車載功能測試-車載域控/BCM控制器測試用例開發流程【用例導出方法+優先級劃分原則】

1 摘要
2 位置燈手動控制簡述
- 2.1 位置燈手動控制需求簡述
- 2.2 位置燈手動控制邏輯交互圖
3 用例導出方法以及優先級原則
- 3.1 用例導出方法
- - 3.1.1 用例導出方法介紹
  - 3.1.2 用例導出方法關鍵差異分析
- 3.2 優先級規則
- - 3.2.1 優先級劃分的核心原則
  - 3.2.2 具體等級定義與判定標準
- 3.3 用例展示
4 總結

1 摘要

前文介紹了車載外燈模塊的常見模塊的功能、控制原理實現以及需求，本文主要以位置燈為例，詳細講述針對此類需求如何從需求導出用例，并保證用例對需求的覆蓋度。

2 位置燈手動控制簡述

2.1 位置燈手動控制需求簡述

以位置燈手動打開為例：

當使能條件a&b滿足時：

a為電源CAN信號ON=0x1
b為位置燈狀態為off=0x0

觸發條件（c｜d）&e滿足時：

c為接收到IDCU發送的位置燈開關狀態信號為ON=0x1
d為觸發以太網服務接口調用，某以太網信號=0x1
e為接收到任意位置燈打開狀態信號為ON=0x1

執行輸出f，g，h：

f為發送位置燈點亮控制信號為ON=0x1
g為收到e后反饋位置燈打開狀態信號ON=1給IDCU，
h為把g的信號轉換為以太網信號
注意：執行輸出f后，50ms（包含50ms）內接收到e，執行輸出g、h；且不考慮容差

如果退出條件i｜j｜k滿足時：

i為收到IDCU的前大燈關閉信號為OFF=0x1，
j為接收到AUTO大燈觸發信號為ON=0x1
k為電源CAN信號為OFF=0x2（與a為同一信號）
停止輸出f、g、h，

2.2 位置燈手動控制邏輯交互圖

如下是上述需求控制邏輯交互圖：

控制過程簡述：
CCU滿足使能條件后，收到來自IDCU發送的位置燈開關信號或者遠程以太網信號后，CCU發送位置燈打開控制指令信號給ZCU，ZCU進行驅動打開位置燈并反饋打開狀態給CCU，CCU收到位置燈打開狀態信號后，將位置燈打開狀態信號轉發到IDCU并且轉換成以太網信號。
信號對照表：

信號	方向	值	說明
a	輸入	0x1	電源ON
b	輸入	0x0	燈狀態OFF
c	輸入	0x1	IDCU手動觸發
d	輸入	0x1	以太網遠程觸發
e	輸入	0x1	ZCU位置燈狀態反饋
f	輸出	0x1	CCU給ZCU發送位置燈控制信號
g	輸出	0x1	CCU反饋位置燈狀態信號給IDCU
h	輸出	0x1	以太網狀態同步

3 用例導出方法以及優先級原則

3.1 用例導出方法

3.1.1 用例導出方法介紹

1. 需求分析法
定義：直接根據需求文檔的顯式描述設計用例，驗證功能是否按需求實現。
關鍵差異點：

唯一直接關聯需求條款的方法
不關注輸入組合，只驗證功能邏輯

示例：

需求：當使能條件a&b滿足時，觸發條件（c｜d）&e滿足時，執行輸出f，g，h

對應用例ID1：使能條件滿足&觸發條件滿足主流程測試

初始條件: a=0x1, b=0x0
操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  
預期輸出1: f=0x1
操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1
預期輸出2:g=0x1、h=0x1
導出方法: 需求分析

對應用例ID2:使能條件滿足&觸發條件滿足主流程測試

初始條件: a=0x1, b=0x0
操作步驟1（觸發條件）： d=0x1  
預期輸出1: f=0x1
操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1
預期輸出2:g=0x1、h=0x1
導出方法: 需求分析

對應用例ID3: 觸發條件滿足子分支流程測試

初始條件: a=0x1, b=0x0
操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  
預期輸出1: f=0x1
預期不輸出2:g≠0x1、h≠0x1
導出方法: 需求分析

對應用例ID4: 觸發條件滿足子分支流程測試

初始條件: a=0x1, b=0x0
操作步驟1（觸發條件）： d=0x1  
預期輸出1: f=0x1
預期不輸出2:g≠0x1、h≠0x1
導出方法: 需求分析

