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车载功能测试-车载域控/BCM控制器测试用例开发流程【用例导出方法+优先级划分原则】

news 来源：原创 2025/4/24 9:08:37

1 摘要
2 位置灯手动控制简述
- 2.1 位置灯手动控制需求简述
- 2.2 位置灯手动控制逻辑交互图
3 用例导出方法以及优先级原则
- 3.1 用例导出方法
- - 3.1.1 用例导出方法介绍
  - 3.1.2 用例导出方法关键差异分析
- 3.2 优先级规则
- - 3.2.1 优先级划分的核心原则
  - 3.2.2 具体等级定义与判定标准
- 3.3 用例展示
4 总结

1 摘要

前文介绍了车载外灯模块的常见模块的功能、控制原理实现以及需求，本文主要以位置灯为例，详细讲述针对此类需求如何从需求导出用例，并保证用例对需求的覆盖度。

2 位置灯手动控制简述

2.1 位置灯手动控制需求简述

以位置灯手动打开为例：

当使能条件a&b满足时：

a为电源CAN信号ON=0x1
b为位置灯状态为off=0x0

触发条件（c｜d）&e满足时：

c为接收到IDCU发送的位置灯开关状态信号为ON=0x1
d为触发以太网服务接口调用，某以太网信号=0x1
e为接收到任意位置灯打开状态信号为ON=0x1

执行输出f，g，h：

f为发送位置灯点亮控制信号为ON=0x1
g为收到e后反馈位置灯打开状态信号ON=1给IDCU，
h为把g的信号转换为以太网信号
注意：执行输出f后，50ms（包含50ms）内接收到e，执行输出g、h；且不考虑容差

如果退出条件i｜j｜k满足时：

i为收到IDCU的前大灯关闭信号为OFF=0x1，
j为接收到AUTO大灯触发信号为ON=0x1
k为电源CAN信号为OFF=0x2（与a为同一信号）
停止输出f、g、h，

2.2 位置灯手动控制逻辑交互图

如下是上述需求控制逻辑交互图：

控制过程简述：
CCU满足使能条件后，收到来自IDCU发送的位置灯开关信号或者远程以太网信号后，CCU发送位置灯打开控制指令信号给ZCU，ZCU进行驱动打开位置灯并反馈打开状态给CCU，CCU收到位置灯打开状态信号后，将位置灯打开状态信号转发到IDCU并且转换成以太网信号。
信号对照表：

信号	方向	值	说明
a	输入	0x1	电源ON
b	输入	0x0	灯状态OFF
c	输入	0x1	IDCU手动触发
d	输入	0x1	以太网远程触发
e	输入	0x1	ZCU位置灯状态反馈
f	输出	0x1	CCU给ZCU发送位置灯控制信号
g	输出	0x1	CCU反馈位置灯状态信号给IDCU
h	输出	0x1	以太网状态同步

3 用例导出方法以及优先级原则

3.1 用例导出方法

3.1.1 用例导出方法介绍

1. 需求分析法
定义：直接根据需求文档的显式描述设计用例，验证功能是否按需求实现。
关键差异点：

唯一直接关联需求条款的方法
不关注输入组合，只验证功能逻辑

示例：

需求：当使能条件a&b满足时，触发条件（c｜d）&e满足时，执行输出f，g，h

对应用例ID1：使能条件满足&触发条件满足主流程测试

初始条件: a=0x1, b=0x0
操作步骤1（触发条件）： c=0x1  
预期输出1: f=0x1
操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1
预期输出2:g=0x1、h=0x1
导出方法: 需求分析

对应用例ID2:使能条件满足&触发条件满足主流程测试

初始条件: a=0x1, b=0x0
操作步骤1（触发条件）： d=0x1  
预期输出1: f=0x1
操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1
预期输出2:g=0x1、h=0x1
导出方法: 需求分析

对应用例ID3: 触发条件满足子分支流程测试

初始条件: a=0x1, b=0x0
操作步骤1（触发条件）： c=0x1  
预期输出1: f=0x1
预期不输出2:g≠0x1、h≠0x1
导出方法: 需求分析

