在現(xiàn)今這個信息爆炸的科技時代，各種各樣的數(shù)據(jù)在形形色色的設(shè)備間川流不息。車聯(lián)網(wǎng)的橫空出世，極大地推動了信息技術(shù)與傳統(tǒng)汽車的深度融合。作為智能汽車的核心命脈與關(guān)鍵拼圖，車聯(lián)網(wǎng)見證著智駕系統(tǒng)持續(xù)迭代更新，以日新月異的面貌帶給我們精彩紛呈的駕乘感受，重塑著出行的定義與想象。

車聯(lián)網(wǎng)為傳統(tǒng)汽車注入嶄新靈魂，使其從單一的交通運輸工具，逐步朝著智能移動空間轉(zhuǎn)變。在這一變革進程中，“信息感知”與“決策控制”無疑是智能汽車的核心技術(shù)所在。然而，這一切的背后都離不開車載以太網(wǎng)通信技術(shù)的默默奉獻與強勁支撐。車聯(lián)網(wǎng)就像一座宏偉的橋梁，將汽車的各個部件與功能緊密相連，讓信息得以高速流轉(zhuǎn)，使汽車能夠精準感知外界環(huán)境，迅速做出決策并執(zhí)行控制指令，從而在智能化的浪潮中穩(wěn)健前行，重塑了我們對汽車的認知與體驗，開啟了未來出行的嶄新篇章。

在智能汽車賦予我們安全可靠的駕乘體驗之前，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性必須得到切實保證。車載以太網(wǎng)作為車聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，自動駕駛的網(wǎng)絡(luò)支撐，針對它的測試工作對于車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的穩(wěn)定運行起著極為關(guān)鍵的作用，唯有通過嚴謹測試，方能使車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在形形色色的復雜環(huán)境與條件下始終保持穩(wěn)定運行的態(tài)勢，為智能汽車的安全行駛保駕護航。

智能駕駛系統(tǒng)關(guān)乎交通安全和眾多使用者的切身利益，只有經(jīng)歷全面且嚴格的測試，充分證明其安全性、可靠性、穩(wěn)定性等各方面性能達標，方可獲得公眾的由衷認可，并得以在廣泛范圍內(nèi)推廣使用。

在車載以太網(wǎng)測試領(lǐng)域中，常常被提及的 Qav、Qci、Qbu、CB、Qbv 究竟是何種測試呢？思博倫在這一專業(yè)領(lǐng)域又能夠施展怎樣的身手呢？

我們隆重介紹思博倫汽車以太網(wǎng)解決方案中的拳頭產(chǎn)品:

TTworkbench

TTworkbench 是一種具備完整特性的集成式測試開發(fā)和執(zhí)行環(huán)境（IDE），適用于任意類型的測試自動化項目。這種功能強大且對用戶非常友好的工具使您能夠測試各類軟件產(chǎn)品和服務(wù)，完全不需要擔心技術(shù)、操作系統(tǒng)或?qū)嵤╊I(lǐng)域所造成的隔閡。

TTworkbench 主要基于國際標準化測試語言 TTCN-3（Testing and Test Control Notation version 3），可以實現(xiàn)測試自動化和不受限制的擴充能力，采用國際通用的協(xié)議一致性測試腳本語言。您既可以從 TTworkbench 提供的各類現(xiàn)有插件和測試解決方案中做出選擇，也可以啟動您自己的全新測試自動化項目。

以下是關(guān)于 TTworkbench 的一些具體信息：

1. 功能特點：

? 測試規(guī)范：支持測試規(guī)范的定義，用戶可以使用該工具方便地描述測試場景、測試用例以及預期的測試結(jié)果等，無論是文本形式還是圖形形式的測試定義都可以實現(xiàn)。

? 測試執(zhí)行：能夠?qū)⒍x好的測試用例編譯成可執(zhí)行的測試套件，并提供全面的測試管理和測試執(zhí)行環(huán)境，允許用戶對測試進行高效的管理、執(zhí)行和分析。

