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艾克賽普硬件在環(huán)(HIL)測(cè)試系統(tǒng)介紹

2024-01-18

一、系統(tǒng)概述

艾克賽普借助開(kāi)放、靈活的HIL解決方案，可以進(jìn)行自定義以滿足特定需求。使用模塊化架構(gòu)，您可以輕松升級(jí)平臺(tái)，增加功能，以便將來(lái)驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)，并滿足最苛刻的嵌入式軟件測(cè)試應(yīng)用要求。

圖1顯示了各種硬件和軟件組件如何組裝到HIL系統(tǒng)中。除HIL測(cè)試執(zhí)行和接口外，該系統(tǒng)還包含用于數(shù)據(jù)管理器和測(cè)試自動(dòng)化的軟件。軟件下方是兩個(gè)用于模塊化I/O的不同硬件平臺(tái)，第三個(gè)平臺(tái)用于特定應(yīng)用的開(kāi)關(guān)、負(fù)載和信號(hào)調(diào)理。最后一個(gè)平臺(tái)通過(guò)各種連接選項(xiàng)連接到待測(cè)設(shè)備（DUT，具體取決于設(shè)備。

圖1.由于該系統(tǒng)采用模塊化的現(xiàn)成組件，因而這一基于NI組件的HIL系統(tǒng)提供了極大的靈活性。

二、交鑰匙 HIL 仿真系統(tǒng)

如果需要可立即部署并且可以完全滿足您應(yīng)用需求的交鑰匙系統(tǒng)，艾克賽普的 HIL專家和合作伙伴可以幫助您構(gòu)建和交付HIL仿真系統(tǒng)。這些合作伙伴在集成硬件和軟件以及汽車(chē)、航空航天和其他行業(yè)的垂直HIL應(yīng)用方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。這些系統(tǒng)是使用NI組件，完全根據(jù)NI定義的規(guī)范和架構(gòu)構(gòu)建而成，可確保在世界任何地方提供一致的質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。

憑借可定制性，HIL仿真系統(tǒng)可幫助您輕松適應(yīng)各種應(yīng)用領(lǐng)域不斷變化的測(cè)試要求，包括ASAS、電氣化，以及與攝像頭、雷達(dá)和超聲波的高級(jí)傳感器集成。此外，這些仿真系統(tǒng)提供了更簡(jiǎn)單的測(cè)試系統(tǒng)調(diào)試和系統(tǒng)集成，因此您可以更快地找到更多的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）缺陷。

HIL仿真系統(tǒng)可以集成到您現(xiàn)有的工作流程中，同時(shí)具有以下功能，使您可以靈活地適應(yīng)未來(lái)的需求：

集成使用20多個(gè)仿真環(huán)境開(kāi)發(fā)的模型，包括The MathWorks，Inc.Simulink?軟件 Simulink? software
網(wǎng)絡(luò)和電氣系統(tǒng)故障注入
電氣負(fù)載集成
RF和相機(jī)I/O，以跟上最新的行業(yè)趨勢(shì)
用于高級(jí)模型的基于FPGA的可編程I/O
靈活的總線支持，包括CAN、LIN、FlexRay、ARINC、AFDX和MIL-STD-1553
通過(guò)多系統(tǒng)連接實(shí)現(xiàn)無(wú)限擴(kuò)展功能

圖2. HIL仿真系統(tǒng)是基于NI開(kāi)放平臺(tái)構(gòu)建的交鑰匙HIL系統(tǒng)

三、軟件 VeriStand

VeriStand是一款用于配置實(shí)時(shí)測(cè)試和HIL應(yīng)用程序的軟件環(huán)境。現(xiàn)成即用的VeriStand可以幫助您構(gòu)建一個(gè)支持多核的實(shí)時(shí)引擎，以執(zhí)行諸實(shí)時(shí)激勵(lì)生成、高速和調(diào)理測(cè)量數(shù)據(jù)采集、計(jì)算通道和自定義通道換算等任務(wù)。

圖3. VeriStand是一款 HIL測(cè)試軟件，提供模型執(zhí)行、激勵(lì)生成、數(shù)據(jù)采集、可自定義UI以及數(shù)據(jù)記錄等功能。

四、硬件-PXI

PXI為測(cè)量和自動(dòng)化系統(tǒng)提供了一個(gè)堅(jiān)固耐用且基于PC的平臺(tái)。PXI結(jié)合了PCI的電氣總線特性與 CompactPCI的模塊化及Eurocard機(jī)械封裝的特性，并增加了專門(mén)的同步總線和主要軟件特性。PXI是一個(gè) 高性能低成本的部署平臺(tái)，適用于廣泛的應(yīng)用，包括HIL測(cè)試。PXI于1997年開(kāi)發(fā)，并在1998年發(fā)布，其公開(kāi)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由PXI系統(tǒng)聯(lián)盟（PXISA）所管理。該聯(lián)盟由70多家公司組成，它們共同推廣PXI標(biāo)準(zhǔn)，確保PXI的互通性，并維護(hù)PXI規(guī)范。

