仿真到测试 NI产品在汽车电子领域的应用
[NI技术]使用NI VeriStand 实现汽车ECU的 HIL测试
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[NI技术]使用NI VeriStand 实现汽车ECU的 HIL测试"NI VeriStand 与NI PXI平台的结合满足了用户对 I/O、计算能力、信号仿真和数据分析等功能的需求，而且是完全开放和模块化的。
"- Enrico Corti,The Challenge:基于商业现成 (COTS)的硬件，为发动机和整车的实时仿真开发一个模块化的硬件在环 (HIL)测试系统，以减少嵌入式软件验证过程中所需的测试次数。
The Solution:基于NI VeriStand 实时测试软件和 NI PXI硬件的测试系统提供了用户所要求的计算能力，可以利用现场可编程门阵列(FPGA) 硬件实现高速控制，同时，各种不同的 I/O不仅能保证该 HIL系统可以满足当前的需求，而且可进行功能扩展以满足未来的应用需求。
HIL系统集成Author (s):Enrico Corti -是一家总部设在意大利北部的公司，为汽车的校准、控制和测试提供定制的解决方案。
根据客户的需求，提供纯软件（模型或基于模型的分析），或集成硬件和软件的解决方案。
Eldor 公司提供汽车电子组件，如线圈、离子感应系统和电子控制单元(ECU)。
因为HIL系统可以用来实现自动化和标准化测试，所以它们是ECU测试的标准。
大多数市场上可用的HIL系统提供的是不能扩展或定制的标准功能， Eldor公司选择了由Alma汽车公司提出的HIL解决方案，因为该方案的硬件和软件是开放的，并可以完全根据他们的需求定制。
HIL系统必须仿真由ECU控制的设备，所有进入ECU 的实际信号必须由 HIL测试系统产生的信号代替。
因为目标是测试ECU的功能，所以仿真必须实时运行。
模型必须精确地对ECU命令进行响应，以测试整个嵌入式控制系统。
对于某些类型的信号，复现一个正确的时基是很困难的，因为高频率的信号需要与曲轴的瞬时位置同步。
这种典型的例子包括缸内压力、加速度计、离子电流和进气压力信号。
基于LabVIEW的汽车电源模拟测试系统设计
基于LabVIEW的汽车电源模拟测试系统设计唐程光;周奇文;李娟;刘成厚【摘要】汽车在启动瞬间电源电压的变化较为复杂,该电压的变化需要车载电子模块设计出合理的电源管理策略,目前针对此电源管理策略缺乏有效的验证手段,提出了一种基于LabVIEW的汽车电源模拟测试系统设计.通过利用示波器采集不同车型在不同研发阶段的起动瞬间的整车电源电压做为测试的输入,利用LabVIEW以及GPIB总线,实现对可编程程控直流电源的控制,输出预设的电源模拟测试波形,并最终通过NI的Teststand实现了系统的自动化测试.经过验证,测试系统在某主机厂的娱乐系统测试中得到了很好的应用.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2015(053)006【总页数】4页(P56-58,67)【关键词】LabVIEW;GPIB;汽车电源;程控电源【作者】唐程光;周奇文;李娟;刘成厚【作者单位】230601 安徽省合肥市安徽江淮汽车股份有限公司技术中心;230601 安徽省合肥市安徽江淮汽车股份有限公司技术中心;230601 安徽省合肥市安徽江淮汽车股份有限公司技术中心;230601 安徽省合肥市安徽江淮汽车股份有限公司技术中心【正文语种】中文【中图分类】U469.720 引言汽车的电源系统分为24 V系统与12 V系统，以12 V系统为例：汽车在点火瞬间，整车的电源电压由原先的0 V升至12 V。
由于发电机的交流电压波动影响，以及车载各电器设备中存在电容等储能元件等众多因素，在实际工况下，点火瞬间的电源电压变化不会是理想的从0 V至12 V的跳变，此时电源中往往窜入少许的交流电、正向或反向的瞬态脉冲电压等。
车载电器的工作电压区间通常为9～16 V。
上述在启动瞬间的整车电源电压变化在实际工况下可低至7 V，高至18 V。
即在启动瞬间整车电源电压的变化超出了车载电器的工作电压范围。
电源电压的突变会造成车载电器件的单片机频繁进出外部中断，造成堆栈溢出、网络进入休眠状态，且不可被唤醒、易死机等故障。
基于NI的硬件在环仿真系统在整车系统集成测试中的应用