? 測試自動化：支持測試自動化方法，可以顯著降低測試成本，并確保整個測試周期的質(zhì)量最優(yōu)。高可重用性和易于擴展已定義的測試也是其優(yōu)勢之一，方便用戶對已有測試進行復用和擴展。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域：TTworkbench 的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，可用于通信、汽車、航空航天、軍事國防、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多個行業(yè)的測試。例如在汽車行業(yè)中，可用于車載以太網(wǎng)的一致性測試、電子控制單元的驗證等；在通信領(lǐng)域，可用于對移動通信、IP 通信、VoIP 等技術(shù)的測試。

3. 產(chǎn)品版本：TTworkbench 有多種產(chǎn)品版本，如Basic、Express、Professional 等，不同版本在功能和適用場景上可能會有所不同，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)的版本。

TTworkbench 最主要的三個測試套：

TC8（Tech Committes 8）作為車用 ECU 標準測試方法，定義了車用設(shè)備商達成共識的協(xié)議一致性測試方法，以提高汽車系統(tǒng)中以太網(wǎng) ECU 和網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。測試例都來源于 OPEN Alliance Automotive Ethernet ECU Test Specification Layer 3-7 測試規(guī)范。 

AVB（Audio Video Bridging），又稱音頻視頻橋接技術(shù)，用于汽車多媒體傳輸，AVB 是基于車載以太網(wǎng)通信，處理音頻和視頻流比較常用的一種方式。AVNU 聯(lián)盟為了確保供應(yīng)商之間實現(xiàn)互操作性，為汽車領(lǐng)域制定了“以太網(wǎng) AVB 功能和互操作性規(guī)范”，其中定義了每個設(shè)備中應(yīng)實現(xiàn)的 AVB 子集和相關(guān)參數(shù)的基準。

TSN（Time-Sensitive Networking）是在非確定的以太網(wǎng)中實現(xiàn)確定性的最小時延協(xié)議族，是 IEEE 802.1 開發(fā)的一套新協(xié)議標準。TSN 技術(shù)的引入使得車載以太網(wǎng)可以滿足車內(nèi)通信系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的要求，包括時間同步、實時性和高可靠性。

TC8 測試

TC8 車載以太網(wǎng)測試規(guī)范是 Open Alliance 聯(lián)盟發(fā)布的一份重要的技術(shù)文檔，主要針對車載以太網(wǎng)技術(shù)在電子控制單元（ECU）中的應(yīng)用進行詳細規(guī)定。OPEN（http://www.opensig.org）[OPEN (One-Pair Ether-Net) Alliance Special Interest Group (SIG)] 組織由全世界汽車工業(yè)和技術(shù)供應(yīng)商組成，旨在推廣以太網(wǎng)技術(shù)在車輛中的應(yīng)用。這份規(guī)范的V3.0版本是最終修訂版，涵蓋了對物理層、接口操作（IOP）測試以及協(xié)議層 SOME/IP 測試的標準要求。

思博倫 TTworkbench 的 TC8包括以下測試套件，根據(jù) TC8 的測試規(guī)范，確保車載以太網(wǎng)系統(tǒng)的互操作性和一致性，提高整體網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性。

• TTsuite-OPEN-ARP

• TTsuite-OPEN-DHCP

• TTsuite-OPEN-IPv4

• TTsuite-OPEN-IPv4-AUTOCONF

• TTsuite-OPEN-ICMPv4

• TTsuite-OPEN-TCP

• TTsuite-OPEN-UDP

• TTsuite-OPEN-ETM

• TTsuite-OPEN-SomeIP

在 TC8 的測試中，我們需要用到一個 UpperTester，簡稱 UT。

UpperTester 是用于輔助 Tester 和被測設(shè)備 DUT 進行通信指令傳輸，并執(zhí)行相應(yīng)指令的代碼或應(yīng)用程序。作為 Tester 與 DUT 的被測核心功能模塊之間的中介，輔助完成測試。