對應用例ID5: 退出條件正向測試

初始條件: a=0x1, b=0x0
操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  
預期輸出1: f=0x1
操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1
預期輸出2:g=0x1、h=0x1
操作步驟3（退出條件）：i=0x1（退出條件滿足）
預期輸出3:停止輸出f、g、h
導出方法: 需求分析

對應用例ID6: 退出條件正向測試

初始條件: a=0x1, b=0x0
操作步驟1（觸發條件）： d=0x1  
預期輸出1: f=0x1
操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1
預期輸出2:g=0x1、h=0x1操作步驟3（退出條件）：j=0x1（退出條件滿足）
預期輸出3:停止輸出f、g、h
導出方法: 需求分析

對應用例ID7: 退出條件正向測試

初始條件: a=0x1, b=0x0
操作步驟1（觸發條件）： d=0x1  
預期輸出1: f=0x1
操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1
預期輸出2:g=0x1、h=0x1操作步驟3（退出條件）：k=0x2（退出條件滿足）
預期輸出3:停止輸出f、g、h
導出方法: 需求分析

2. 等價類劃分法
定義：將輸入數據劃分為有效/無效類，每類選取代表值測試。
關鍵差異點：

關注輸入數據的分類而非需求邏輯
可大幅減少用例數量

示例：

需求：當使能條件a&b不滿足時，觸發條件（c｜d）&e滿足時，不執行輸出f，g，h
- 有效類：a=0x1&b=0x0（a&b都滿足）需求分析用例已覆蓋
- 無效類：a=0x2&b=0x0、a=0x1&b=0x1、a=0x2&b=0x1（a、b至少有一個不滿足）
對應用例ID8：使能條件異常測試

 初始條件: a=0x2, b=0x0（使能條件a不滿足）操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  預期不輸出1: f≠0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1預期不輸出2:g≠0x1、h≠0x1導出方法: 等價類劃分法

對應用例ID9：使能條件異常測試

 初始條件: a=0x1, b=0x1（使能條件b不滿足）操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  預期不輸出1: f≠0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1預期不輸出2:g≠0x1、h≠0x1導出方法: 等價類劃分法

對應用例ID10：使能條件異常測試

 初始條件: a=0x2, b=0x1（使能條件a&b都不滿足）操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  預期不輸出1: f≠0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1預期不輸出2:g≠0x1、h≠0x1導出方法: 等價類劃分法

需求：當使能條件a&b滿足時，觸發條件（c｜d）&e不滿足時，不執行輸出f，g，h
- 有效類：c=0x1&e=0x1滿足、d=0x1&e=0x1滿足；（c&e滿足、d&e滿足）需求分析用例已覆蓋
- 無效類：c=0x0&d=0x0&e=0x1（c&d均不滿足，e滿足）、c=0x0&d=0x0&e=0x0（c&d&e均不滿足）
對應用例ID11：觸發條件異常測試

  初始條件: a=0x1, b=0x0操作步驟1（觸發條件）： c=0x0&d=0x0 （觸發條件c&d都不滿足）預期不輸出1: f≠0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1預期不輸出2:g≠0x1、h≠0x1導出方法: 等價類劃分法

對應用例ID12：觸發條件異常測試

  初始條件: a=0x1, b=0x0操作步驟1（觸發條件）： c=0x0&d=0x0 （觸發條件c&d都不滿足）預期不輸出1: f≠0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x0（觸發條件e不滿足）預期不輸出2:g≠0x1、h≠0x1導出方法: 等價類劃分法

3. 邊界值分析法
定義：針對輸入范圍的邊界及相鄰值設計用例。
關鍵差異點：

專門測試臨界值，而非隨機取值
通常與等價類結合使用

示例：

條件：注意：執行輸出f后，50ms（包含50ms）內接收到e，執行輸出g、h；且不考慮容差
- 邊界值：（0，50]有效等價類
- 邊界值：（50，+∞）無效等價類
- 選取典型值：25、50、51、100
對應用例ID13： 25ms時觸發e

 初始條件: a=0x1, b=0x0操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  預期輸出1: f=0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后25ms，e=0x1預期輸出2:g=0x1、h=0x1導出方法: 邊界值分析+等價類分析

對應用例ID14： 50ms時觸發e

 初始條件: a=0x1, b=0x0操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  預期輸出1: f=0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后50ms，e=0x1預期輸出2:g=0x1、h=0x1導出方法: 邊界值分析+等價類分析