对应用例ID4: 触发条件满足子分支流程测试

初始条件: a=0x1, b=0x0
操作步骤1（触发条件）： d=0x1  
预期输出1: f=0x1
预期不输出2:g≠0x1、h≠0x1
导出方法: 需求分析

对应用例ID5: 退出条件正向测试

初始条件: a=0x1, b=0x0
操作步骤1（触发条件）： c=0x1  
预期输出1: f=0x1
操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1
预期输出2:g=0x1、h=0x1
操作步骤3（退出条件）：i=0x1（退出条件满足）
预期输出3:停止输出f、g、h
导出方法: 需求分析

对应用例ID6: 退出条件正向测试

初始条件: a=0x1, b=0x0
操作步骤1（触发条件）： d=0x1  
预期输出1: f=0x1
操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1
预期输出2:g=0x1、h=0x1操作步骤3（退出条件）：j=0x1（退出条件满足）
预期输出3:停止输出f、g、h
导出方法: 需求分析

对应用例ID7: 退出条件正向测试

初始条件: a=0x1, b=0x0
操作步骤1（触发条件）： d=0x1  
预期输出1: f=0x1
操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1
预期输出2:g=0x1、h=0x1操作步骤3（退出条件）：k=0x2（退出条件满足）
预期输出3:停止输出f、g、h
导出方法: 需求分析

2. 等价类划分法
定义：将输入数据划分为有效/无效类，每类选取代表值测试。
关键差异点：

关注输入数据的分类而非需求逻辑
可大幅减少用例数量

示例：

需求：当使能条件a&b不满足时，触发条件（c｜d）&e满足时，不执行输出f，g，h
- 有效类：a=0x1&b=0x0（a&b都满足）需求分析用例已覆盖
- 无效类：a=0x2&b=0x0、a=0x1&b=0x1、a=0x2&b=0x1（a、b至少有一个不满足）
对应用例ID8：使能条件异常测试

 初始条件: a=0x2, b=0x0（使能条件a不满足）操作步骤1（触发条件）： c=0x1  预期不输出1: f≠0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1预期不输出2:g≠0x1、h≠0x1导出方法: 等价类划分法

对应用例ID9：使能条件异常测试

 初始条件: a=0x1, b=0x1（使能条件b不满足）操作步骤1（触发条件）： c=0x1  预期不输出1: f≠0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1预期不输出2:g≠0x1、h≠0x1导出方法: 等价类划分法

对应用例ID10：使能条件异常测试

 初始条件: a=0x2, b=0x1（使能条件a&b都不满足）操作步骤1（触发条件）： c=0x1  预期不输出1: f≠0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1预期不输出2:g≠0x1、h≠0x1导出方法: 等价类划分法

需求：当使能条件a&b满足时，触发条件（c｜d）&e不满足时，不执行输出f，g，h
- 有效类：c=0x1&e=0x1满足、d=0x1&e=0x1满足；（c&e满足、d&e满足）需求分析用例已覆盖
- 无效类：c=0x0&d=0x0&e=0x1（c&d均不满足，e满足）、c=0x0&d=0x0&e=0x0（c&d&e均不满足）
对应用例ID11：触发条件异常测试

  初始条件: a=0x1, b=0x0操作步骤1（触发条件）： c=0x0&d=0x0 （触发条件c&d都不满足）预期不输出1: f≠0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1预期不输出2:g≠0x1、h≠0x1导出方法: 等价类划分法

对应用例ID12：触发条件异常测试

  初始条件: a=0x1, b=0x0操作步骤1（触发条件）： c=0x0&d=0x0 （触发条件c&d都不满足）预期不输出1: f≠0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x0（触发条件e不满足）预期不输出2:g≠0x1、h≠0x1导出方法: 等价类划分法

3. 边界值分析法
定义：针对输入范围的边界及相邻值设计用例。
关键差异点：

专门测试临界值，而非随机取值
通常与等价类结合使用

示例：

条件：注意：执行输出f后，50ms（包含50ms）内接收到e，执行输出g、h；且不考虑容差
- 边界值：（0，50]有效等价类
- 边界值：（50，+∞）无效等价类
- 选取典型值：25、50、51、100
对应用例ID13： 25ms时触发e

