Weniger Zeitaufwand und höhere Wiederverwendbarkeit bei HIL-Tests mit der Erweiterung SLSC für PXI und CompactRIO

Im Zuge des technischen Fortschritts kommt in komplexen, sicherheitskritischen Systemen in etwa der Automobil- und Luftfahrtindustrie zunehmend Embedded-Software zum Einsatz. In vielen Branchen werden zum Testen von Embedded-Software HIL-Tests (Hardware-in-the-Loop) eingesetzt, wobei die Eingaben für das System nach realen Szenarien simuliert werden. Durch diese Herangehensweise kann das Prüfpersonal häufig und bereits früh testen, ohne teure Hardware zu gefährden und Sicherheitsrisiken durch nicht vollständig getestete Produkte einzugehen.

Da für erfolgreiche HIL-Tests viel von der genauen Simulation realer Signale abhängt, waren bislang die benutzerdefinierte Signalaufbereitung und die interne Entwicklung simulierter Lasten zur Gewährleistung der Signalintegrität die Norm. Zwar weiß der am System arbeitende Prüfingenieur in der Regel am besten über die jeweiligen Testanforderungen Bescheid, doch konnte NI beobachten, dass diese Art der benutzerdefinierten Entwicklung zu einem großen Teil in Unternehmen und Branchen bereits üblich ist. Diese Beobachtung führte zur Entwicklung von SLSC, einem Zusatzmodul zur leistungsstarken NI-Plattform für Mess-, Steuer- und Regelanwendungen, das die Signalaufbereitung und Anforderungen an den Prüfstimulus optimiert.

^{SLSC ergänzt die Funktionalität von Mess-, Steuer- und Regelhardware wie etwa PXI}

SLSC besteht aus einem Chassis und Modulen, die der Erweiterung von PXI und CompactRIO dienen. Jedes Modul verfügt über ein Rear Transition Interface (RTI), das für eine flexible, standardisierte Verbindung zwischen SLSC und PXI oder CompactRIO sorgt. Darüber hinaus bietet ein SLSC-System eine Standard-Pinbelegung, die den Einsatz gängiger Kabel erlaubt und eine Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung überflüssig macht.

SLSC-Steckmodule können im Chassis in drei verschiedenen Modi betrieben werden: Stand-alone-, Durchlass- oder Kaskadenmodus. Im Kaskadenmodus kann der Signalpfad durch mehrere SLSC-Module kaskadiert werden. Zudem können Zusatzfunktionen wie die Signalfehlersimulation implementiert werden. Anwender können aus einer Vielzahl von Drittanbietermodulen wählen oder mithilfe des umfassenden Module Development Kit von NI aus Hard- und Software eigene Module erstellen.

SLSC-Hardware vereinfacht die Systemintegration, indem die Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung durch Signalverdichtung bei Verwendung von Standardkabeln reduziert wird. Jedes SLSC-Chassis besitzt einen digitalen SLSC-Bus, der sich zur Erkennung, Konfiguration und Einstellung von Parametern einzelner Module eignet. Signale werden entweder über das Front oder Rear Transition Interface (RTI) durch die SLSC-Module geleitet. Durch den Entwurf eigener sekundärer Backplane-RTIs lässt sich die Systemverdrahtung reduzieren.

^{Das SLSC befindet sich zwischen dem Prüfling und dem verwendeten Datenerfassungsgerät}

Ein SLSC-System setzt sich aus vier verschiedenen Komponententypen zusammen: Chassis, Module, Rear Transition Interfaces (RTIs) und Kabel.  Das Chassis und die Architektur wurden von National Instruments entworfen und produziert, wobei sowohl NI als auch Partner Komponenten herstellen, die das Ökosystem abrunden.

• Das SLSC-Chassis: Das SLSC-Chassis ist in Kombination mit PXI für mehr Leistung ausgelegt und stellt eine größere Fläche bereit als PXI allein. Daher eignet es sich besonders für hohe Stromlasten, das Schalten und die Signalaufbereitung.  Über das Chassis erfolgt die Kommunikation mit den Modulen, die Montage und die Kühlung.
• SLSC-Module: SLSC-Module übernehmen die Schaltung, Lastsimulation oder Signalaufbereitung für die Signalstrecken.  Die Module können über das SLSC-Chassis oder über Hilfsleitungen an den Modulen selbst kommunizieren und mit Strom versorgt werden.
• Rear Transition Interface (RTI): Die RTIs sorgen für eine standardmäßige Anschlussmöglichkeit von SLSC-Modulen an handelsübliche Kabeloptionen (COTS) und zurück an DAQ-Module.  RTIs sind grundsätzlich für SLSC-Module ausgelegt und werden je nach gewünschter Konnektivität und Verkabelung ausgewählt, um Signale zurück zum PXI- oder cRIO-System zu übertragen.
• Kabel: Eine der größten Stärken des SLSC-Systems liegt in der Reduzierung zeit- und kostenaufwendiger Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung, da die Signale über Bänke innerhalb gängiger Kabel übertragen werden können.  Das SLSC-Ökosystem stellt eine Reihe von Kabeln bereit, mit denen Anwender Signalpfade entsprechend trennen und verbinden können.

^{Schaubild eines Beispielsystems mit SLSC-Komponenten und deren Schnittstellen zu einer PXI-Datenerfassungskarte}

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