對應用例ID15： 51ms時觸發e

 初始條件: a=0x1, b=0x0操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  預期輸出1: f=0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后51ms，e=0x1預期不輸出2:g≠0x1、h≠0x1導出方法: 邊界值分析+等價類分析

對應用例ID16： 100ms時觸發e

 初始條件: a=0x1, b=0x0操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  預期輸出1: f=0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后100ms，e=0x1預期不輸出2:g≠0x1、h≠0x1導出方法: 邊界值分析+等價類分析

4. 正交試驗法
定義：利用正交表高效組合多因素多水平。
關鍵差異點：

解決多參數組合爆炸問題
需人工補充重要場景

示例：

因素：a(0x1,0x2), b(0x0,0x1), c(0x0,0x1)

正交表生成用例：

# L4正交表生成
1. a=0x1, b=0x0, c=0x1  
2. a=0x1, b=0x1, c=0x0  
3. a=0x2, b=0x0, c=0x0  
4. a=0x2, b=0x1, c=0x1  
導出方法: 正交試驗法

本例用例導出未采用正交表法，此處只是做為示例，如果對此方法感興趣，可以回顧往期文章：
車載測試用例開發-如何平衡用例覆蓋度和測試效率的方法論
5. 錯誤猜測法
定義：基于經驗測試可能出錯但需求未明確的場景。
關鍵差異點：

高度依賴測試人員經驗
無系統性覆蓋保證

異常場景：退出條件同時觸發

對應用例ID17：退出條件同時觸發

 初始條件: a=0x1, b=0x0操作步驟1（觸發條件）： c=0x1  預期輸出1: f=0x1操作步驟2（觸發條件）：f=0x1后40ms，e=0x1預期輸出2:g=0x1、h=0x1操作步驟3（退出條件）：i=0x1、j=0x1、k=0x2預期輸出2:f、g、h停止輸出導出方法: 錯誤猜測法

比如，使能條件a滿足——>不滿足——>滿足的多次切換，是否功能異常
比如，觸發條件c滿足——>c失效——>d滿足——>d失效……多次操作，是否異常
比如，執行輸出f、g、h后，長時間等待（不進行退出條件）是否非預期退出
等等，需要結合項目以往經驗形成的用例庫進行添加
6. 狀態遷移法
定義：覆蓋系統所有狀態及轉換路徑。
關鍵差異點：

適合狀態機驅動的系統
需繪制狀態遷移圖

示例：

電源狀態機：

僅作示例，本例需求不進行用例導出
7. 時序分析法
定義：驗證時間相關的系統行為。
關鍵差異點：
關注延遲、超時等時序約束
需精確控制時間變量

邊界值用例已經覆蓋，此處不進行用例導出；

測試用例導出方法全景表：

方法	核心思想	適用場景	優點	缺點	典型示例
需求分析法	直接映射需求文檔的顯式邏輯	功能主流程、分支條件、異常處理	確保需求100%覆蓋	依賴需求完整性	用例ID1-7
等價類劃分	輸入數據分類為有效/無效類	參數輸入、狀態轉換、范圍驗證	減少冗余用例	需明確邊界定義	用例ID8-12
邊界值分析	測試輸入范圍的臨界值	數值邊界、狀態切換點、極值場景	發現邊界缺陷率高	不適用于非連續數據	用例ID13-16
正交試驗法	用正交表組合多因素多水平	多參數交互場景、配置組合測試	高效覆蓋組合場景	復雜場景需人工補充	組合`a,b,c,d`生成基礎用例
錯誤猜測法	基于經驗預測潛在缺陷	異常操作、硬件故障、極端條件	補充非顯式需求漏洞	主觀性強，覆蓋率低	用例ID17
狀態遷移法	覆蓋系統所有狀態及轉換路徑	狀態機、協議交互、多模態系統	路徑覆蓋完整	狀態爆炸問題	測試電源ON→OFF→ON的切換
時序分析法	驗證時間相關行為（延遲/超時）	實時系統、通信協議、異步事件處理	捕捉時序相關缺陷	需專用工具支持	用例ID13-16

