宏控UTP协同自动化测试系统（简称UTP测试系统）是一款通用的自动化测试系统，支持对总线通信(如串口、CAN、以太网等)、信号测试(AD、DA、IO等）、无线通信（蓝牙、WiFi、4G/5G)、显示识别（设备屏幕、按钮、LED等）、设备操控、软件功能等各方面进行自动化测试，能够进行各种复杂时序的自动化测试。

接下来，我将通过一个具体的发动机控制单元（ECU）实例来详细说明我们如何使用UTP通过CAN协议对伺服电机进行自动化测试的。

在汽车发动机控制系统中，发动机控制单元（ECU）通过CAN协议与主控制器实时交互：当需要启动或停止发动机时，主控制器发送 ID 0x0C0 的CAN数据帧（例如数据字节1为 0x01 表示启动，0x00 表示停止），ECU收到指令后通过 ID 0x180 的响应帧反馈状态（如字节1为 0xAA 表示运行中，0x55 表示已停止）；在调节转速时，主控制器通过 ID 0x0C0 发送目标转速值（实际转速值除以4后编码，如2000rpm转换为 0x01F4），ECU驱动喷油器执行控制，并通过 ID 0x180 回传实际转速（同样编码）和喷油量参数（如 0x64 表示10mg/stroke）。

汽车ECU涉及的数据帧ID和主要用途：

为验证汽车发动机控制单元（ECU）在CAN协议下的通信与控制性能，我们将通过发动机启停及转速调节开展系统性测试。具体流程如下：首先，主控制器通过ID 0x0C0的CAN数据帧发送启停指令，触发发动机执行动作；随后，ECU通过ID 0x180的响应帧实时反馈状态，以此验证指令执行结果。在转速控制环节，主控制器向同一ID 0x0C0写入目标转速值，ECU驱动喷油器执行转速调节，同时通过ID 0x180回传实际转速及喷油量参数，实现转速精度与喷油量的闭环验证。最后，发送停止指令并监控发动机停机过程，确保运行平稳无异常。接下来，将对这一测试过程展开详细分析。

主控制器通过ID 0x0C0发送CAN数据帧（数据字节1为0x01启动，0x00停止），触发发动机启停动作。ECU通过ID 0x180返回响应帧（如数据字节1为0xAA表示运行中，0x55表示已停止），实时验证发动机状态。

主控制器向ID 0x0C0写入目标转速值（如2000rpm编码为0x01F4），ECU驱动喷油器执行控制，并通过ID 0x180回传实际转速（同编码规则）及喷油量参数（如0x64表示10mg/stroke），确保转速与喷油量符合预期。

发送停止指令，监控ECU反馈状态及发动机停机平稳性。

• 手动构建报文并观察电机响应的方式效率极低，每个操作步骤都需人工介入，使得完整测试流程耗时漫长。
• 人工编码报文容易因对协议理解不足或操作疏忽而产生错误，影响测试准确性。
• 手动操作无法保证报文发送的精确时序，难以模拟真实工业环境下的实时通信需求。并且，复杂工况和异常场景的模拟存在局限性，可能遗漏潜在问题。
• 手动记录和分析数据不仅效率低下，还容易出错，难以从大量数据中快速提取关键信息，不利于故障排查与性能评估。

下图为UTP测试系统与伺服电机的连接方式图示。图中展示了如何将ECU的控制接口与UTP测试系统的输出端口相连。连接时需确保信号线的正确对接，以及电源线的正确连接，以保证测试的准确性和安全性。

作为整个测试系统的基础平台，为串口通信测试提供一个稳定的运行环境，用于模拟各种测试场景、生成测试数据以及对测试结果进行初步的处理和分析等。

专门用于测试CAN通信的测试机器人，它可以生成和发送CAN报文，接收并解析从CAN总线上传来的报文，通过与其他设备的通信来验证CAN通信的正确性、稳定性以及性能等指标。

实现USB接口与CAN总线接口之间的转换。它使得计算机（通过USB接口）能够方便地与CAN总线进行通信，将从USB接口接收到的数据转换为符合CAN协议规范的信号发送到CAN总线上，同时将从CAN总线上接收到的信号转换为USB数据格式传送给计算机。

被测设备，根据从CAN总线上接收到的控制指令（如转速控制、启停控制等）来进行相应的动作。

基于预设时序，通过CAN报文自动配置ECU运行参数（如发动机转速阈值0x0C0、故障码触发条件0x7DF），并通过高速CAN通道实现实时控制指令传输（如ID 0x100发送油门开度0x50表示50%，ID 0x200发送启停指令0x01启动）。

动态解析与验证被测设备响应，实时解析ECU反馈的CAN报文（如ID 0x180返回发动机转速0x1388表示5000rpm，ID 0x7E8反馈OBD-II故障码0x0131），自动提取关键字段（转速、温度、故障码）。

闭环判定测试结果，对接收的CAN报文进行协议合规性校验（如DLC长度、CRC校验位）及业务逻辑判定（故障码与预设条件匹配）。

UTP协同测试系统提供图形化的自动化用例编辑功能，支持设计出满足各种业务场景和时序要求的测试用例，通过测试用例调度各种不同的测试机器人执行测试，实现“多输入多输出”的协同自动化测试能力。

下图是一个自动化测试用例，实现了测试系统自动向汽车ECU发送命令：

下面是测试系统对汽车ECU回复的消息的检查，测试系统自动按时序接收并检查被测产品发出的CAN消息内容，自动判定是否成功或失败：

下图展示的是测试系统的总线数据监测界面，该界面具备对总线数据进行实时监控与深度解析的功能。在这个界面中，能够对总线协议里出现的各类消息开展细致解析，并进行全面记录。

UTP协同自动化测试系统可有效解决手动测试汽车ECU的CAN通信的问题。它能自动化构建和发送各类CAN报文，极大提升测试效率，节省大量时间。系统依据预设协议规则生成报文，避免人为编码错误，确保报文准确性。凭借高精度时序控制，可模拟真实工业环境下的实时通信，满足实时性测试需求。还能全面模拟复杂工况与异常场景，如CAN总线丢包、干扰等。同时，自动采集和分析数据，快速提取关键信息，助力高效故障排查与性能评估。