piia设备[技7t t交逋T e c h n i c a l C o m m u n i c a t i o n基于Nl的硬件在环仿真系统在整车系统集成测试中的应用谷原野，刘德利，孙运玺，曹东芝，王邵龙，孙久龙，孙云(一汽轿车股份有限公司，吉林长春130000 )摘要：详细阐述基于NI的硬件在环仿真系统硬件接线原理的设计方案，指导各车型项目的HIL系统的测试环境 搭建。
通过介绍测试用例设计规则、测试动作库的封装方法，体现了HIL系统测试用例编写的灵活性。
最后通过防 盗系统的集成测试应用，进一步阐述该系统的优势。
关键词：硬件在环仿真系统；整车系统集成；测试动作库；测试用例中图分类号：U463.6文献标识码：A文章编号：1003-8639 (2018) 01-0044-04HIL System Design And Application in Validation Test of Integrated SystemGUYuan-ye, LIUDe-li, SUNYun-xi, CAODong-zhi, WANG Shao-long, SUNJiu-long, SUN Yun(FAW GarCo., Ltd., Changchun 130000, China)Abstract：In this paper, hardware in loop system based on NI is presented, guiding the establishment of the validation test environment of multi-vehicle project. Flexibility advantage is shown by introducing design principles of test cases and package method of test actions. Finally, the system is applied in executing the security integrated system test, which reveals the advantage of the HIL system.Key words ：hardware in loop; integrated system test; test action library; test case目前，各大OEM乘用车电子电气开发流程均依据V字 模式进行正向开发，主要以电气功能为主线，将电子电器开发分成电气开发和电气验证2个方面，其中电气开发从上到下，从整车到零件；电气验证从下到上，从零件到整车，形成V字形开发模式，如图1所示。
[NI技术]基于NI PXI的 汽车零部件多性能测 试
![[NI技术]基于NI PXI的 汽车零部件多性能测 试](https://img.taocdn.com/s3/m/6fadf3d550e2524de5187ec7.png)
[NI技术]基于NI PXI的汽车零部件多性能测试"完美集成了超过 10种NI软硬件"- 陈群,The Challenge:在50秒内测量产品超过10项的性能，期间需要和多种设备采用不同协议通信，比如CAN, Profibus, RS232等。
The Solution:该项目主要测试汽车中某部件的多项性能，包括电流，电压，温度/压力传感器，马达特性等。
首先利用 Profibus建立现场Master PLC 和 Slave PXI computer通信，实现测试过程传递和测试结果交互，通过8461 CAN interface 实现与ECU通信，从而通过 ECU控制该汽车部件的动作，并且通过 6229多功能数据采集模块捕捉整个动作过程中需要测量的物理量。
采用 TestStand 可以非常方便的搭建测试流程及保留各步骤测试结果。
典型的PXI系统Author (s):陈群 -引言现代化的工厂车间批量生产装配的产品，除了要进行各项原材料检查外，还要在装包发货之前模拟成品功能进行整体性能检查，以确保送到客户手中的产品都是合格件。
针对特定产品，我们利用NI公司的 PXI控制系统和 TestStand 和LabView软件构建了一套完整的包含电压，电流，电阻，温度，气压等综合性全自动测试平台。
测试平台示意图如图 1所示，包含如下测试功能：1.检查产品内部温度传感器是否正确2.检查产品内部压力传感器是否正确3.测试产品电流，电阻4.测试产品流量5.测试产品内部泵的工作能力图1 测试示意图系统总体设计框图该测试平台主要包括：PLC, PXI controller, ECU, 待测件，以及外围的测试电路及气路。