測試需要 UpperTester 的原因在于汽車以太網(wǎng)的通信是點對點通信，需要由客戶端和服務(wù)端兩者的交互行為來實現(xiàn)，而客戶端和服務(wù)端的通信行為恰好是不一樣的；如果僅將 DUT 作為服務(wù)端進行通信，那么 DUT 作為客戶端的行為將無法進行覆蓋測試；UpperTester 通過傳輸指令的方式觸發(fā)了 DUT 作為客戶端的行為，進而實現(xiàn)對 DUT 的協(xié)議棧進行完整的覆蓋測試。

UpperTester 的主要功能包括：

• 與 Tester 就測試模式切換/請求響應(yīng)等方面進行通信協(xié)商。

• 觸發(fā) DUT 內(nèi)部相關(guān)測試行為，從而完成測試。

UpperTester 就是一個應(yīng)用程序，安裝在 Tester 和 DUT 中，負責觸發(fā)DUT 執(zhí)行測試用例的測試條件，和獲取 DUT 的測試結(jié)果。UpperTester 的服務(wù)原語遵循 AUTOSAR 規(guī)范。

除了 TC8 的測試，還有 TC11 和 TC8-L2 這兩個測試規(guī)范也被經(jīng)常使用。

TC11 可以幫助客戶驗證車載網(wǎng)絡(luò)中以太網(wǎng)交換機的一致性。OPEN Alliance 聯(lián)盟的宗旨是促進基于以太網(wǎng)的車載通信技術(shù)。該委員會定義的 TC11 標準涉及的重點正是此類網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的以太網(wǎng)交換機法規(guī)一致性。根據(jù)汽車領(lǐng)域中以太網(wǎng)交換機不同行為的適用要求，例如轉(zhuǎn)發(fā)、過濾、服務(wù)質(zhì)量（QoS）和授時行為等，TC11 測試套也被劃分為不同的領(lǐng)域類別。

思博倫 TTworkbench 的 TC11是以下測試套件，根據(jù) TC11 的測試規(guī)范，驗證以太網(wǎng)交換機在車載網(wǎng)絡(luò)中的各種能力。

• TTsuite-OPEN-EthernetSwitch

TC8-L2 是 TC8 數(shù)據(jù)鏈路層的測試規(guī)范，該規(guī)范包括了 VLAN、常規(guī)功能、地址學習、幀過濾、時間同步、服務(wù)質(zhì)量和配置等方面的測試。

思博倫 TTworkbench 的 TC8-L2是以下測試套件，根據(jù) TC8-L2 的測試規(guī)范，驗證車載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的各種功能。

• TTsuite-OPEN-Ethernet

AVB 測試

AVB 是由 IEEE 802.1 標準委員會的 IEEE AVB 任務(wù)組制定的一組技術(shù)標準，包括精確時鐘同步、帶寬預留和流量調(diào)度等協(xié)議規(guī)范，用于構(gòu)建一個低延遲、高可靠的車載以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。汽車以太網(wǎng)音視頻橋（AVB）協(xié)議棧是一種用于實現(xiàn)車載音視頻傳輸?shù)膮f(xié)議棧。

• IEEE 1722：音視頻傳輸協(xié)議

• IEEE 802.1AS：使用gPTP進行時間同步

• IEEE 802.1Qav：調(diào)節(jié)交換機中幀的傳輸和中間緩沖

• IEEE 802.1Qat：音頻流和視頻流的動態(tài)帶寬分配

為確保 AVB 設(shè)備之間的互操作性，AVnu 聯(lián)盟為汽車行業(yè)制定了車載 AVB 部件級一致性測試計劃，用于驗證 AVB 協(xié)議標準以及 AVnu 車載 AVB 互操作性規(guī)范中定義的特殊要求。

那么在 AVB 里面，Qav 是什么呢？

Qav（IEEE 802.1Qav）：基于信用的整形器測試（CBS），時間敏感流的轉(zhuǎn)發(fā)和排隊增強（FQTSS）。使用基于信用值的整形器時，每個以太網(wǎng)設(shè)備都會獲得一個用于發(fā)送幀的信用值。只要信用值仍為正數(shù)，設(shè)備就可以繼續(xù)發(fā)送幀。當信用值用完后，設(shè)備將無法再發(fā)送幀。必須等到補充信用值后才能再次開始發(fā)送。該策略可確保帶寬的有效利用。其中沒有預定義的時隙。如果端點需要間歇性地發(fā)送數(shù)據(jù)，則可以累積其信用值，然后一次全部用完。使用 CBS 配置 AVB 網(wǎng)絡(luò)比較簡單。