PXI平臺(tái)用于HIL仿真的主要優(yōu)點(diǎn)是提供了可以集成到測(cè)試系統(tǒng)的各種I/O選項(xiàng)。隨著汽車(chē)行業(yè)不斷集成新技術(shù)，如汽車(chē)?yán)走_(dá)、帶有板載圖像處理的攝像頭、V2X和實(shí)時(shí)GNSS位置跟蹤，HIL系統(tǒng)也必須不斷發(fā)展以驗(yàn)證這些技術(shù)的安全運(yùn)行。基于廣泛的視覺(jué)產(chǎn)品、高性能FPGA和滿足最新汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)（如77-82 GHz雷達(dá)）需求的RF模塊，PXI平臺(tái)成為滿足這些新測(cè)試要求的不二之選。

在大多數(shù)情況下，PXI是HIL測(cè)試的最佳解決方案。它提供高通道數(shù)和密度、最廣泛的I/O選項(xiàng)和最高的處理能力。除了高性能硬件之外，PXI還為HIL測(cè)試提供最佳軟件體驗(yàn)，因?yàn)樗С执蠖鄶?shù)建模環(huán)境，并提供無(wú)縫DAQ硬件支持。

PXI是一個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的高性能I/O平臺(tái)，內(nèi)置有實(shí)時(shí)處理器、用戶可訪問(wèn)的FPGA和模塊化I/O，包括網(wǎng)絡(luò)總線、模擬和數(shù)字I/O以及攝像頭和雷達(dá)I/O和仿真功能。

五、硬件-CompactRIO

CompactRIO采用堅(jiān)固的硬件設(shè)計(jì)，外形緊湊，非常適合大多數(shù)惡劣環(huán)境以及需要較小物理占用空間的實(shí) 驗(yàn)。盡管CompactRIO的計(jì)算性能通常比PXI低，但卻提供了高性能處理和異構(gòu)運(yùn)算元件，包括基于ARM的 Xilinx Zynq SoC以及四核Intel Atom處理器和Xilinx Kintex-7 FPGA。CompactRIO還提供了特定測(cè)量的信號(hào)調(diào) 理、內(nèi)置隔離和工業(yè)I/O。

CompactRIO非常適合臺(tái)式HIL系統(tǒng)。雖然它不像PXI提供那么多的I/O選項(xiàng)，但其緊湊的外形和更低的價(jià)格使其成為需要集成處理和FPGA性能的ECU單元測(cè)試（如ECU測(cè)試）的絕佳選擇。

圖5. CompactRIO是一個(gè)小巧的模塊化I/O平臺(tái)，非常適合臺(tái)式HIL測(cè)試。它還內(nèi)置有實(shí)時(shí)處理、用戶可訪問(wèn)的FPGA和模塊化I/O。

六、硬件-SLSC

SLSC擴(kuò)展了PXI和CompactRIO測(cè)量硬件，具有高功率繼電器，用于信號(hào)切換、電源負(fù)載和額外的內(nèi)聯(lián)信號(hào) 調(diào)理功能。該系統(tǒng)由一個(gè)內(nèi)置主動(dòng)冷卻的機(jī)箱組成，可以容納12個(gè)模塊。SLSC插入式模塊可以在機(jī)箱中以三種不同的方式運(yùn)行：獨(dú)立運(yùn)行、直連運(yùn)行和級(jí)聯(lián)運(yùn)行。級(jí)聯(lián)模式可用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)故障插入等功能。您可以從各種NI和第三方模塊中進(jìn)行選擇，也可以根據(jù)NI提供的詳細(xì)硬件和軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范套件自行創(chuàng)建模塊。

SLSC硬件旨在通過(guò)信號(hào)積累和使用標(biāo)準(zhǔn)電纜來(lái)減少系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線，進(jìn)而簡(jiǎn)化整體系統(tǒng)的集成。每個(gè) SLSC機(jī)箱都包含一條SLSC數(shù)字總線，用于識(shí)別、配置和設(shè)置各個(gè)模塊的參數(shù)。信號(hào)通過(guò)前端連接器或后端轉(zhuǎn)換接口(RTI)連接器傳輸?shù)絊LSC模塊。您可以靈活地自行設(shè)計(jì)輔助背板，以使用集成信號(hào)流的自定義特定應(yīng)用專用背板來(lái)減少系統(tǒng)布線。