隨著科技的進(jìn)步，汽車在人們生活中越來越重要，人們對汽車要求也越來越多；無論是汽車的控制性、舒適性、娛樂性還是對聯(lián)網(wǎng)性能都有了較大的提高。在這種大環(huán)境下，汽車電子技術(shù)加速發(fā)展，功能越來越多，智能化和復(fù)雜化程度也越來越高。

更好的測試將優(yōu)化設(shè)計(jì)、簡化生產(chǎn)

NI在汽車車輛行業(yè)，從ECU硬件在環(huán)到控制器快速原型設(shè)計(jì)，從車載多媒體測試到混合動力系統(tǒng)開發(fā)等應(yīng)用中，提供包括測量儀器、數(shù)據(jù)采集、信號調(diào)理、機(jī)器視覺、運(yùn)動控制、分布式I/O、工業(yè)通訊、儀器控制等多樣的軟硬件選擇。

基于靈活可擴(kuò)展的模塊化構(gòu)架，NI的平臺均可實(shí)現(xiàn)軟硬件的無縫集成和系統(tǒng)功能升級。目前幾乎與所有的汽車電子廠商與供應(yīng)商均采用NI的平臺實(shí)現(xiàn)各種測試仿真和設(shè)計(jì)應(yīng)用。

例如，現(xiàn)代豪華轎車可能有多達(dá)100個(gè)發(fā)動機(jī)控制單元（ECU），相比傳統(tǒng)的測試方法，想要測試這些系統(tǒng)的技術(shù)、總線和同步變得越來越為困難。測試工程師需要測試策略和平臺，滿足他們對自動化、汽車專用I/O和靈活性的需求。NI產(chǎn)品提供了一套自動化產(chǎn)品，用來測試常用的汽車音頻和視頻接口，包括DVI和HDMI等接口和LVDS等自定義需求。這些解決方案結(jié)合了高性能基于PXI的模塊化儀器，并帶有功能強(qiáng)大、易于使用的應(yīng)用軟件。通過在NIPXI平臺構(gòu)架的汽車電子產(chǎn)品性能測試系統(tǒng)，由于具有靈活，可配置，可快速開發(fā)等特點(diǎn)，十分適合于汽車電子行業(yè)的質(zhì)量，分析，實(shí)驗(yàn)等部門進(jìn)行產(chǎn)品分析，首件測試，功能實(shí)驗(yàn)等用途。

NI公司也提供了數(shù)個(gè)用于小成本，小體積的HIL測試系統(tǒng)供選擇。NICompactRIO是一種低成本的可重配置的控制和采集系統(tǒng)。系統(tǒng)采用由可重配置I/O（RIO）現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）技術(shù)組成一個(gè)開放的小型嵌入式架構(gòu)。

這種技術(shù)將實(shí)時(shí)處理器和用戶可編程FPGA結(jié)合起來。用戶可以使用FPGA創(chuàng)建自定義的I/O特性并且可以把模型執(zhí)行和信號處理運(yùn)算從實(shí)時(shí)處理器下放到FPGA上來提高HIL測試系統(tǒng)的性能。

PXI是一款基于PC的測試，測量和控制的開放平臺。它提供廣泛的實(shí)時(shí)處理器選擇，包括數(shù)個(gè)高性能的多核處理器。PXI平臺能在很多同步技術(shù)下工作，包括通過IRIG-B，IEEE1588，SCRAMNet以及反射內(nèi)存來在多機(jī)箱HIL測試系統(tǒng)中用于共享定時(shí)，觸發(fā)和數(shù)據(jù)。

對于硬件在環(huán)，NI一直都具有很權(quán)威的影響，硬件在環(huán)HIL仿真可以用于更加有效的測試嵌入式控制系統(tǒng)。當(dāng)測試嵌入式控制系統(tǒng)時(shí)，從安全性，可行性和合理的成本上考慮，使用全系統(tǒng)進(jìn)行所有必要的測試是不現(xiàn)實(shí)的。工程師可以使用HIL仿真來模擬部分系統(tǒng)以面對這些挑戰(zhàn)，在將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測試之前使用戶能夠在虛擬環(huán)境下測試嵌入式控制器件。有了這個(gè)功能，即使工程師要測試的系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，也可以以一種具有成本效益的方式維持可靠性和市場投放。

一個(gè)HIL測試系統(tǒng)由三個(gè)主要部分組成：一個(gè)實(shí)時(shí)處理器，I/O接口和一個(gè)操作界面。實(shí)時(shí)處理器是HIL測試系統(tǒng)的核心。它提供大多數(shù)HIL測試系統(tǒng)的確定執(zhí)行。要精確地仿真測試系統(tǒng)中物理上并不存在的部分，一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)是非常必要的。I/O接口是與被測部件交互的模擬，數(shù)字和總線信號，用它們來產(chǎn)生激勵信號，獲取用于記錄和分析的數(shù)據(jù)，并提供被測的電子控制單元（ECU）與模型仿真的虛擬環(huán)境之間的傳感器/執(zhí)行器交互。操作界面與實(shí)時(shí)處理器相通，提供測試命令和可視化。在大多數(shù)情況下，這個(gè)部件也提供配置管理，測試自動化，分析和報(bào)告任務(wù)。