 初始条件: a=0x1, b=0x0操作步骤1（触发条件）： c=0x1  预期输出1: f=0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后25ms，e=0x1预期输出2:g=0x1、h=0x1导出方法: 边界值分析+等价类分析

对应用例ID14： 50ms时触发e

 初始条件: a=0x1, b=0x0操作步骤1（触发条件）： c=0x1  预期输出1: f=0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后50ms，e=0x1预期输出2:g=0x1、h=0x1导出方法: 边界值分析+等价类分析

对应用例ID15： 51ms时触发e

 初始条件: a=0x1, b=0x0操作步骤1（触发条件）： c=0x1  预期输出1: f=0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后51ms，e=0x1预期不输出2:g≠0x1、h≠0x1导出方法: 边界值分析+等价类分析

对应用例ID16： 100ms时触发e

 初始条件: a=0x1, b=0x0操作步骤1（触发条件）： c=0x1  预期输出1: f=0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后100ms，e=0x1预期不输出2:g≠0x1、h≠0x1导出方法: 边界值分析+等价类分析

4. 正交试验法
定义：利用正交表高效组合多因素多水平。
关键差异点：

解决多参数组合爆炸问题
需人工补充重要场景

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  
导出方法: 正交试验法

本例用例导出未采用正交表法，此处只是做为示例，如果对此方法感兴趣，可以回顾往期文章：
车载测试用例开发-如何平衡用例覆盖度和测试效率的方法论
5. 错误猜测法
定义：基于经验测试可能出错但需求未明确的场景。
关键差异点：

高度依赖测试人员经验
无系统性覆盖保证

异常场景：退出条件同时触发

对应用例ID17：退出条件同时触发

 初始条件: a=0x1, b=0x0操作步骤1（触发条件）： c=0x1  预期输出1: f=0x1操作步骤2（触发条件）：f=0x1后40ms，e=0x1预期输出2:g=0x1、h=0x1操作步骤3（退出条件）：i=0x1、j=0x1、k=0x2预期输出2:f、g、h停止输出导出方法: 错误猜测法

比如，使能条件a满足——>不满足——>满足的多次切换，是否功能异常
比如，触发条件c满足——>c失效——>d满足——>d失效……多次操作，是否异常
比如，执行输出f、g、h后，长时间等待（不进行退出条件）是否非预期退出
等等，需要结合项目以往经验形成的用例库进行添加
6. 状态迁移法
定义：覆盖系统所有状态及转换路径。
关键差异点：

适合状态机驱动的系统
需绘制状态迁移图

示例：

电源状态机：

仅作示例，本例需求不进行用例导出
7. 时序分析法
定义：验证时间相关的系统行为。
关键差异点：
关注延迟、超时等时序约束
需精确控制时间变量

边界值用例已经覆盖，此处不进行用例导出；

测试用例导出方法全景表：

方法	核心思想	适用场景	优点	缺点	典型示例
需求分析法	直接映射需求文档的显式逻辑	功能主流程、分支条件、异常处理	确保需求100%覆盖	依赖需求完整性	用例ID1-7
等价类划分	输入数据分类为有效/无效类	参数输入、状态转换、范围验证	减少冗余用例	需明确边界定义	用例ID8-12
边界值分析	测试输入范围的临界值	数值边界、状态切换点、极值场景	发现边界缺陷率高	不适用于非连续数据	用例ID13-16
正交试验法	用正交表组合多因素多水平	多参数交互场景、配置组合测试	高效覆盖组合场景	复杂场景需人工补充	组合`a,b,c,d`生成基础用例
错误猜测法	基于经验预测潜在缺陷	异常操作、硬件故障、极端条件	补充非显式需求漏洞	主观性强，覆盖率低	用例ID17
状态迁移法	覆盖系统所有状态及转换路径	状态机、协议交互、多模态系统	路径覆盖完整	状态爆炸问题	测试电源ON→OFF→ON的切换
时序分析法	验证时间相关行为（延迟/超时）	实时系统、通信协议、异步事件处理	捕捉时序相关缺陷	需专用工具支持	用例ID13-16