思博倫 TTworkbench 的 AVB包括以下測試套件，是 Avnu 聯(lián)盟認證的汽車以太網(wǎng)協(xié)議一致性測試方案，按照 AVnu 聯(lián)盟規(guī)定的最新版本測試規(guī)范要求執(zhí)行。

• TTsuite-AVB-1722（AVTP）

• TTsuite-AVB-AS（gPTP）

• TTsuite-AVB-FQTSS（IEEE 802.1Qav）

• TTsuite-AVB-Diagnostic

• TTsuite-AVB-Exceptions

TSN 測試

TSN 是關(guān)于以太網(wǎng)通訊協(xié)議模型中的數(shù)據(jù)鏈路層（MAC層）的協(xié)議標準。TSN 是一套協(xié)議標準，而不是一種協(xié)議，TSN 為 MAC 層提供一套通用的時間敏感機制，在確保以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊的時間確定性的同時，為不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的互操作提供了可能性。

TSN 能實現(xiàn)時間敏感性（對實時性要求高）數(shù)據(jù)和非時間敏感性數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)的傳輸，即 TSN 可以與非 TSN 設(shè)備互操作，但確定性通信僅可在啟用 TSN 的設(shè)備之間進行。

2012年11月，AVB 任務(wù)組變更為“TSN（Time-Sensitive Networking）——時間敏感網(wǎng)絡(luò)”任務(wù)組。TSN 在 AVB 的基礎(chǔ)上進一步延伸，從專業(yè)音視頻領(lǐng)域擴展到工業(yè)自動化、移動通訊、汽車等領(lǐng)域。因此掌握 AVB 協(xié)議，可為理解 TSN 協(xié)議打好基礎(chǔ)。下圖為 TSN 對 AVB 的繼承和擴展。

TSN 協(xié)議族包含了四個類別的子協(xié)議:

分別是時鐘同步、數(shù)據(jù)調(diào)度及流量整形（低延遲）、可靠性和資源管理。

• 時鐘同步

與 IEEE 802.3 的標準以太網(wǎng)相比，時鐘在 TSN 網(wǎng)絡(luò)中起著重要的作用。對于實時通信而言，端到端的傳輸延遲具有難以協(xié)商的時間界限，因此TSN 中的所有設(shè)備都需要具有共同的時間參考模型，因此需要彼此同步時鐘。目前 TSN 采用 IEEE 1588 協(xié)議和 IEEE 802.1AS 協(xié)議來實現(xiàn)時間同步。

• 數(shù)據(jù)調(diào)度及流量整形

TSN用于數(shù)據(jù)調(diào)度和流量整形的協(xié)議有IEEE 802.1Qav、IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qbu、IEEE 802.1Qch及IEEE 802.1Qcr。通過各種協(xié)議實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)中不同流量的調(diào)度和優(yōu)先級管理，確保高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)能夠及時傳輸。

• 可靠性

對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求高的應(yīng)用除了需要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性，同時也需要高可靠的數(shù)據(jù)傳輸機制，以便應(yīng)對網(wǎng)橋節(jié)點失效、線路斷路和外部攻擊帶來的各種問題，來確保功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全。IEEE 802.1Qci、IEEE 802.1CB 及 IEEE 802.1Qca 用于實現(xiàn) TSN 這方面的性能。

• 資源管理

在 TSN 網(wǎng)絡(luò)中，每一種實時應(yīng)用都有特定的網(wǎng)絡(luò)性能需求。使能 TSN 網(wǎng)絡(luò)的某個特性是對可用的網(wǎng)絡(luò)資源進行配置和管理的過程，其允許在同一網(wǎng)絡(luò)中通過配置一系列 TSN 子協(xié)議，來合理分配網(wǎng)絡(luò)路徑上的資源，以確保它們能夠按照預期正常運行。TSN 資源管理子協(xié)議包括 IEEE 802.1Qat 協(xié)議和 IEEE 802.1Qcc 協(xié)議。