整体框架示意图如图2所示。
图2 系统设计框图该性能测试台属于自动化生产线的一部分，PLC （Programmable Logic Controller）作为Master，负责与前后邻居工作台通信，并且负责本工作台测试前的准备工作，比如气缸动作等，控制自动测试的起停，并将测试结果传递给服务器。
NI推出HIL软件-满足无人驾驶汽车测试需求
NI推出HIL软件，满足无人驾驶汽车测试需求NI(美国国家仪器，National Instruments, 简称NI)近日宣布推出VeriStand最新版VeriStand 2016，该软件旨在帮助嵌入式软件测试工程师构建和运行硬件在环(HIL)验证系统。
由于互联网汽车和无人驾驶车辆的出现，当今的工程师面临着日益缩短且不断变更的时间截点以及持续变化的需求。
VeriStand和NI HIL系统是市场上开放程度最高且可自定义的平台，可帮助企业应对不断变化的需求以及开发可满足未来需求的测试系统。
随着高级驾驶辅助系统(ADAS)、汽车雷达及车联网(V2X，vehicle-to-everything)等新一代汽车技术广泛应用于嵌入式控制系统，嵌入式软件的复杂性不断增加，需要测试的场景也日益增加，在这种情况下，工程师可以利用NI HIL系统来应对这些挑战。
NI开放且成熟的技术软硬件平台可以快速添加对这些新技术的原生支持，以确保客户能够实现100%的软件测试覆盖率。
此外，NI在49个国家设有分公司，还拥有一个具有丰富垂直行业和系统集成经验的NI联盟商网络，可随时提供和支持满足用户特殊应用需求的交钥匙测试系统。
“借助NI基于平台的灵活方法，我们可以轻松自定义HIL系统来满足汽车电子控制器的特定测试需求，”NI联盟商北京经纬恒润科技有限公司的工程师张富丽表示，“NI软硬件系统可以帮助我们轻松添加测试功能，在满足HIL测试的实际需求的同时，保持了高稳定性和可靠性，而且还缩短了整个开发周期。
”VeriStand是NI HIL系统的软件核心。
它将实时仿真、数据采集、通信协议和控制集成到一个通用的平台上，是目前市面上功能最全面的HIL测试软件。
传统的HIL软件功能由厂商定义，难以修改，而VeriStand则截然不同，它可轻松进行扩展和自定义来满足用户的特殊测试需求。
借助这款最新的软件，用户可以：•利用NI丰富的I/O，包括RF和图像处理，实现100%的测试覆盖率•利用在30多种其他建模工具和仿真环境开发的模型，比如The MathWorks, Inc. Simulink®软件和IPG Carmaker，基于ADAS和无人驾驶车辆等最新嵌入式软件趋势对ECU进行测试•使用完全重新设计的UI管理器，快速创建专业的UI，更高效地与实时测试交互•通过业界标准的ASAM XIL API连接第三方软硬件•使用优化的模型处理引擎，更高效地支持超大规模的模型。
Multisim仿真软件在《汽车电工与电子技术》中的应用
Multisim仿真软件在《汽车电工与电子技术》中的应用1. 引言1.1 介绍Multisim仿真软件Multisim仿真软件是一款由美国NI公司（National Instruments）开发的电子电路仿真软件。
它被广泛应用于电子电路设计、分析和教学等领域。
通过Multisim仿真软件，用户可以方便地设计各种类型的电路，并进行准确的仿真分析，从而节省时间和成本。
该软件具有直观的界面和强大的仿真引擎，能够准确模拟各种电路的工作情况，帮助用户快速验证设计的可行性。
Multisim仿真软件具有丰富的元件库，包括各种传感器、电源、运算放大器、数字集成电路等，用户可以根据实际需要选择并添加元件，快速构建复杂的电路系统。
Multisim还提供了丰富的分析工具，如示波器、频谱分析仪、虚拟仪器等，帮助用户更全面地了解电路的工作情况。
Multisim仿真软件是一款功能强大、易于使用的电子电路仿真工具，可以帮助工程师和学生更好地进行电路设计和分析工作。
在电子电路领域，Multisim仿真软件已经成为一款不可或缺的工具，为用户提供了高效、准确的仿真环境。
1.2 介绍《汽车电工与电子技术》《汽车电工与电子技术》是一门涉及汽车电气系统和电子技术的学科，旨在培养学生对汽车电气系统和电子控制技术的理解和应用能力。
这门课程涵盖了汽车的电动机、发电机、电子控制单元、传感器、执行器等相关内容，旨在帮助学生理解汽车电子系统的工作原理和故障诊断技术。