一旦確定了HIL測試系統(tǒng)的構(gòu)架，創(chuàng)建一個(gè)HIL測試系統(tǒng)首先是選擇最能滿足要求的實(shí)時(shí)處理元件。NI公司為執(zhí)行HIL測試系統(tǒng)提供了廣泛的實(shí)時(shí)處理選擇。因?yàn)樗鼈兌蓟陂_放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以它們能確保用戶總能將最新的PC技術(shù)進(jìn)展用在自己的HIL測試系統(tǒng)中，從而始終滿足未來測試系統(tǒng)的要求。

電機(jī)將是電動汽車設(shè)計(jì)的重心

最近國外的高端電動車特斯拉和國內(nèi)的平民電動車比亞迪都是炙手可熱，站在測試的角度，電動汽車和傳統(tǒng)汽車在內(nèi)部電子設(shè)備與車身控制設(shè)備上的不同給開發(fā)和測試也帶來了一定的影響。

電機(jī)是電動汽車的主要動力來源，相應(yīng)的也為電動汽車控制設(shè)備的嵌入式控制系統(tǒng)開發(fā)人員和測試工程師帶來了新的挑戰(zhàn)，速度便是其一。電子驅(qū)動引擎控制單元（ECU）控制算法的運(yùn)行速度必須遠(yuǎn)快于內(nèi)部燃燒引擎的動力傳達(dá)ECU。更快的速度需求使得傳統(tǒng)的HIL測試不足以支持測試電機(jī)ECU。而電機(jī)的仿真必須具備高仿真精度，HIL測試系統(tǒng)則必須在1μs的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行仿真模型，以充分顯示電機(jī)的實(shí)際操作。之前，高精度仿真和高速度運(yùn)行似乎不可能并存，許多測試工程師不得不因此采用更為昂貴的測功器或現(xiàn)場測試來驗(yàn)證他們的嵌入式軟件。

NI與合作伙伴共同開發(fā)了用于NIVeriStand的JMAG附加軟件模塊，該附加軟件模塊使用由FEA生成的電感與反電動勢（EMF）數(shù)據(jù)，進(jìn)行電機(jī)模型的實(shí)時(shí)仿真。由于電機(jī)結(jié)構(gòu)的不對稱性會產(chǎn)生非正弦通量和電流，經(jīng)典的D-Q模型就不再適用，這時(shí)就需要采用FEA技術(shù)。混合動力汽車制造商采用了高速電機(jī)，這對于優(yōu)化生產(chǎn)空間和成本來說十分重要。

在FEA仿真中，電機(jī)模型極其精確，且具有高精度，可充分體現(xiàn)電機(jī)中的非線性。然而，這種高精真的仿真耗時(shí)嚴(yán)重，設(shè)計(jì)工程師們不得不測量電機(jī)參數(shù)，并在后處理過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。對于復(fù)雜的電機(jī)模型，該過程需要花費(fèi)數(shù)個(gè)小時(shí)。通過NI和合作伙伴的軟件工具，可生成高精度模型，再搭配使用NILabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件和NIVeriStand軟件來配置實(shí)時(shí)測試應(yīng)用程序，最終完成驗(yàn)證任務(wù)。通過這樣的方式，NI滿足了電機(jī)測試和仿真中的主要需求。現(xiàn)在用戶可以以微秒的速度運(yùn)行FEA電機(jī)模型。這些模型可精確地仿真復(fù)雜的非線性行為，然后用戶就可以將在FPGA中運(yùn)行的模型連接至其它硬件，以高I/O速率進(jìn)行完整測試。

在真實(shí)系統(tǒng)中測試多種瞬變電流以及故障情況往往很麻煩或難操作，但這一點(diǎn)可通過實(shí)時(shí)高精度電機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)。在這之前，通過HIL測試以及標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)D-Q模型來實(shí)現(xiàn)許多情況，例如電機(jī)終端上或直流和交流總線間的故障仿真，幾乎不可能完成。NI的HIL平臺可提供最高仿真度的實(shí)時(shí)仿真，讓用戶在開發(fā)的早期階段就發(fā)現(xiàn)問題并優(yōu)化性能。全面的HIL測試可減少驗(yàn)證嵌入式軟件的現(xiàn)場測試次數(shù)，最終縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，并提高開發(fā)效率。

中國已經(jīng)多年成為全球最大的汽車市場，同時(shí)對于國際主要的汽車電子產(chǎn)品供應(yīng)商來說，中國也都是他們的主要研發(fā)生產(chǎn)基地。汽車行業(yè)已經(jīng)成為NI中國的重要客戶市場之一。因此，NI對中國的汽車電子行業(yè)市場充滿信心，會繼續(xù)針對業(yè)內(nèi)用戶的需求，特別是一些最具潛力的應(yīng)用方向，包括汽車電子產(chǎn)品性能測試、車載娛樂信息系統(tǒng)測試、嵌入式軟件性能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、硬件在環(huán)HIL、新能源汽車測試等方向，提供更加完善和最具前沿技術(shù)的解決方案。

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