方法对比矩阵：

维度	需求分析	等价类	边界值	正交试验	错误猜测	状态迁移	时序分析
覆盖目标	需求条款	输入分类	临界值	参数组合	经验缺陷	状态路径	时间约束
是否需要需求文档	必须	可选	可选	不需要	不需要	需要	需要
自动化程度	高	高	高	中	低	中	低
典型工具	需求管理工具	等价类工具	边界值工具	正交表工具	无	状态机工具	时序分析工具

3.1.2 用例导出方法关键差异分析

1. 需求分析 vs 等价类划分

维度	需求分析法	等价类划分法
输入来源	需求文档的明文条款	输入参数的数据范围
测试目标	验证功能是否按需求实现	验证输入分类的处理是否正确
示例对比	测试退出条件`i｜j｜k`的功能实现	某值`a`的取值分为`0x1`/`0x0`/`0x3`等类别

选择依据：

若需求明确描述逻辑（如"当A且B时执行C"）→ 需求分析
若需验证输入参数的各种值（如枚举类型）→ 等价类划分

2. 边界值分析 vs 正交试验法

维度	边界值分析	正交试验法
覆盖重点	单参数的极值/临界值	多参数组合的交互效应
工具支持	手动选取边界点	依赖正交表工具生成
示例对比	测试`51ms`和`49ms`的边界值	组合测试`a=0x1, b=0, c=1, d=0`

选择依据：

测试单个参数的极限（如最大值、OFF/ON切换）→ 边界值
测试多个参数的组合影响（如同时调节温度和湿度）→ 正交试验

3. 错误猜测 vs 时序分析

维度	错误猜测法	时序分析法
测试依据	依赖测试人员经验	依赖需求定义的时序约束
典型场景	输入非法值、暴力操作	信号延迟、响应超时、竞态条件
示例对比	输入`a=0x4`（未定义值）	验证`e`信号500ms超时是否触发恢复

选择依据：

无明确规则但可能存在风险的场景 → 错误猜测
有时间约束或顺序依赖的场景 → 时序分析

4.导出方法选择流程图

通过系统化应用这些方法，可构建完整且高效的测试用例集。实际项目中建议：

优先使用需求分析+等价类+边界值覆盖基础场景
用正交试验解决组合问题，减少组合爆炸
最后用错误猜测+时序分析补充边缘场景

3.2 优先级规则

3.2.1 优先级划分的核心原则

根据ISO 26262和ASPICE标准，优先级由以下四个维度综合决定：

功能安全等级（ASIL）
失效影响的严重度
使用场景的发生概率
历史缺陷分布

工程实践中的权重计算
采用量化评分法（每项1-5分，权重不同）：

\text{优先级分数} = 0.4 \times \text{ASIL等级} + 0.3 \times \text{严重度} + 0.2 \times \text{发生概率} + 0.1 \times \text{历史缺陷}

示例：ID5、6、7（退出条件测试）
- ASIL D=5分, 严重度=5分, 发生概率=4分, 历史缺陷=5分
- 得分：0.4×5 + 0.3×5 + 0.2×4 + 0.1×5 = 4.8 → 高优先级

行业标准依据

ISO 26262-8:2018
- 第9章：高优先级用例必须覆盖所有ASIL D相关场景
- 附录B：推荐冒烟测试包含<10%用例但覆盖>80%核心功能
ASPICE SWE.5
- 测试执行顺序应按风险等级降序排列
AUTOSAR测试指南
- 安全相关信号（如退出条件）的测试优先级必须高于功能信号