方法對比矩陣：

維度	需求分析	等價類	邊界值	正交試驗	錯誤猜測	狀態遷移	時序分析
覆蓋目標	需求條款	輸入分類	臨界值	參數組合	經驗缺陷	狀態路徑	時間約束
是否需要需求文檔	必須	可選	可選	不需要	不需要	需要	需要
自動化程度	高	高	高	中	低	中	低
典型工具	需求管理工具	等價類工具	邊界值工具	正交表工具	無	狀態機工具	時序分析工具

3.1.2 用例導出方法關鍵差異分析

1. 需求分析 vs 等價類劃分

維度	需求分析法	等價類劃分法
輸入來源	需求文檔的明文條款	輸入參數的數據范圍
測試目標	驗證功能是否按需求實現	驗證輸入分類的處理是否正確
示例對比	測試退出條件`i｜j｜k`的功能實現	某值`a`的取值分為`0x1`/`0x0`/`0x3`等類別

選擇依據：

若需求明確描述邏輯（如"當A且B時執行C"）→ 需求分析
若需驗證輸入參數的各種值（如枚舉類型）→ 等價類劃分

2. 邊界值分析 vs 正交試驗法

維度	邊界值分析	正交試驗法
覆蓋重點	單參數的極值/臨界值	多參數組合的交互效應
工具支持	手動選取邊界點	依賴正交表工具生成
示例對比	測試`51ms`和`49ms`的邊界值	組合測試`a=0x1, b=0, c=1, d=0`

選擇依據：

測試單個參數的極限（如最大值、OFF/ON切換）→ 邊界值
測試多個參數的組合影響（如同時調節溫度和濕度）→ 正交試驗

3. 錯誤猜測 vs 時序分析

維度	錯誤猜測法	時序分析法
測試依據	依賴測試人員經驗	依賴需求定義的時序約束
典型場景	輸入非法值、暴力操作	信號延遲、響應超時、競態條件
示例對比	輸入`a=0x4`（未定義值）	驗證`e`信號500ms超時是否觸發恢復

選擇依據：

無明確規則但可能存在風險的場景 → 錯誤猜測
有時間約束或順序依賴的場景 → 時序分析

4.導出方法選擇流程圖

通過系統化應用這些方法，可構建完整且高效的測試用例集。實際項目中建議：

優先使用需求分析+等價類+邊界值覆蓋基礎場景
用正交試驗解決組合問題，減少組合爆炸
最后用錯誤猜測+時序分析補充邊緣場景

3.2 優先級規則

3.2.1 優先級劃分的核心原則

根據ISO 26262和ASPICE標準，優先級由以下四個維度綜合決定：

功能安全等級（ASIL）
失效影響的嚴重度
使用場景的發生概率
歷史缺陷分布

工程實踐中的權重計算
采用量化評分法（每項1-5分，權重不同）：

\text{優先級分數} = 0.4 \times \text{ASIL等級} + 0.3 \times \text{嚴重度} + 0.2 \times \text{發生概率} + 0.1 \times \text{歷史缺陷}

示例：ID5、6、7（退出條件測試）
- ASIL D=5分, 嚴重度=5分, 發生概率=4分, 歷史缺陷=5分
- 得分：0.4×5 + 0.3×5 + 0.2×4 + 0.1×5 = 4.8 → 高優先級

行業標準依據

ISO 26262-8:2018
- 第9章：高優先級用例必須覆蓋所有ASIL D相關場景
- 附錄B：推薦冒煙測試包含<10%用例但覆蓋>80%核心功能
ASPICE SWE.5
- 測試執行順序應按風險等級降序排列
AUTOSAR測試指南
- 安全相關信號（如退出條件）的測試優先級必須高于功能信號