《汽车电工与电子技术》是汽车工程专业的重要课程之一，对于培养学生的技术能力和实践能力具有重要意义。
通过学习这门课程，学生将能够为汽车行业的发展做出贡献，为未来的汽车电气系统和电子技术发展奠定基础。
2. 正文2.1 Multisim仿真软件在汽车电子系统设计中的应用Multisim可以帮助工程师们设计和验证各种汽车电子系统，如引擎控制单元(ECU)、车载娱乐系统、安全气囊系统等。
通过搭建电路图并进行仿真，工程师们可以在计算机上模拟实际电路的工作情况，从而在设计阶段就能够发现潜在问题并进行优化。
[NI技术]使用NI LabVIEW和 PXI硬件开发车载 仪表ECU的硬件在 环自动化测试系统
![[NI技术]使用NI LabVIEW和 PXI硬件开发车载 仪表ECU的硬件在 环自动化测试系统](https://img.taocdn.com/s3/m/9bed223d3968011ca30091ee.png)
[NI技术]使用NI LabVIEW和 PXI硬件开发车载仪表ECU的硬件在环自动化测试系统"使用NI硬件和软件来构建汽车行业产品的HIL测试系统是非常有效的。
"- カルソニックカンセイ株式会社開発本部開発信頼性統括グループ実験技術開発チーム, 西田尚史氏The Challenge:为车载仪表电子控制单元(ECU)开发一个自动化测试系统。
The Solution:使用NI LabVIEW软件和PXI硬件开发一个硬件在环 (HIL)测试系统，该系统能测试 ECU中的多个计算型功能。
车载仪表ECU测试系统Author (s):カルソニックカンセイ株式会社開発本部開発信頼性統括グループ実験技術開発チーム - 西田尚史氏Hisafumi Nishida -汽车计算机化正在迅速发展，已经成为提高汽车安全技术和二氧化碳和氮氧化合物排放控制技术不可缺少的一部分。
装有微控制器的ECU是使汽车计算机化的基础，它的发展决定了汽车的性能和驾驭舒适性。
车载控制网络的发展也遵循这一演变过程，随着名为“线控技术(X-by- Wire)”的电气控制机制逐步取代机械传动机制，局域互联网络(LIN)、控制器区域网络 (CAN)和 FlexRay 等通信技术正在引起广泛注意。
在 CalsonicKansei （株式会社），我们在日本的扎晃县建立了测试、研究和开发中心，并将我们实验设备扩展到了日本的 Sano（三洋）集团。
当我们开始开发车载指示器（在下文中叫仪表）ECU的自动化测试系统时，我们也同 Peritec公司合作，该公司在 ECU测试方面具有很强的实力。
开发车载仪表ECU 面临的五大挑战脱离操作员在环测试因为在由操作员主导并凭借视觉观察进行判断的测试（操作员在环测试）中更容易产生误差，所以需要自动化的测试系统。
然而仪表仅仅是一个显示单元，通常在测试中不提供反馈。
支持不同种类在可靠性评估部分，必须对不同种类的仪表进行测试。
硬件在环仿真(HIL)：NI领先汽车测试关键之匙
硬件在环仿真（HIL）：NI领先汽车测试关键之匙美国国家仪器有限公司(National Instruments, 简称NI)于日前参加了在上海光大会展中心举办的2015年汽车测试及质量监控博览会。
在此次博览会上，NI联合多家业内合作伙伴，集中展示了NI为汽车行业提供的灵活开放式的测试平台与多样化的解决方案。
2015年是汽车测试及质量监控博览会举办的第十个年头，它已确立为向中国汽车工业展示确保质量、可靠性、耐久性和安全性的各种技术与服务的行业内头号展会。
会上逾280家公司展示了自己的新产品，具体领域包括：发动机/排气测试;车辆动力学测试;材料测试以及碰撞测试等。
NI也借助此次盛会向企业及大众展示了NI 在汽车行业的技术优势与优质解决方案。
据了解，现今几乎所有的汽车OEM与一级供应商在各类测试应用中均有使用或集成了NI产品。
通过为控制、设计和测试提供通用平台，NI 帮助用户节省了在汽车研发到生产各个阶段耗费的成本和时间。
凭借业内领先的I/O、灵活现成的硬件、强大高效的LabVIEW开发环境，用户可以创建适合各种应用的解决方案。
目前NI的产品在汽车行业涉及了车载测试和数据记录、硬件在环仿真、台架测试与控制、快速控制原型、生产线测试、车载信息娱乐系统测试等几大应用。
此次博览会上，NI着重展示了其业内权威的硬件在环仿真(HIL)技术方面的应用。
NI通过其创新的低成本模块化硬件和软件平台帮助工程师和科学家设计并建立自己的HIL系统。