3.2.2 具体等级定义与判定标准

1. 冒烟测试（最高优先级）

选择标准：
- 验证系统最基础、最核心的功能路径
- 覆盖ASIL D要求的最高安全等级场景
- 必须100%通过才能进入后续测试

2. 高优先级

选择标准：
- 涉及安全关键功能（ASIL C/D）
- 验证单点失效、边界条件或安全机制
- 历史缺陷高发区域

3. 中优先级

选择标准：
- 常规功能验证（ASIL A/B）
- 非安全相关的无效输入组合
- 需求明确但非核心路径

4. 低优先级

所有用例均关联功能安全需求，无纯非功能或装饰性功能测试
结合使用场景考虑，使用场景发生概率非常低；

优先级判定流程图：

3.3 用例展示

用例ID	a	b	c	d	e	i/j/k	Δt	预期输出	优先级	导出方法
1	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	无	40ms	f=ON, g/h=ON (e触发后)	冒烟	需求分析
2	0x1	0x0	0x0	0x1	0x1	无	40ms	f=ON, g/h=ON (e触发后)	冒烟	需求分析
3	0x1	0x0	0x1	0x0	0x0	无	40ms	f=ON, g/h (无输出)	中	需求分析
4	0x1	0x0	0x0	0x1	0x0	无	40ms	f=ON, g/h (无输出)	中	需求分析
5	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	i=0x1	40ms	①f=ON, g/h=ON (e触发后) ②i满足后，立即停止输出fgh	高	需求分析
6	0x1	0x0	0x0	0x1	0x1	j=0x1	40ms	①f=ON, g/h=ON (e触发后) ②j满足后，立即停止输出fgh	高	需求分析
7	0x1	0x0	0x0	0x1	0x1	k=0x2	40ms	①f=ON, g/h=ON (e触发后) ②k满足后，立即停止输出fgh	高	需求分析
8	0x2	0x0	0x1	0x0	0x1	无	40ms	无输出	高	等价类分析+边界值分析
9	0x1	0x1	0x0	0x1	0x1	无	40ms	无输出	高	等价类分析+边界值分析
10	0x2	0x1	0x1	0x0	0x1	无	40ms	无输出	中	等价类分析+边界值分析
11	0x1	0x0	0x0	0x0	0x1	无	40ms	无输出	高	等价类分析+边界值分析
12	0x1	0x0	0x0	0x0	0x0	无	40ms	无输出	中	等价类分析+边界值分析
13	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	无	25ms	f=ON, g/h=ON (e触发后)	中	边界值分析+等价类分析
14	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	无	50ms	f=ON, g/h=ON (e触发后)	高	边界值分析+等价类分析
15	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	无	51ms	f=ON, g/h=ON (无输出)	高	边界值分析+等价类分析
16	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	无	100ms	f=ON, g/h=ON (无输出)	中	边界值分析+等价类分析
17	0x1	0x0	0x1	0x0	0x1	i=0x1，j=0x1，k=0x2	40ms	①f=ON, g/h=ON (e触发后) ②ijk满足后，立即停止输出fgh	低	错误猜测

错误猜测法补充：
比如，使能条件a满足——>不满足——>满足的多次切换，是否功能异常——优先级低
比如，触发条件c满足——>c失效——>d满足——>d失效……多次操作，是否异常——优先级低
比如，执行输出f、g、h后，长时间等待（不进行退出条件）是否非预期退出——优先级低
等等，需要结合项目以往经验形成的用例库进行添加

测试执行顺序：
通过此优先级划分，可在有限测试资源下：

优先暴露安全关键缺陷（如退出条件失效）
确保核心功能100%验证
优化测试时间（冒烟测试仅需10分钟，覆盖80%风险）

这种方法是汽车电子领域平衡效率与安全的行业最佳实践。

需求拓展说明：
1. 需求变更分析

原条件：a=0x1（ON）时使能有效，a=0x2（OFF）时无效。
新条件：a ≠ 0x2（即 a=0x0、0x1、0x3 均可能有效-通信矩阵已定义）。
通信矩阵定义：
- 0x1：ON
- 0x2：OFF
- 0x0：未知状态（需明确是否合法）
- 0x3：特殊模式（如诊断状态）

问题：是否需要遍历所有有效类？
取决于需求对 a 的详细定义：

若需求仅要求 a ≠ 0x2：
- 需验证所有非 0x2 的值（0x0、0x1、0x3）是否均能触发功能。
- 测试方法：等价类划分（有效类：a ∈ {0x0, 0x1, 0x3}；无效类：a=0x2）。
若需求进一步约束有效值（如仅 0x1 和 0x3 有效，0x0 非法）：
- 需单独验证 0x1 和 0x3，并将 0x0 归为无效等价类。

结论：

必须遍历所有有效类：若需求未明确排除 0x0 或 0x3，需验证所有非 0x2 值。
优先级分配：
- 典型值（如 0x1）为 冒烟测试。
- 非典型值（如 0x0、0x3）为 中优先级。
- 无效值（0x2）为 高优先级。
覆盖完整性：通过等价类划分 + 边界值分析确保无遗漏。