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控制軟件

馬自達使用軟件定義的自動化測試系統, 降低了90%的測試成本

  2020年07月20日  

  許多人認為,沒有大規模的4G/5G蜂窩連接,全自動駕駛汽車就不可能實現。各種趨勢表明,蜂窩V2X(C-V2X)技術將基于3GPP Release 14標準進行初步部署,重點將部署到車輛間(V2V)和車輛與基礎設施(V2I)應用。

  為了在這一新興市場保持競爭力,汽車OEM和供應商開始使用基于V2X的基本安全和輔助功能,如緊急剎車警告和路口輔助。此外,他們也在緊鑼密鼓地制定路線圖,以便將高級安全功能納入汽車設計,制造出安全高效的車輛。隨著各項新標準迅速獲得批準,在將V2X技術集成到汽車之前,勢必要先進行原型驗證及其技術可行性驗證。

C-V2X開環測試系統

  1、應用要求
  ■ 使用PC5接口驗證V2X DUT行為,并利用V2V和V2I技術的優勢制造更安全的汽車。
  ■ 根據歐盟、美國和中國區域標準,驗證V2X應用的功能。
  ■ 部署靈活的軟件定義測試平臺架構,以集成現有技術和即將推出的技術,如GNSS、DSRC、LTE-V2X和基于5G新空口的V2X。
  ■ 縮短測試平臺的開發時間,加快技術盡職調查的速度。

  2、NI的優勢
  ■ NI提供了軟件定義的V2X開環解決方案,該解決方案符合Release 14的要求,并且可以靈活適應未來的各項標準。
  ■ NI解決方案能夠測試待測設備(DUT)的功能,包括V2X車載單元(OBU)、路邊單元(RSU)和遠程信息處理控制單元(TCU)。
  ■ NI聯合其聯盟伙伴S.E.A.,提供了一種閉環系統解決方案,可以動態控制其他交通對象和傳感器并與之進行交互。

  3、NI解決方案
  ■ 軟件定義架構可不僅符合現有無線標準,而且也可適應即將推出的各項無線標準。
  ■ 更高級別V2X信令堆棧可支持美國(WAVE)、歐盟(ITS-G5)和中國(CSAE)的區域標準。
  ■ V2X Day 1應用場景目錄提供了現成的場景來幫助用戶快速啟動測試,而且還可添加用戶定義的測試方案。
  ■ NI提供了以下附加軟件:
   ★軟件定義的GNSS仿真器;
   ★擁堵仿真軟件,可模擬周邊交通環境,并可在1 ms的循環周期中模擬多達數百輛汽車,同時保證通信速率;
   ★信道仿真軟件,可模擬物理失真無線電波。

  4、根據您的需求進行系統集成
  NI提供了各種集成解決方案供您選擇,而且可根據您的特定應用需求進行定制。您可將系統控制工作完全交給公司內部的集成團隊,也可以利用NI遍布全球的聯盟伙伴的專業技術,獲得完整的系統解決方案。請聯系客戶經理,或者打電話或發送電子郵件給我們,詳細了解NI如何幫助您提高產品質量并縮短測試時間。

馬自達使用軟件定義的自動化測試系統,降低了90%的測試成本。以下文字,作者為馬自達汽車公司的Tomohiko Adachi。

馬自達案例

  1、背景
  眾所周知,汽車集成的電子產品越來越多,而且這一速度也在日益加快。電子產品現已成為許多汽車組件的一部分,小至自動雨刮器和門鎖,大至照明、空調、動力總成、信息娛樂系統,甚至各種安全系統,無一不集成了各種電子產品。最初,汽車只配備幾個CPU。而現在,汽車上的CPU數量已接近100個。

  為了向客戶提供優質產品,馬自達電子測試和研究團隊需要評估所有電子組件的“邏輯”和“穩健性”。邏輯是指每個電子組件的功能。要了解穩健性的概念,必須首先意識到電子組件的工作環境并不總是處于理想狀態。例如,組件可能會暴露于極端條件下,如電源電壓不穩定、噪聲很大或輸入信號不理想。穩健性是指組件在極端環境中使用正確邏輯正常工作的能力。換句話說,我們希望評估每個電子組件對這些惡劣條件的承受力。