硬件在环HIL仿真技术可以使用NI PXI实时控制器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，配合NI FPGA模块可适应更高动态特性及更高精度的模型应用需求。
NI硬件在环测试平台具有开放的软硬件技术架构，可以减少工程师的开发时间、成本和风险。
在支持第三方硬件和软件建模工具的同时，NI还提供一系列高性能模拟和数字I/O设备，CAN、LIN和FlexRay总线接口，故障注入硬件等硬件，让客户可以高效实现应用。
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LabVIEW 实时模块
• 设计：LabVIEW图形化环境 • 下载：可靠、确定性的专用硬件 • 部署：分布式，独立的，或嵌入式系统
PCI板卡
用于PC的实时组件
桌面PC
用于PCI系统的确定性
RT PXI嵌入式控制器
高速，高通道数，多种I/O
RT Compact FieldPoint
LabVIEW 实时目标
小型，复杂环境
RT 紧凑视觉系统
紧凑、分布式机器视觉
RT CompactRIO
基于FPGA，坚固
可重复配置I/O (RIO) 技术
1. 利用FPGA芯片和外围电路来设计用户专用硬件电路
– 实现用户自定义的I/O，精准实现定时、同步、触发，实 时控制等
可编程互联
Source: Xilinx
I/O 模块
Drivven:
“我们只用 3 manmonth就开发了基于 CompactRIO的发动机 控制系统… 在上一个项目中， 我们至少花了 2 manyear的时间，超过 $500,000去开发类似 的ECU系统。”
摩托车ECU快速原型
设 计
(Design)
原型开发
(Prototype)
部 署
(Deploy)
PCI R 系列数据 采集卡
PXI R 系列数据采 集卡
PXI定时与同步 板卡
基于CompactRIO开发自定义I/O模块
控制设计流程
设计
系统说明 现场测试
测试
设计& 仿真
快速成型
校准& 功能测试 系统测试 (HIL) 软件测试
代码产生
CompactRIO在控制系统中的应用
阶段1 – 车载数据采集 阶段2 – 快速原型设计
可配置逻辑单元
可重复配置I/O (RIO) 技术
2. 使用LabVIEW图形化开发工具设计专用硬件电路
– 为I/O、通信和控制建立优化的灵活的专用电路 – 不同信号类型可以使用现有的测量硬件
Reconfigurable I/O 技术
LabVIEW FPGA目标
CompactRIO
紧凑视觉系统 (CVS)
LabVIEW 控制设计工具包
控制 设计
DAQ 输出 DAQ 输入
LabVIEW 仿真框图
和 定点(Setpoint) 控制模型 LabVIEW Windows/Real-Time
仿真接口工具包(SIT)
在Simulink® 创建模型 在LabVIEW中运行模型
基于LabVIEW的Simulink® 连接器
• • • • • • • • • • 功耗测试 I/O测试 参数测试 视觉和显示测试 GPS测试 手机测试 多媒体测试 蓝牙测试 汽车功放测试 卫星接收器测试
优势： 统一平台可用于从设计、验 证，到生产，测试及维修； PXI开放式架构；Teststand 的测试管理。
NI产品在汽车中的应用
• • • • • • • • • 排放测试 EMC测试 环境/气候 空气动力学 在线诊断 悬架测试 数据记录分析 动力总成 模块验证 • • • • • • • • • • 发动机振动测试 台车碰撞 车载 DAQ ECM/ECU NVH 部件疲劳试验 J1850通信 CAN通信 燃料电池开发 发动机热管理 • • • • • • • • • • ABS仿真 VCM仿真 开关触点 气囊电子控制 转向/半轴扭矩 爆震分析 挡位切换 摆锤试验 碰撞障碍壁 按钮力矩检测 • • • • • • • • • • 车载广播 燃油箱压力测试 车载音响测试 制动测试 空调压缩机测试 柴油机控制器 车灯寿命 轮轴轴承 功率计监视/控制 ……
Cellular
Phone
PC/WWW/ Email
TV
Telematics Unit Games
DVD+RW Satellite Car Alarm/Radio Remote Diagnostics AM/FM Stereo
PXI汽车多媒体&远程通信ATE系统
Mindready Solutions, Inc.