那么在 TSN 里面，下面幾個都是什么測試？

Qci

Qci（IEEE 802.1Qci）：Per-Stream Filtering and Policing（簡稱PSFP），流過濾和切分測試。即對每個數(shù)據(jù)流采取過濾和控制策略，以確保輸入流量符合規(guī)范，從而避免由故障或惡意攻擊（如Dos攻擊）引起的異常流量問題。

Qbu

Qbu（IEEE 802.1Qbu）：幀搶占測試。設(shè)計思想是將數(shù)據(jù)幀分成低優(yōu)先級幀和高優(yōu)先級幀，當某個低優(yōu)先級幀正在發(fā)送的時候，更高優(yōu)先級的幀來了，低優(yōu)先級的幀被中斷發(fā)送，先發(fā)送高優(yōu)先級的幀，之后再發(fā)送剩下的低優(yōu)先級幀，驗證幀搶占機制是否能夠正常工作。

CB

CB（IEEE 802.1CB）：Frame Replication and Elimination for Reliability（簡稱FRER），幀復制和消除測試。協(xié)議定義了車載以太網(wǎng)中實現(xiàn)冗余傳輸?shù)姆桨?，為以太網(wǎng)提供雙鏈冗余特性，通過在網(wǎng)絡(luò)的源端系統(tǒng)和中繼系統(tǒng)中對每個數(shù)據(jù)幀進行序列編號和復制，并在目標端系統(tǒng)和其他中繼系統(tǒng)中消除這些復制幀，確保僅有一份數(shù)據(jù)幀被接收。CB 可用來防止由于擁塞導致的丟包情況，也可以降低由于設(shè)備故障造成分組丟失的概率及故障恢復時間，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。

Qbv

Qbv（IEEE 802.1Qbv）：時間感知整形器測試。定義了一種時間感知整形器（Time Aware Shaper），通過引入時間感知調(diào)度和多優(yōu)先級機制優(yōu)化實時流量傳輸，確保低延遲和高時序性。為實時應(yīng)用程序提供了可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。采用非搶占式的的數(shù)據(jù)調(diào)度，流量調(diào)度方式通過時隙進行控制，需要實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流優(yōu)先傳輸，同時為best-effort數(shù)據(jù)及預留數(shù)據(jù)預留帶寬，允許時間敏感流和非時間敏感流在同一個網(wǎng)絡(luò)中傳輸，并確保數(shù)據(jù)的實時傳輸。

思博倫 TTworkbench 的 TSN包括以下測試套件，TSN 協(xié)議族本身具有很高的靈活性，用戶可以根據(jù)應(yīng)用的具體需求來選擇相應(yīng)的協(xié)議組合。

• TTsuite-TSN-FilteringAndPolicing（IEEE 802.1Qci）

• TTsuite-TSN-gPTP（TSN_802_1AS）

• TTsuite-TSN-Preemption（IEEE 802.1Qbu）

• TTsuite-TSN-Redundancy（IEEE 802.1CB）

• TTsuite-TSN-TimeAwareShaper（IEEE 802.1Qbv）

綜上所述，我們常說的 Qav、Qci、Qbu、CB、Qbv、gPTP、AVTP 等等都是可以用思博倫 TTworkbench 來測試的。思博倫在該領(lǐng)域具有諸多顯著優(yōu)勢，其擁有高精度的測試模塊，能夠精準地檢測出各項數(shù)據(jù)指標的細微差異，確保測試結(jié)果的準確性；豐富的測試案例庫可提供大量的參考范例與經(jīng)驗數(shù)據(jù)，助力快速定制個性化測試方案；專業(yè)且高效的技術(shù)支持團隊，隨時響應(yīng)客戶需求，及時解決測試過程中遇到的疑難問題。使用TTworkbench，我們可以輕松地應(yīng)對TC8，AVB，TSN的相關(guān)測試，對車載以太網(wǎng)設(shè)備進行完整高效的驗證，助力智能汽車的安全發(fā)展，保障車聯(lián)網(wǎng)的可靠運行。