  2、挑戰
  電子組件的邏輯和穩健性一直都是需要評估的對象。過去,汽車僅使用幾種電子組件來執行簡單的功能,每個組件都是在專門準備的環境中單獨進行的。但隨著電子組件日益多樣化,且功能日益復雜,這種操作的弊端漸漸顯露出來。現在,多個電子組件系統之間會進行通信,并且系統的運行與其他系統息息相關。除了對系統逐個進行測試外,還必須進行多系統測試,以便有效地評估這些系統的功能。除了評估組件的穩健性,系統的穩健性也必須進行評估。隨著組件和裝置種類的日益豐富,要評估的項目數量呈指數增長。因此,系統的評估工作顯然需要自動化。

  馬自達在大約十年前就已經意識到這些需求了,但卻找不到滿足所有需求的評估系統。鑒于這種情況,我們決定迎難而上,解決這個問題。換而言之,我們決定開發一個自動化系統來驗證邏輯,并全面評估電子組件協同工作的穩健性。

  3、解決方案/優勢
  我們需要開發的系統將會非常龐大復雜。因此,開發工作預計需要數年的時間并分階段完成。階段1系統由以下元件組成:硬件在環仿真(HILS)引擎、機器人和圖像處理系統。開發HILS引擎的NI HILS系統包含了PX(I 用于儀器的PCI擴展)產品和RIO模塊。我們使用LabVIEW系統設計平臺,開發了這些硬件產品所需的軟件。

  將HILS納入此系統的原因如下:首先是馬自達一直朝著“全球首創”的目標努力。比如,馬自達致力于推進基于模型的解決方案的開發和實際應用,以保持領先優勢。鑒于這種創新文化,在可能的情況下,我們當然希望利用模型評估電子組件。但是,我們知道有些組件根本無法建模。對于不適合建模的零件,通常的做法是采用其他系統,但這次最終我們決定擴展HILS系統的功能。PXI平臺適用于構建多種測試系統,因此我們可以在一個系統上同時構建HILS部分和擴展部分。

  挑戰:
  我們需要開發一個自動化系統來驗證邏輯(功能),并全面評估電子組件協同工作的穩健性,包括相關操作和結果判斷。

  解決方案:
  我們使用NI平臺構建了一個HILS系統,該系統包括PXI產品、可重配置I/O模塊(FPGA)和LabVIEW。我們添加了噪聲仿真器、GPS仿真器、語音合成系統和其他元件來評估穩健性;還納入了用于自動執行任務的機器人和圖像處理系統。

  我們新開發的系統能夠對多種協同工作的電子組件進行邏輯驗證和穩健性評估。事實上,以前沒有一個系統能夠幫助我們獲得如此巨大成功。此外,我們還實現了各種測試相關操作和結果判斷的自動化。

  這極大地減少了工作量,給我們帶來了巨大的優勢。與手動測試相比,測試單個電子組件所需的時間縮短了90%。此外,我們使用攝像頭拍攝儀表顯示器(如速度計),然后使用系統的自動評估功能來處理圖像,與過去的舊方法相比,這一做法所用的工時減少了90%。

  6、未來開發計劃
  這一新開發的系統將繼續逐步完善。目前,我們的目標是使用這個NI產品系統評估所有電子組件。因此,電子測試和研究團隊目前的工作重點是評估所有電子組件,包括動力總成相關組件。在使用這個新開發的系統之前,我們使用一站式HIL系統來評估動力總成的相關組件。因此這些組件不屬于這個新開發系統的目標。但無論是發動機還是電子組件,馬自達都將繼續朝“全球首創”的目標努力。此外,汽車零部件的創新也要求對測試進行創新,因此馬自達將持續不斷地完善其評估流程。

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