提供超过 1,000 种PXI产品
PXI平台的优势
• 提高自动化系统的测量速度
• 软硬件的牢固结合 ― 软件结合高性能的通用模块化硬件， 完成自定义的测试应用 ― 利用PC技术做后续的分析和显示 • 高性价比 • 更小的体积
Telematics – 多种功能的集 合
CD+RW
Navigation
Plug-in Devices
Traditional Instruments
Distributed Intelligence
设计、验证和生产的统一平台
快速成型
仿真
设计验证
硬件在环
车载数据采集
嵌入式系统
生产测试
机器控制
LabVIEW 控制设计工具包
LabVIEW系统辨识工具包
激励
DAQ
响应
系统 ID
PXI 的基本构成
PXISA: 超过68个成员 超过1150种PXI产品
bus • 定时 • 触发
CompactPCI
PCI
• 总线技术
• 软件技术
PXI的模块化仪器
最新 7 ½ 位数字万用表
6 ½ 位数字 万用表
音频分析仪
最新 可变分辨率
数字化仪
2.7 GHz 矢量 信号分析仪 和发生器
M系列 数据采集卡
100 and 200 MS/s 混合信号套件
7 ½ Digit DMM embargoed until March 1, 2005 Flexible Resolution Digitizer embargoed until March 22, 2005
使用PXI轻松构建汽车电子测试系统
数据采集和控制:
多功能 I/O 可重配置 I/O 数字 I/O 模拟 输入\输出 视觉和运动控制 计数器和定时器
仪器:
示波器 数字波形发生/分析器 数字万用表 信号生成器 开关 RF 信号发生和分析
接口:
GPIB SCSI + Enet Boundary Scan/JTAG CAN + DeviceNET RS-232/RS-485 USB/1394
仿真到测试
NI产品在汽车电子领域的应用
National Instruments
议题：
• 汽车电子发展趋势 • 统一的汽车电子仿真测试平台 软件平台； cRIO、PXI硬件平台 • 总结
汽车电子发展趋势
• 汽车工业：全球化、本土化、标准化 • 汽车电子：
汽车电子技术主导汽车工业，创新比例占90% 三个革新的领域: 网络节点 By-wire技术 个性化 软件重要性增加– 将占汽车成本的1/3 摘自: 汽车工程, 2003年12月
中国汽车电子市场规模
我国汽车电子产品 产业将形成规模效 应； 研发(自主、合资) 迅速增长；
对应测试需求增多。
单位 亿元
NI: 统一平台的优势
• 统一的平台：
– 高效且开放的软件平台 – 模块化I/O硬件 – 集成的软硬件平台
• 优势：
– – – – – 缩短开发时间 增加灵活性 减小尺寸 系统扩展 降低成本
NI 汽车行业客户
• • • • • • • • • • • • • DaimlerChrysler General Motors Ford Bosch Borg Warner Eaton Corp ITT Automotive Lear Corp TRW Allied Signal Lucas Magneti Marelli Morganite • • • • • • • • • • • • • • American Axel Delco Delphi ThomasBuilt Volvo BMW Nissan Toyota Volkswagen Ferrari Fiat Honda Visteon Autoliv • • • • • • • • • Siemens VDO Valeo (Nippon)Denso EDS EG&G Teleflex Thyssen UTA Breed Technologies Genrad Hewlett Packard Saab LandRover Jaguar
…
• • • • •
统一平台满足您：
设 计
(Design)
原型开发
(Prototype)
部 署
(Deploy)
更快&更强
更可靠&更经济
总结：统一的平台
设计
系统说明
现场测试 设计& 仿真 快速成型 校准& 功能测试 系统测试 (HIL) 软件测试
测试
代码产生