3.2.2 具體等級定義與判定標準

1. 冒煙測試（最高優先級）

選擇標準：
- 驗證系統最基礎、最核心的功能路徑
- 覆蓋ASIL D要求的最高安全等級場景
- 必須100%通過才能進入后續測試

2. 高優先級

選擇標準：
- 涉及安全關鍵功能（ASIL C/D）
- 驗證單點失效、邊界條件或安全機制
- 歷史缺陷高發區域

3. 中優先級

選擇標準：
- 常規功能驗證（ASIL A/B）
- 非安全相關的無效輸入組合
- 需求明確但非核心路徑

4. 低優先級

所有用例均關聯功能安全需求，無純非功能或裝飾性功能測試
結合使用場景考慮，使用場景發生概率非常低；

優先級判定流程圖：

3.3 用例展示

用例ID	a	b	c	d	e	i/j/k	Δt	預期輸出	優先級	導出方法
1	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	無	40ms	f=ON, g/h=ON (e觸發后)	冒煙	需求分析
2	0x1	0x0	0x0	0x1	0x1	無	40ms	f=ON, g/h=ON (e觸發后)	冒煙	需求分析
3	0x1	0x0	0x1	0x0	0x0	無	40ms	f=ON, g/h (無輸出)	中	需求分析
4	0x1	0x0	0x0	0x1	0x0	無	40ms	f=ON, g/h (無輸出)	中	需求分析
5	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	i=0x1	40ms	①f=ON, g/h=ON (e觸發后) ②i滿足后，立即停止輸出fgh	高	需求分析
6	0x1	0x0	0x0	0x1	0x1	j=0x1	40ms	①f=ON, g/h=ON (e觸發后) ②j滿足后，立即停止輸出fgh	高	需求分析
7	0x1	0x0	0x0	0x1	0x1	k=0x2	40ms	①f=ON, g/h=ON (e觸發后) ②k滿足后，立即停止輸出fgh	高	需求分析
8	0x2	0x0	0x1	0x0	0x1	無	40ms	無輸出	高	等價類分析+邊界值分析
9	0x1	0x1	0x0	0x1	0x1	無	40ms	無輸出	高	等價類分析+邊界值分析
10	0x2	0x1	0x1	0x0	0x1	無	40ms	無輸出	中	等價類分析+邊界值分析
11	0x1	0x0	0x0	0x0	0x1	無	40ms	無輸出	高	等價類分析+邊界值分析
12	0x1	0x0	0x0	0x0	0x0	無	40ms	無輸出	中	等價類分析+邊界值分析
13	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	無	25ms	f=ON, g/h=ON (e觸發后)	中	邊界值分析+等價類分析
14	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	無	50ms	f=ON, g/h=ON (e觸發后)	高	邊界值分析+等價類分析
15	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	無	51ms	f=ON, g/h=ON (無輸出)	高	邊界值分析+等價類分析
16	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	無	100ms	f=ON, g/h=ON (無輸出)	中	邊界值分析+等價類分析
17	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	i=0x1，j=0x1，k=0x2	40ms	①f=ON, g/h=ON (e觸發后) ②ijk滿足后，立即停止輸出fgh	低	錯誤猜測

錯誤猜測法補充：
比如，使能條件a滿足——>不滿足——>滿足的多次切換，是否功能異常——優先級低
比如，觸發條件c滿足——>c失效——>d滿足——>d失效……多次操作，是否異常——優先級低
比如，執行輸出f、g、h后，長時間等待（不進行退出條件）是否非預期退出——優先級低
等等，需要結合項目以往經驗形成的用例庫進行添加

測試執行順序：
通過此優先級劃分，可在有限測試資源下：

優先暴露安全關鍵缺陷（如退出條件失效）
確保核心功能100%驗證
優化測試時間（冒煙測試僅需10分鐘，覆蓋80%風險）

這種方法是汽車電子領域平衡效率與安全的行業最佳實踐。

需求拓展說明：
1. 需求變更分析

原條件：a=0x1（ON）時使能有效，a=0x2（OFF）時無效。
新條件：a ≠ 0x2（即 a=0x0、0x1、0x3 均可能有效-通信矩陣已定義）。
通信矩陣定義：
- 0x1：ON
- 0x2：OFF
- 0x0：未知狀態（需明確是否合法）
- 0x3：特殊模式（如診斷狀態）

問題：是否需要遍歷所有有效類？
取決于需求對 a 的詳細定義：

若需求僅要求 a ≠ 0x2：
- 需驗證所有非 0x2 的值（0x0、0x1、0x3）是否均能觸發功能。
- 測試方法：等價類劃分（有效類：a ∈ {0x0, 0x1, 0x3}；無效類：a=0x2）。
若需求進一步約束有效值（如僅 0x1 和 0x3 有效，0x0 非法）：
- 需單獨驗證 0x1 和 0x3，并將 0x0 歸為無效等價類。

結論：

必須遍歷所有有效類：若需求未明確排除 0x0 或 0x3，需驗證所有非 0x2 值。
優先級分配：
- 典型值（如 0x1）為 冒煙測試。
- 非典型值（如 0x0、0x3）為 中優先級。
- 無效值（0x2）為 高優先級。
覆蓋完整性：通過等價類劃分 + 邊界值分析確保無遺漏。