数据分发服务（Data Distribution Service，DDS）作为一个大规模可扩展中间件技术，目前在国防、航空、航海等领域广泛应用。以数据为中心的发布/订阅、大规模动态可扩展性及支持多种QoS策略等特征，因此成为了近年车载领域厂商的一个热点。 随着DDS技术的广泛应用，尽管尚未发布专为车载环境设计的DDS协议测试规范，为确保车载环境中DDS协议栈的可靠性，经纬恒润基于标准协议开发了一系列DDS测试内容，包括DDS协议一致性测试和DDS配置测试。本文将重点介绍经纬恒润以太网团队在DDS协议测试方面的工作和产品。 DDS协议测试测什么？ DDS协议测试包括DDS协议一致性测试和DDS配置测试。DDS协议一致性测试主要目的是为了验证DDS协议栈实现是否能满足协议要求，即保证协议栈实现与协议要求的一致性，包括但不限于QoS配置测试、实体行为测试、数据序列化测试等方向，保证支持DDS协议的控制器能够实现对应功能。DDS配置测试主要目的是验证协议栈实现是否与通信矩阵配置一致，具体分为单部件配置测试和系统配置测试，需要保证在满足DDS协议一致性测试前提下，验证单个控制器或者整车系统的配置有效性。 DDS协议一致性测试 根据一致性测试规范应包括但不限于QoS配置测试、实体行为测试、数据序列化测试等方向。针对DDS协议簇的核心标准DDS[1]、DDSI-RTPS[2]和DDS-XTypes[3]的规定，经纬恒润开发的一致性测试规范主要包括以下测试内容。 01-QoS协议一致性测试 对象管理组织（Object Management Group，OMG）发布的DDS协议目前最新版本为v1.4，包含22项QoS策略，由恒润开发的《车载以太网DDS一致性测试规范-QoS》全面覆盖22项QoS策略。针对QoS不同配置情况下的一致性和可变性测试制定丰富的测试用例，确保实体行为与QoS策略通信机制的匹配性。
Durability QoS策略部分用例展示 02-RTPS协议一致性测试 OMG发布的DDSI-RTPS协议目前最新版本为v2.5，协议包含RTPS报文内容、实体通信行为、发现流程等内容规范，由经纬恒润开发的《车载以太网DDS一致性测试规范-RTPS》，全面覆盖DDSI-RTPS协议规定内容。测试规范针对协议中涉及的13种子报文，测试颗粒度可达到每种子报文的每个字段都制定了不同的测试用例，从而更全面的验证协议栈可靠性。
（RTPS协议一致性测试部分内容） 03-XTypes协议一致性测试 OMG发布的DDS-XTypes协议目前最新版本为v1.3，其中描述了用于DDS Topic的数据类型且定义了不同数据类型的序列化方式。《车载以太网DDS一致性测试规范-XTypes》包括序列化测试和反序列化测试两个大方向，每个方向都包含简单数据类型测试、复杂数据类型测试。简单数据类型涉及Boolean、Byte、Uint8、Int8、Uint16等，复杂数据类型涉及Enumeration、BitMask、Union、Structure等。目前每个方向已实现三个全面覆盖：全面覆盖协议支持的所有数据类型、全面覆盖数据类型的所有可扩展属性、全面覆盖不同版本的序列化规则，为以数据为中心的DDS系统提供了可靠的测试方案。
（XTypes协议一致性测试部分内容） DDS配置测试 目前行业中并没有针对DDS配置测试相关规范提出，但是DDS设计阶段的配置参数能否正确配置在支持DDS协议的各个控制器上，从而保证控制器的功能实现至关重要。基于上述需求，经纬恒润开发了相关测试方案，包括《车载以太网DDS单部件配置测试规范》和《车载以太网DDS系统配置测试规范》，规范主要针对某个控制器的协议栈配置情况进行验证，全面覆盖设计阶段不同ECU的所有配置实体及对应配置参数。 如何实施DDS协议测试？ 执行DDS协议测试的目的分为两种，首先是为了验证DDS的协议栈能否按照OMG所提出协议正确地车载环境中工作；其次，需要验证车内控制器是否满足设计矩阵的配置要求。涉及到的主要工作内容有以下几个方面。 规范开发 测试开发阶段，开发工程师需要根据OMG提出的核心规范，完成测试规范、测试矩阵及测试脚本开发。目前经纬恒润以太网团队为了满足一致性测试需求，完成了一系列测试规范开发工作针对DDS、DDSI-RTPS、DDS-XTypes三份核心协议，团队测试开发工程师制定了《车载以太网DDS一致性测试规范-QoS》《车载以太网DDS一致性测试规范-RTPS》《车载以太网DDS一致性测试规范-XTypes》，共计测试用例数百余条。配置测试方面，完成了《车载以太网DDS单部件配置测试规范》和《车载以太网DDS系统配置测试规范》开发。 ETS和UT开发 测试开发工程师针对测试需求开发了增强测试服务（Enhancement Testability Service，ETS）矩阵。ETS矩阵对测试规范中所有测试用例涉及的通信实体、Topic、DataType、QoS策略及通信参数进行设计，配置内容覆盖全面且满足DDS系统设计要求。DDS协议栈供应商根据ETS矩阵，在被测设备(Device Under Test, DUT)。 同时，为了触发DUT的部分行为，DUT内需要集成测试上位机（Upper Tester，UT）。经纬恒润以太网团队测试开发工程师针对测试需要，基于AUTOSAR的测试规范[4]，设计用于DUT行为触发的服务原语，方便协议栈供应商进行DUT开发。
（DUT开发示意图） 测试脚本开发 测试开发工程师以测试规范及ETS矩阵为基础进行脚本开发。经纬恒润以太网团队依托于公司专业测试软件TAE，开发了车载以太网自动化测试系列套件（Automotive Ethernet Test Package，AETP）。DDS协议一致性测试脚本基于AETP 2.0架构，开发了测试接口代码库，并搭建数百余条测试序列，实现高效便捷的自动化测试。
（AETP 2.0架构示意图） 测试工程师在DUT满足ETS矩阵相关配置及UT完成开发的条件下，以测试规范及测试脚本输出入为基础，开展DDS相关协议测试验证工作，记录测试数据并完成测试报告。目前AETP.DDS支持PDF和EXCEL两种格式测试报告的自动生成，提高测试结果分析效率。 总结 DDS协议一致性测试基于DDS核心协议验证了协议栈实现的正确性，是协议栈在后续个车型中实现各种功能的基础。目前经纬恒润在测试开发阶段已经有了成熟的测试规范、测试脚本等产品，能够为整车厂或者DDS协议栈供应商提供完备的测试方案。除了DDS协议一致性测试外，经纬恒润还开发了DDS配置测试及系统测试的相关测试套件，可快速用于项目测试验证，敬请期待《车载以太网自动化测试套件（DDS）- AETP.DDS》。 参考文档 [Ref.1] https://www.omg.org/omg-dds-portal/ [Ref.2] https://www.omg.org/spec/DDSI-RTPS [Ref.3] https://www.omg.org/spec/DDS-XTypes/1.3/ [Ref.4] Testability Protocol and Service Primitives(AUTOSAR TC Release 1.2.0)
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