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Railway Signalling Add-on für CANoe

Simulation, Analyse und automatisiertes Testen von SCI-XX/RaSTA-Systemen
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Das „Railway Signalling Add-On“ erweitert das Test-Tool CANoe um die SCI-XX/RaSTA-Schnittstellen. Die beiden Kommunikationsprotokolle kommen in der digitalen Leit- und Sicherungstechnik von Eisenbahnsystemen zum Einsatz. Mithilfe des Add-Ons simulieren, analysieren und testen Sie die SCI-XX/RaSTA-Schnittstellen in Ihrem System. So verifizieren Sie mit CANoe Ihre Systeme aus der Leit- und Sicherungstechnik – von einzelnen Komponenten bis zu umfangreichen Netzwerken.

Vorteile

  • Entwicklungs- und Integrationsrisiken reduzieren durch realitätsnahe Simulation von Object Controllern, Feldelementen, Stellwerken und Umsystemen für EULYNX- und NeuPro-Schnittstellen – lange bevor die reale Infrastruktur verfügbar ist.
  • Testen unter realen Bedingungen durch nahtlose Integration der Simulation in echte SCI/RaSTA-Netzwerke. Dies ermöglicht ein durchgängiges Zusammenspiel von realen und virtuellen Komponenten.
  • Volle Transparenz über die Kommunikation, indem alle Telegramme und Meldungen von realen wie auch simulierten Teilnehmern vollständig überwacht, nachvollzogen und analysiert werden.
  • Erhöhte Robustheit und Sicherheit Ihrer Systeme durch gezieltes analysieren von Randfällen und Fehlerzuständen sowie Validierung des Verhaltens unter optimalen und Worst-Case-Bedingungen durch kontrollierte Fehlerinjektion.
  • Flexible Anpassung Ihrer Tests an jede Projektphase, von einfachen Funktionsprüfungen bis hin zu komplexen, realitätsnahen Gesamtszenarien der Leit- und Sicherungstechnik – für effizientere Tests und schnelleres Projekt-Feedback.

Anwendungsbereiche

  • Exploratives Testen: Mit dem Railway Signalling Add-On für CANoe realisieren Sie die Kommunikation mit einem zu testenden System. Senden Sie mit nur wenigen Codezeilen standardkonforme SCI-Telegramme und RaSTA-Nachricht en und analysieren Sie die empfangenen Daten. In Kombination mit zusätzlicher Test-Hardware werden auch analoge, digitale und serielle sowie eine Vielzahl von Netzwerkschnittstellen Ihres Systems zeitsynchron stimuliert und analysiert. Damit detektieren Sie Fehler auf allen Ebenen bereits in frühen Entwicklungsphasen.
  • Konformitätstests: Das Railway Signalling Add-On ermöglicht umfassende Tests der Protokolle PDI, BTP, RaSTA und auch OPC UA für das Testen der SCI-, SDI- und SMI-Schnittstellen. Dies beinhaltet das Senden von Anwendungsdaten und die Analyse der Reaktion des zu testenden Systems. Dank der Unterstützung einer Vielzahl von Kommunikationsprotokollen erleichtert CANoe die Implementierung zusätzlicher proprietärer Debugging-Schnittstellen. Mit diesen implementieren Sie Testfälle, die sonst nur mit hohem Aufwand umsetzbar wären.
  • Security-Tests: Mit den in CANoe enthaltenen Funktionen für Fuzz- und Penetrationstests testen Sie Komponenten, die einem hohen Security-Standard entsprechen müssen. Darüber hinaus vereinfacht CANoe das Testen der TLS-Verschlüsselung.
  • Integrationstests: Die hohe Skalierbarkeit der Simulationen in CANoe ermöglicht Integrationstests mehrerer Komponenten in großen Netzwerken, wie beispielsweise Bahnhöfen und langen Gleisabschnitten. Durch die Unterstützung weiterer Protokolle und I/Os durch CANoe stimulieren und analysieren Sie jede Schnittstelle jedes Teilnehmers – nicht nur SCI und RaSTA.
  • End-of-Line- und Abnahmetests: Fertige Einzelkomponenten können mit CANoe umfassend getestet werden. Umgebungssimulationen, Testfälle und Hardwarezugriffe auf das zu testende System realisieren Sie in einem einzigen Tool. Dies vereinfacht das automatisierte Testen.

