通过​NI PXI​降低​车​载​信息​系统​控制​单元​(TCU)​的​测试​成本

Stephan Tarnutzer, DGE Inc.

"利用​NI​的​硬件​和​软件,​我们​依靠​人数​不多​的​工程​师​团队​迅速​地​开发​了​一个​复杂​的​模拟​器。"

- Stephan Tarnutzer, DGE Inc.

挑战:

设计​一个​工具,​能够​快速​有效​的​测试​集成​在​车​载​信息​系统​内的​控制​单元​(Telematics control unit, TCU),​测试​需要​在​实验​室​环境​里​完成,​而​非​道路​环境。

解决​方案:

使用​National Instruments​的​PXI​平台​和​LabVIEW​软件​开发​一个​车辆​驾驶​模拟​器​(Vehicle drive simulator, VDS)​来​测试​TCU,​测试​使用​了​道路​行驶​的​经验,​在​可​控​的​环境​中​进行。

HUGHES Telematics​是​一所​位于​亚特兰大​的​公司,​致力​于​设计、​开发​并​管理​以​车辆​和​驾驶​员​为​中心​的​解决​方案,​着眼​于​提升​车辆​价值,​加强​驾驭​感,​增强​体验​感,​增加​便利​性,​提高​效能​以及​保障​安全。​作为​HUGHES Telematics​的​一部分,​DGE​公司​设计​了​一个​工具,​可以​快速​有效​地​测试​集成​在​车辆​里​的​TCU,​该​公司​提供​全面​开发​和​设计​服务,​位于​密​歇​根​州​的​罗​切​斯​特​山,​为​车辆​和​交通​运输​业​提供​服务。​TCU​供应​商​和​OEM​制造​商​使用​VDS​在​一个​没有​使用​测试​车辆​的​可​控​的​环境​中​验证​TCU​的​接口​功能,​加快​了​验证​进程。

 

 

HUGHES Telematics​公司​要求​DGE​公司​开发​VDS​系统,​使​其​能​模仿​移动​电话、​人造​卫星​和​在​路上​行驶​车辆​的​总​线​(CAN)​信号。​这个​测试​系统​控制​反馈​给​TCU​的​信息,​以便​使用者​能​加​载​具有​特定​车辆​细节​的​配置​文件,​系统​模仿​了​所有​驾驶​相关​的​数据,​包含​天气、​RF​信号​反射、​地理位置​和​路径。​另外​一些​故障​现象,​比如​开路​或者​短路,​以及​卫星​和​移动​电话​信号​异常,​都可以​用​来​评价​TCU​行为。​这个​系统​能够​远程​运行​脚本​以便​在​不同​地区​的​设计​和​测试​团队​都能​使用​此​系统。

 

利用​VDS​监​控​多个​子​系统

利用​我们​的​系统,​工程​师​们​可以​建立​一个​虚拟​驾驶​场景​来​开发​和​测试​车​载​信息​系统​控制​单元,​所​模拟​的​场景​里​包含​GPS​卫星、​GSM​手机​网络、​硬件​I/​O​接口​以及​车辆​网络​通讯。​我们​使用​一台​机​架式​PC​来​控制​多个​车​载​信息​系统​相关​的​I/​O​子​系统。​该​PC​上​安装​有​基于LabVIEW​软件环境​开发​的​图形​化​用户​界面​(Graphical user interface, GUI),​使用​此​GUI​能​监​控​以下​子​系统:

  • 车辆​配置​数据
  • TCU(车​载​信息​系统​控制​单元)​界面
  • GPS​卫星​界面
  • 移动​电话​界面
  • 车辆​CAN​仿真
  • 车辆​诊断
  • 故障​嵌入
  • 能量​提供
  • 子​系统​脚本​生成/​建立​模型
  • 子​系统​日志

 

 

使用​National Instruments​的​平台​开发​VDS

为了​逼真​地​模拟​行驶​中的​车辆,​VDS​需要​结合​各种​驾驶​场景,​并​合理​地​安排​它们。​每​个​模拟​元素​中​包含​大量​的​选项​和​设置,​是​准确​复现​车辆​行驶​工​况​的​关键。

