目录
- 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：ON0x2：OFF0x0：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）。
- 需验证所有非
- 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。
- 需单独验证
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。
- 典型值（如
- 覆盖完整性：通过等价类划分 + 边界值分析确保无遗漏。
4 总结
以上是针对手动控制位置灯的典型需求进行测试用例设计，通过对用例导出方法的合理使用以及优先级的合理划分，使用例覆盖度符合要求，并且更有利于合理地开展测试工作。可以在有限的测试资源下，对重点需求点进行最大化的验证，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。
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