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2020OEM机械设计技术研讨会云会议
控制软件

马自达使用软件定义的自动化测试系统, 降低了90%的测试成本

  2020年07月20日  

  许多人认为,没有大规模的4G/5G蜂窝连接,全自动驾驶汽车就不可能实现。各种趋势表明,蜂窝V2X(C-V2X)技术将基于3GPP Release 14标准进行初步部署,重点将部署到车辆间(V2V)和车辆与基础设施(V2I)应用。

  为了在这一新兴市场保持竞争力,汽车OEM和供应商开始使用基于V2X的基本安全和辅助功能,如紧急刹车警告和路口辅助。此外,他们也在紧锣密鼓地制定路线图,以便将高级安全功能纳入汽车设计,制造出安全高效的车辆。随着各项新标准迅速获得批准,在将V2X技术集成到汽车之前,势必要先进行原型验证及其技术可行性验证。

C-V2X开环测试系统

  1、应用要求
  ■ 使用PC5接口验证V2X DUT行为,并利用V2V和V2I技术的优势制造更安全的汽车。
  ■ 根据欧盟、美国和中国区域标准,验证V2X应用的功能。
  ■ 部署灵活的软件定义测试平台架构,以集成现有技术和即将推出的技术,如GNSS、DSRC、LTE-V2X和基于5G新空口的V2X。
  ■ 缩短测试平台的开发时间,加快技术尽职调查的速度。

  2、NI的优势
  ■ NI提供了软件定义的V2X开环解决方案,该解决方案符合Release 14的要求,并且可以灵活适应未来的各项标准。
  ■ NI解决方案能够测试待测设备(DUT)的功能,包括V2X车载单元(OBU)、路边单元(RSU)和远程信息处理控制单元(TCU)。
  ■ NI联合其联盟伙伴S.E.A.,提供了一种闭环系统解决方案,可以动态控制其他交通对象和传感器并与之进行交互。

  3、NI解决方案
  ■ 软件定义架构可不仅符合现有无线标准,而且也可适应即将推出的各项无线标准。
  ■ 更高级别V2X信令堆栈可支持美国(WAVE)、欧盟(ITS-G5)和中国(CSAE)的区域标准。
  ■ V2X Day 1应用场景目录提供了现成的场景来帮助用户快速启动测试,而且还可添加用户定义的测试方案。
  ■ NI提供了以下附加软件:
   ★软件定义的GNSS仿真器;
   ★拥堵仿真软件,可模拟周边交通环境,并可在1 ms的循环周期中模拟多达数百辆汽车,同时保证通信速率;
   ★信道仿真软件,可模拟物理失真无线电波。

  4、根据您的需求进行系统集成
  NI提供了各种集成解决方案供您选择,而且可根据您的特定应用需求进行定制。您可将系统控制工作完全交给公司内部的集成团队,也可以利用NI遍布全球的联盟伙伴的专业技术,获得完整的系统解决方案。请联系客户经理,或者打电话或发送电子邮件给我们,详细了解NI如何帮助您提高产品质量并缩短测试时间。

马自达使用软件定义的自动化测试系统,降低了90%的测试成本。以下文字,作者为马自达汽车公司的Tomohiko Adachi。

马自达案例

  1、背景
  众所周知,汽车集成的电子产品越来越多,而且这一速度也在日益加快。电子产品现已成为许多汽车组件的一部分,小至自动雨刮器和门锁,大至照明、空调、动力总成、信息娱乐系统,甚至各种安全系统,无一不集成了各种电子产品。最初,汽车只配备几个CPU。而现在,汽车上的CPU数量已接近100个。

  为了向客户提供优质产品,马自达电子测试和研究团队需要评估所有电子组件的“逻辑”和“稳健性”。逻辑是指每个电子组件的功能。要了解稳健性的概念,必须首先意识到电子组件的工作环境并不总是处于理想状态。例如,组件可能会暴露于极端条件下,如电源电压不稳定、噪声很大或输入信号不理想。稳健性是指组件在极端环境中使用正确逻辑正常工作的能力。换句话说,我们希望评估每个电子组件对这些恶劣条件的承受力。

