HIL测试:跨行业解决方法

测试测量 时间:2020-10-22来源:

HIL定义

HIL是一种嵌入式软件测试技术,该技术使用软件模型来模拟真实的测试系统,并连接来自控制器的真实信号,这使控制器误以为自己安装在了组装好的的产品中,然后就像在真实系统中一样,进行测试和设计迭代。通过这种方式,工程师可以轻松应对数千种可能的情况,正确地运行控制器,节省物理测试所需的成本和时间。

HIL案例

企业使用HIL测试嵌入式软件,有助于避免各种生产故障,比如油井作业中因井下工具损坏导致每天100 万美元的损失、召回数千台智能洗衣机或植入病人的起搏器存在缺陷。对于用户和开发这些产品的工程团队而言,这些情况的后果都是无法承受的。发生此类产品故障的公司可能将面临经济处罚、品牌声誉受损、道德谴责等方面的风险。硬件在环(HIL)测试是一种预防性测试方法,软件工程师和测试工程师借此可以评估现场无法重现的极端情况。企业也可以在设计初期就进行测试并快速迭代,而不用等待生产测试,从而节省大量费用和时间。

为什么航空航天和汽车领域之外也需要进行HIL

执行阿波罗任务期间,思想前卫的科学家们为了将人类送入未知的太空,首次在航空航天行业进行了HIL测试。测试这种情况的唯一方法是使用仿真。自那以后的50年中,HIL由于可以更早地测试嵌入式软件,避免在部署到昂贵的生产系统之后才发现问题,受到了多个行业的青睐,包括航空航天、汽车、石油和天然气、医疗设备、白色家电等。随着设备变得越来越智能,更多板载计算功能嵌入到设备中,迭代测试的机会和收益也随之不断增加。因此,在依赖于嵌入式软件开发各种产品的各个行业中,HIL的应用日益广泛。

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随着板载软件的兴起,在设计初期就进行复杂测试的需求日益突出。领先的设计和测试组织正在使用HIL满足这种需求。

益处多多:不只仅是故障检测,更是创新之利器

“测试”一词通常是指将设计投入生产并最终推向市场之前的最终步骤。视行业而定,测试可能是组织非常重要的一个环节分,也可能只是工程师迫于无奈,在项目结束之前不得不进行的最后一步。从表面上看,测试的目的是进行最终检查,确保一切如预期进行以及让相关人员有信心产品在现场也能够正常运行。

HIL使测试不再是项目计划中的一个可有可无的选项,而是创新不可或缺的一部分,助力公司取得成功的利器。

有远见的公司并不仅仅只是在产品上市之前进行HIL测试。虽然HIL的长期目标是预防在成本高昂的项目中出现重大失误,但它同时也是一种设计工具,软件工程师可以借此进行迭代测试以及调整其软件设计。这可以在正式测试开始之前就提高产品质量。此外,软件工程师还可借助HIL可以快速构思和测试新想法,通过及时反馈最大限度地进行创新。

HIL系统的要素:软件和硬件组合

HIL系统的核心要素有待测设备(DUT)、数据采集设备以及模拟真实场景发送和接收信号的模型。其他要素还包括测试用例自动化、数据管理、定制通信协议、故障插入和负载。

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NI平台对应于典型HIL系统要求

构建HIL试验台:NI的开放式HIL方法

NI软件定义的平台可允许用户对自定义信号进行自定义编程,且提供更快的处理速度、模型集成以及无缝的驱动集成,使原来就很强悍的硬件发挥出更强的性能。借助NI基于配置的实时测试软件Veristand,测试工程师可以整合使用MathWorks Simulik等20多种不同环境创建的模型。此外,SLSC硬件充当DUT与测量硬件(PXI或CompactRIO)之间的模块化接口,提供信号调理、故障插入和加载功能。在NI领域专家合作伙伴的支持下,SLSC的模块组合日趋丰富,还可允许用户根据需要自行定制模块。这种方法大大地减少了连线问题,简化了故障分析,并最大程度地实现了系统之间以及测试之间的复用。

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基于NI开放平台的典型HIL系统

与其他供应商提供的封闭式黑盒解决方案不同, NI的HIL可根据需要进行定制。它基于经过行业验证的最新商用现成(COTS)组件构建而成,这些组件均有其生命周期支持表,用户可以据此相应地进行规划,开发需要使用数十年或更长时间的试验台。利用NI平台的开放性,工程师可以集成已有的测试硬件和软件,减轻迁移到新解决方案的负担。

采用新的测试系统并非一蹴而就的事,可能牵涉甚广,尤其是当测试系统的更改可能会影响正在开展的项目时。为此,NI提供了不同级别的定制服务,无论是完整的一站式解决方案还是特定的集成,均可NI覆盖全球的合作伙伴网络均可为您提供帮助。而且NI遍布全球的支持工程师还可以帮助客户分析故障并根据客户需要的语言和所在时区提供指导,助其取得成功。

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关键词: HIL NI 测试

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