艾克赛普 硬件在环(HIL)测试系统介绍
2024-01-18
一、系统概述
艾克赛普借助开放、灵活的HIL解决方案，可以进行自定义以满足特定需求。使用模块化架构，您可以轻松升级平台，增加功能，以便将来验证测试系统，并满足最苛刻的嵌入式软件测试应用要求。
图1显示了各种硬件和软件组件如何组装到HIL系统中。除HIL测试执行和接口外，该系统还包含用于数据管理器和测试自动化的软件。软件下方是两个用于模块化I/O的不同硬件平台，第三个平台用于特定应用的开关、负载和信号调理。最后一个平台通过各种连接选项连接到待测设备（DUT，具体取决于设备。
图1.由于该系统采用模块化的现成组件，因而这一基于NI组件的HIL系统提供了极大的灵活性。
二、交钥匙 HIL 仿真系统
如果需要可立即部署并且可以完全满足您应用需求的交钥匙系统，艾克赛普的 HIL专家和合作伙伴可以帮助您构建和交付HIL仿真系统。这些合作伙伴在集成硬件和软件以及汽车、航空航天和其他行业的垂直HIL应用方面拥有丰富的经验。这些系统是使用NI组件，完全根据NI定义的规范和架构构建而成，可确保在世界任何地方提供一致的质量和用户体验。
凭借可定制性，HIL仿真系统可帮助您轻松适应各种应用领域不断变化的测试要求，包括ASAS、电气化，以及与摄像头、雷达和超声波的高级传感器集成。此外，这些仿真系统提供了更简单的测试系统调试和系统集成，因此您可以更快地找到更多的发动机控制单元（ECU）缺陷。
HIL仿真系统可以集成到您现有的工作流程中，同时具有以下功能，使您可以灵活地适应未来的需求：
集成使用20多个仿真环境开发的模型，包括The MathWorks，Inc.Simulink®软件 Simulink® software
网络和电气系统故障注入
电气负载集成
RF和相机I/O，以跟上最新的行业趋势
用于高级模型的基于FPGA的可编程I/O
灵活的总线支持，包括CAN、LIN、FlexRay、ARINC、AFDX和MIL-STD-1553
通过多系统连接实现无限扩展功能
图2. HIL仿真系统是基于NI开放平台构建的交钥匙HIL系统
三、软件 VeriStand
VeriStand是一款用于配置实时测试和HIL应用程序的软件环境。现成即用的VeriStand可以帮助您构建一个支持多核的实时引擎，以执行诸实时激励生成、高速和调理测量数据采集、计算通道和自定义通道换算等任务。
图3. VeriStand是一款 HIL测试软件，提供模型执行、激励生成、数据采集、可自定义UI以及数据记录等功能。
四、硬件-PXI
PXI为测量和自动化系统提供了一个坚固耐用且基于PC的平台。PXI结合了PCI的电气总线特性与 CompactPCI的模块化及Eurocard机械封装的特性，并增加了专门的同步总线和主要软件特性。PXI是一个 高性能低成本的部署平台，适用于广泛的应用，包括HIL测试。PXI于1997年开发，并在1998年发布，其 公开的工业标准由PXI系统联盟（PXISA）所管理。该联盟由70多家公司组成，它们共同推广PXI标准，确 保PXI的互通性，并维护PXI规范。
PXI平台用于HIL仿真的主要优点是提供了可以集成到测试系统的各种I/O选项。随着汽车行业不断集成新 技术，如汽车雷达、带有板载图像处理的摄像头、V2X和实时GNSS位置跟踪，HIL系统也必须不断发展以 验证这些技术的安全运行。基于广泛的视觉产品、高性能FPGA和满足最新汽车标准（如77-82 GHz雷达） 需求的RF模块，PXI平台成为满足这些新测试要求的不二之选。
在大多数情况下，PXI是HIL测试的最佳解决方案。它提供高通道数和密度、最广泛的I/O选项和最高的处 理能力。除了高性能硬件之外，PXI还为HIL测试提供最佳软件体验，因为它支持大多数建模环境，并提 供无缝DAQ硬件支持。
PXI是一个业界标准的高性能I/O平台，内置有实时处理器、用户可访问的FPGA和模块化I/O，包括网络总线、模拟和数字I/O以及摄像头和雷达I/O和仿真功能。
五、硬件-CompactRIO
CompactRIO采用坚固的硬件设计，外形紧凑，非常适合大多数恶劣环境以及需要较小物理占用空间的实 验。尽管CompactRIO的计算性能通常比PXI低，但却提供了高性能处理和异构运算元件，包括基于ARM的 Xilinx Zynq SoC以及四核Intel Atom处理器和Xilinx Kintex-7 FPGA。CompactRIO还提供了特定测量的信号调 理、内置隔离和工业I/O。
CompactRIO非常适合台式HIL系统。虽然它不像PXI提供那么多的I/O选项，但其紧凑的外形和更低的价格 使其成为需要集成处理和FPGA性能的ECU单元测试（如ECU测试）的绝佳选择。
图5. CompactRIO是一个小巧的模块化I/O平台，非常适合台式HIL测试。它还内置有实时处理、用户可访问的FPGA和模块化I/O。
六、硬件-SLSC
SLSC扩展了PXI和CompactRIO测量硬件，具有高功率继电器，用于信号切换、电源负载和额外的内联信号 调理功能。该系统由一个内置主动冷却的机箱组成，可以容纳12个模块。SLSC插入式模块可以在机箱中 以三种不同的方式运行：独立运行、直连运行和级联运行。级联模式可用于实现信号故障插入等功能。您可以从各种NI和第三方模块中进行选择，也可以根据NI提供的详细硬件和软件开发规范套件自行创建模块。
SLSC硬件旨在通过信号积累和使用标准电缆来减少系统点对点布线，进而简化整体系统的集成。每个 SLSC机箱都包含一条SLSC数字总线，用于识别、配置和设置各个模块的参数。信号通过前端连接器或后 端转换接口(RTI)连接器传输到SLSC模块。您可以灵活地自行设计辅助背板，以使用集成信号流的自定义 特定应用专用背板来减少系统布线。
图6. SLSC是为标准化开关、负载和信号调理提供了一个开放式架构，可针对每个HIL应用进行自定义。
最新资讯