 

由于​时间​宝贵,​因此​我们​选择​LabVIEW​来​为​VDS​创建​GUI。​节省​下​的​时间,​可以​让​我们​完成​开发​GPS​卫星​和​GSM​电话​网络​模拟​器​复杂​子​系统​接口。​验证​工程​师​还​需要​寻找​一种​方案,​在​VDS​上​运行​极其​复杂​的​脚本。​对​此,​我们​并不​需要​发明​一种​新的​脚本​语言,​而是​很快​就​创建​了​一个​稳定​的​远程​连接,​使得​工程​师​能​完全​访问​VDS​的​GUI​中的​每​一个​控制​量。​使用​这​一​解决​方案,​工程​师​们​可以​用​他们​熟悉​的​语言​来​编写​脚本。

 

利用​NI​硬件​和​软件,​我们​依靠​人数​不多​的​工程​师​团队​很快​开发​了​一个​复杂​的​模拟​器。​LabVIEW​的​函数​库​中​包含​的​VI,​简化​了​VDS​子​系统​的​集成。​如果​没有​使用​LabVIEW​图形​化​编​程​环境​来​迅速​开发​我们​的​软件,​我们​恐怕​不能​满足​项目​时间​表​的​要求。 LabVIEW​还​提供​了​一些​接口,​以便​集成​不是​由​NI​生产​的​第三​方​系统​组​件。

 

此外,​NI​硬件,​包括​NI PXI-8105​双​核​2.0 GHz​的​控制器,NI PXI-6259 M​系列​数据​采集​模块NI PXI-6602​计数​器/​定​时​器​模块NI PXI-6723​模拟​量​输出​模块,​是​我们​系统​的​核心,​我们​需要​依靠​NI​产品​的​速度​和​精度。

 

利用​VDS​改变​车​载​信息​系统​的​测试

利用​VDS​系统, 我们​大大​减少​了​将​TCU​融入​车辆​环境​所需​的​时间。​TCU​供应​商​和​OEM​制造​商​使用​VDS​在​一个​没有​使用​测试​车辆​的​可​控​的​环境​中​验证​接口​功能,​加快​了​验证​进程。​没有​必要​等待​完美​的​时间​和​地点​进行​测试,​因为​VDS​可以​模拟​任何​道路、​天气、​电磁​条件。​工程​师​现在​可以​在​实验​室​中​进行​模拟,​而​不必​花费​高昂​的​运输​费用、​调动​全球​各地​的​设备​和​人员​进行​实地​测试。​不再​需要​利用​一队​OEM​车辆​进行​道路​测试,​他们​也能​在​实验​室​环境​中​验证​TCU​的​功能。

 

凭借​灵活​和​可​扩展​的​设计,​VDS​改变​了​未来​车​载​信息​系统​的​开发​平台,​测试​工程​师​不再​需要​依靠​从​OEM​测试​车辆​获得​的​经验​数据。​此外,​借助​于​闭​环​控制​的​系统,​工程​师​可以​创建​可​控​和​可​重复​的​测试​场景,​而​这​对于​依靠​实​车​道路​测试​的​系统​来说​是​无法​实现​的。​因此,​在​车​载​信息​系统​产业​中,​VDS​的​优势​是​无​与​伦​比​的,​超越​了​其它​任何​测试​系统。

 

 

作者​信息:

Stephan Tarnutzer
DGE Inc.
​2870 Technology Drive
​Rochester Hills, MI 48309
​Tel: (248) 293-1300
​Fax: (248) 293-1309

 

推荐​配置:

NI PXI-8105​双​核​2.0 GHz​的​控制器
​NI PXI-6259 M​系列​数据​采集​模块
​NI PXI-6602​计数​器/​定​时​器​模块
​NI PXI-6723​模拟​量​输出​模块
​NI LabVIEW

​ ​The DGE Vehicle Drive Simulator System is based on NI hardware and software. ​
​ ​Vehicle Drive Simulator GUI ​