Funktionsumfang

CANoe enthält bereits nativ eine große Anzahl an Funktionen für das Simulieren, Stimulieren, Analysieren und Testen. Darüber hinaus bietet das Railway Signalling Add-On folgende zusätzliche Funktionen:

  • Unterstützung der Applikationsschichten PDI (EULYNX, Baseline 4 Release 3) und BTP (NeuPro, Release 3 Version 3) in CANoe. Damit simulieren, analysieren und testen Sie Anwendungen, die auf dem SCI-XX-Protokollstapel basieren. Dies umfasst den SCI-Verbindungsaufbau für NeuPro-Subsystemschnittstellen und EULYNX-Schnittstellen sowie das Datenmodell für die in den EULYNX-Schnittstellen SCI-P, SCI-LS, SCI-LC, SCI-TDS, SCI-IO, SCI-LX, SCI-ILS und SCI-RBC definierten Telegramme.
  • Das integrierte zugrundeliegende RaSTA-Protokoll (DIN VDE V 0831-200) unterstützt redundante Transportkanäle basierend auf UDP, TCP und TLS (Versionen 1.2 und 1.3).
  • Überwachung aller gesendeten und empfangenen SCI-Telegramme, RaSTA-Nachrichten und Ethernet-Frames sowie Einblick in Zustandsparameter des SCI- und RaSTA-Stacks.
  • Ausführliches Testen der RaSTA-Protokollschicht mit einem vorgefertigten Testframework, das die Testgestaltung und -implementierung gemäß umfassender Anforderungsspezifikationen vereinfacht.
  • Fehlerinjektion auf Anwendungs- (PDI- und BTP-) und RaSTA-Ebenen, um Konformitätstests für alle Stack-Ebenen durchzuführen.
  • Einfache Möglichkeit, zusätzliche benutzerdefinierte Anwendungsprotokolle basierend auf RaSTA oder SCI zu implementieren.
  • Simulation von OPC-UA-Servern und -Clients, um so deren jeweilige Gegenstücke zu testen, beispielsweise für die SDI- und SMI-Schnittstellen von EULYNX- und NeuPro- Systemen.

Frühzeitig testen – Ein Anwendungsbeispiel

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Um Konformität und Interoperabilität sicherzustellen, ist es entscheidend, frühzeitig in der Entwicklung mit dem Testen zu beginnen. Dies geschieht typischerweise durch Stimulation innerhalb des Testtools CANoe und anschließender Analyse der Ergebnisse des zu testenden Systems (SUT).

Beispielsweise wird ein Object Controller für eine Weiche getestet, indem CANoe ein Stellwerk und einen Weichenantrieb simuliert. Die Parameter des simulierten Stellwerks wie SCI-IDs und RaSTA-IDs, sowie die digitalen I/Os zum Weichenantrieb werden im Tool konfiguriert. CANoe kann dann die entsprechenden SCI-Telegramme des simulierten Stellwerks senden und die Reaktion des Object Controllers überprüfen. Durch Simulation der beteiligten Teilnehmer, d. h. der Umgebung des SUT, wird das korrekte Verhalten des Systems verifiziert, ohne dass die realen Gegenstücke erforderlich sind.

Zusätzlich kann dieser Test auch an der virtualisierten Software des Object Controllers durchgeführt werden. In diesem Fall wird keine Hardware benötigt und somit sind die Kosten und Aufwände für frühzeitiges Testen drastisch minimiert.

Profitieren Sie von allen Vorteile von CANoe

Vector verfügt über langjährige Erfahrung im Testen auf Systemebene und nutzt diese, um die Bahnindustrie bei der Entwicklung komplexer Netzwerke und ihrer Einzelsysteme zu unterstützen. Aus diesem Grund wurde das Railway Signalling Add-On für CANoe zur Analyse, Simulation und zum Test der SCI-XX/RaSTA-Schnittstelle gemäß EULYNX und NeuPro entwickelt.

CANoe vereinfacht automatisierte Tests in virtuellen und realen Umgebungen. Dank einer Vielzahl von Software- und Hardwareschnittstellen wird der Datenaustausch mit jedem zu testenden System möglich. Die VT und VIO Systeme sind für den Datenaustausch über analoge, digitale und serielle I/Os zuständig. Darüber hinaus erlauben die VN Interfaces von Vector die Netzwerkkommunikation mit dem SUT. Auf diese Weise testen Sie diverse Schnittstellen wie z. B. EtherCAT, MQTT, CAN, CANopen, SPI, I2C. 

Für Tests in virtuellen Umgebungen, d. h. Software-in-the-Loop-Tests, wird das SIL Kit für den Datenaustausch mit der zu testenden Software verwendet. Zur Analyse und einfachen Interaktion mit dem zu testenden System sind in CANoe vorgefertigte Grafik-Fenster enthalten. Außerdem können Sie benutzerdefinierte Bedienfelder (Panels) für Ihren Anwendungsfall erstellen.

Für eine übersichtliche Rückverfolgbarkeit verknüpfen Sie Testfälle innerhalb von vTESTstudio mit den Anforderungen, die in ALM-Tools verwaltet werden. Einen noch höheren Automatisierungsgrad erhalten Sie, wenn die Testfälle in CI-Umgebungen ausgeführt werden.

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