  2、挑战
  电子组件的逻辑和稳健性一直都是需要评估的对象。过去,汽车仅使用几种电子组件来执行简单的功能,每个组件都是在专门准备的环境中单独进行的。但随着电子组件日益多样化,且功能日益复杂,这种操作的弊端渐渐显露出来。现在,多个电子组件系统之间会进行通信,并且系统的运行与其他系统息息相关。除了对系统逐个进行测试外,还必须进行多系统测试,以便有效地评估这些系统的功能。除了评估组件的稳健性,系统的稳健性也必须进行评估。随着组件和装置种类的日益丰富,要评估的项目数量呈指数增长。因此,系统的评估工作显然需要自动化。

  马自达在大约十年前就已经意识到这些需求了,但却找不到满足所有需求的评估系统。鉴于这种情况,我们决定迎难而上,解决这个问题。换而言之,我们决定开发一个自动化系统来验证逻辑,并全面评估电子组件协同工作的稳健性。

  3、解决方案/优势
  我们需要开发的系统将会非常庞大复杂。因此,开发工作预计需要数年的时间并分阶段完成。阶段1系统由以下元件组成:硬件在环仿真(HILS)引擎、机器人和图像处理系统。开发HILS引擎的NI HILS系统包含了PX(I 用于仪器的PCI扩展)产品和RIO模块。我们使用LabVIEW系统设计平台,开发了这些硬件产品所需的软件。

  将HILS纳入此系统的原因如下:首先是马自达一直朝着“全球首创”的目标努力。比如,马自达致力于推进基于模型的解决方案的开发和实际应用,以保持领先优势。鉴于这种创新文化,在可能的情况下,我们当然希望利用模型评估电子组件。但是,我们知道有些组件根本无法建模。对于不适合建模的零件,通常的做法是采用其他系统,但这次最终我们决定扩展HILS系统的功能。PXI平台适用于构建多种测试系统,因此我们可以在一个系统上同时构建HILS部分和扩展部分。

  挑战:
  我们需要开发一个自动化系统来验证逻辑(功能),并全面评估电子组件协同工作的稳健性,包括相关操作和结果判断。

  解决方案:
  我们使用NI平台构建了一个HILS系统,该系统包括PXI产品、可重配置I/O模块(FPGA)和LabVIEW。我们添加了噪声仿真器、GPS仿真器、语音合成系统和其他元件来评估稳健性;还纳入了用于自动执行任务的机器人和图像处理系统。

  我们新开发的系统能够对多种协同工作的电子组件进行逻辑验证和稳健性评估。事实上,以前没有一个系统能够帮助我们获得如此巨大成功。此外,我们还实现了各种测试相关操作和结果判断的自动化。

  这极大地减少了工作量,给我们带来了巨大的优势。与手动测试相比,测试单个电子组件所需的时间缩短了90%。此外,我们使用摄像头拍摄仪表显示器(如速度计),然后使用系统的自动评估功能来处理图像,与过去的旧方法相比,这一做法所用的工时减少了90%。

  6、未来开发计划
  这一新开发的系统将继续逐步完善。目前,我们的目标是使用这个NI产品系统评估所有电子组件。因此,电子测试和研究团队目前的工作重点是评估所有电子组件,包括动力总成相关组件。在使用这个新开发的系统之前,我们使用一站式HIL系统来评估动力总成的相关组件。因此这些组件不属于这个新开发系统的目标。但无论是发动机还是电子组件,马自达都将继续朝“全球首创”的目标努力。此外,汽车零部件的创新也要求对测试进行创新,因此马自达将持续不断地完善其评估流程。

标签:NI我要反馈
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