半实物仿真、测试

嵌入式电子产品几乎是无处不在,在汽车、智能家电、医疗设备甚至战斗机。

确保这些实时嵌入式系统正常工作的目的是半实物仿真和测试,将虚拟环境系统的防护能力。实际上,边境模拟增加了一个系统内的所有功能区域的数学表示。这个系统可以很大,甚至包括整个工厂或工厂,但最近最大的应用领域涉及到越来越多的电子内容的汽车。

随着自主汽车技术的进步,无人驾驶的组件将需要通过仿真模拟和测试符合汽车电子产品。虽然边境汽车是一个领先的应用,该技术也可以应用于近海和海洋系统,电力系统(如大规模电网、电源管理单元,静态同步补偿器设备和监控和数据采集系统),雷达系统和机器人,特别是复杂的控制器用于机器人。

边境测试方法分为两大类,开放和闭环。开环方法提供的重演model-generated或recorded-scenario数据测试设备没有反馈信号从DUT进入场景的行为。这可能包括驾驶员辅助系统的功能测试,例如,或验证的时间/位置上单位的行为。

闭环方法,相比之下,提供基于模型模拟的流量和物理环境的反馈信号模拟环境测试设备,如验证复杂的应用程序行为或功能测试在复杂的环境中,包括自主驾驶,多个车辆交互,连算法。

道格·法雷尔,主要解决方案营销经理国家仪器指出,在汽车汽车电子控制单元的扩散,在现在和未来。“软件复杂性增加,使进入的地方以前没有的软件,”他说。

汽车工程师正在挑战测试多个ecu和软件,根据法雷尔。”要做测试的人,他们来自世界只是做简单的硬件功能测试,现在需要处理这些系统上运行的测试软件,他们以前从来没处理,”他说。”,会在车里发生的,当我们看到这个过渡到一切都由软件控制。的人有软件和熟悉软件,软件测试已呈指数级增长,而现在整个车辆相互作用不同的域控制器。轮到你信号不再是孤立的行动。现在与你的车道偏离警告和类似这样的事情。所有这些系统的互操作性是增加复杂性,导致需要更多的系统集成测试,以前从未发生。”

可以肯定的是,边境只有一个一系列的测试,需要应用设备,安全是一个问题。

“高安全性的应用程序时将需要额外的测试当我们更好地理解缺陷机制,“阿尼尔Bhalla)说,高级经理天体电子学。“这个行业是假设这将基于早期试验工作。更多的试验在更广泛的范围内逐步推广这种新技术的支持。自主驾驶的经济激励整个半导体生态系统进化在这个过渡。”

边境是一块的测试是必需的。软件也有内建自测,系统级测试、监控、自动化测试的芯片,测试软件,以及越来越多的预处理和后期制作模拟人工智能逻辑等,以确保系统在自动车辆继续正常工作。

对边境日益增长的作用
不过,边境有一个越来越重要的角色,似乎令人惊讶的考虑到硬件在环测试和模拟并不是新概念。他们一直在积极部署至少几十年。改变的是系统模拟的复杂性和测试正在增长,有越来越关注各个击破的方法,所使用的设备来测试他们在规模正在缩小。

“Workflow-wise,我们看到一个走向更多的桌面测试人员,”法雷尔说。“如果你看看半实物测试,这真是测试之前在设计过程中,而不必等待物理系统编译和组装去跟踪测试或测功器试验等等。你可以测试它在设计过程中更早的便宜很多修复软件缺陷。如果你进一步,将测试更小的组件,而不是较大的组件。这是桌面边境的想法,你给每一个软件开发人员自己的小半实物测试系统,这样他们就可以运行测试代码,他们负责。甚至整个ECU, ECU的任何分段他们负责。更小,更便宜的系统,因为它必须是少了很多能力测试的小片段代码。只是继续推动测试的趋势进一步设计过程。这叫做桌面边境,它是一个大趋势在市场上我们看到了。”

fpga被包含在电子测试,而不是常规的,成熟的处理器。这有助于检查包欺骗和软件故障插入。它还有助于防止这些系统成为过时的系统变化。

保持系统电流的原因之一有一个商业现成的体系结构在汽车电子的趋势。“现在的情况是,你贯穿整个周期的验证和回到一开始做出改变,然后贯穿整个周期的验证和回到一开始,同时发生了变化,你有验证和设计,”法雷尔说。

客户要求灵活和敏捷的系统。有一个显著的趋势软件定义COTS架构,而不是封闭,供应商定义系统,法雷尔断言。“你不能像这样的一个系统被锁进了,”他说。“航天一样大,如果不是更大,汽车在半实物测试。”

这在一定程度上是由于政府监管在航空航天电子产品。构建“铁鸟”模型飞机正在开发的传统方法是测试系统和子系统。

白色家电,智能冰箱、洗衣机等家用电器,也受益于边境仿真和测试。

更多的竞争者
倪这个市场并不是唯一一个。的Mathworks提供仿真模拟技术。其他边境供应商包括Eontronix, IPG汽车GmbH, LHP工程解决方案,MicroNova AG)建模技术,Opal-RT技术,Speedgoat GmbH,台风边境,Wineman技术。

图1:仿真模拟。来源:的Mathworks

向量Informatik Gmbh是一家已经在这个市场站稳脚跟,在复杂系统,模块化的测试。

矢量目标汽车航空、教育和研究、商用车辆,以及支持医疗和军事/航空市场。公司的边境测试源于独木舟软件工具的开发、测试和分析整个独立的ECU, ECU网络产品线总监约翰•Simion表示网络开发工具在北美的向量。

向量的技术是“主要围绕汽车市场,”Simion说,与I / O特性,目前水平,电压水平。“我们有相似形要求其他航空航天/军事和医疗领域,让我们扩大了支持这些客户使用我们的工具。但通常情况下,一个系统级测试。你真的测试应用程序和硬件上运行的代码。当我发送消息打开头灯,我想确保模块正确回答,但我还想确认模块产生一个电压或信号,我期待,一个物理信号,所以我可以使用I / O板本身特点,验证,沟通不仅是正确的,但模块是身体扮演我期望它。”

向量在边境主要与dSPACE竞争和贱民,根据Simion。易特驰GmbH是一家博世集团的全资子公司。

公司应对汽车工业过渡到新的通信协议,如可以FD和以太网。有一个“不断追求”向量提供其产品的简单设置,Simion笔记。“每个人都想要简单的按钮。”

结论
半实物仿真和测试可以帮助改善质量控制对安全性要求苛刻的应用在汽车,医疗,军事/航空航天电子产品。有有限数量的边境供应商,和一些通过产品和技术转型。但似乎可能那些最能满足客户需求将在未来找到一个提高的机会,这些系统的复杂性还在继续增长。