"該系統(tǒng)的核心是NIFPGA8733R板卡。該板卡可在測試操作過程中生成并控制所有發(fā)動機(jī)信號之間的同步。它還可確保監(jiān)控測試試驗(yàn)過程中正確執(zhí)行時的生成值/測量值的精度。"——W.DiPalma,MAGNETIMARELLIPOWERTRAIN

挑戰(zhàn):

開發(fā)低成本且可擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu)，該架構(gòu)應(yīng)能夠運(yùn)行類似于測試配置文件的電機(jī)，以進(jìn)行電子控制單元(ECU)可靠性篩選評估。為提高電子控制單元（ECU）的可靠性篩選評估能力，需要開發(fā)一套能夠運(yùn)行一個電機(jī)（等效一個測試文件）的低成本、可擴(kuò)展性的系統(tǒng)架構(gòu)。

解決方案:

通過代碼設(shè)計，仿真各種基本環(huán)境和電機(jī)傳感器及其他各種傳感器，構(gòu)建基于NI現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)板卡的系統(tǒng)核心，因此，無需PXI數(shù)據(jù)采集(DAQ)設(shè)備執(zhí)行I/O和控制器局域網(wǎng)(CAN)等時間關(guān)鍵型外設(shè)。

典型的動力傳動模塊可完成汽車相關(guān)的各種功率傳送與邏輯功能。這些多功能模塊需要把邏輯核心電子設(shè)備（以滿足高處理速度和大內(nèi)存需求）與智能功率電子設(shè)備（噴油器驅(qū)動器）集成起來。該集成混合了最新的電子封裝技術(shù)與可在嚴(yán)酷操作條件下工作的大功率模塊。

ECU故障通常是汽車故障的一大主要原因。因此，對制造商來說，潛在的經(jīng)濟(jì)損失以及保修方面的法律法規(guī)，都使得對OEM的各種質(zhì)量和可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)格。傳統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)限制要求汽車生產(chǎn)商生產(chǎn)線的部件不合格率必須小于十萬分之一，每一千輛汽車僅能發(fā)生三至五次事故。

在如此復(fù)雜的設(shè)計中，在線測試、終端功能測試、老化批處理等傳統(tǒng)測試篩選方法經(jīng)實(shí)踐證明，是無法達(dá)到這么高的質(zhì)量目標(biāo)。而且，微控制器和其它數(shù)字SOC外圍設(shè)備的內(nèi)部架構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計均是芯片供應(yīng)商IP的一部分。因此，現(xiàn)場等效功能篩選方法已經(jīng)被確認(rèn)為是用于篩選存在潛在故障的零件的一種有效方法，可為質(zhì)量測試提供更有價值的信息，該方法不包含在標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)測試流程中。

在傳統(tǒng)ECU模塊設(shè)計過程中，客戶會要求進(jìn)行可靠性測試，以證明產(chǎn)品的可靠性及其與項(xiàng)目要求的符合程度。其中的主要難點(diǎn)在于裝車前如何管理這些復(fù)雜的分布式系統(tǒng)的質(zhì)量、可靠性和安全性。電子產(chǎn)品制造的生產(chǎn)線一般采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。生產(chǎn)線采用直線順序作業(yè)，包括錫膏印刷、元件更換和焊接。在電子產(chǎn)品制造行業(yè)中，最終產(chǎn)品通常只有兩種不同的狀態(tài)：“可工作”或“不可工作”。但是，“可工作”狀態(tài)取決于每個組件，單個組件的一個很小的瑕疵都可能對印刷電路板(PCB)產(chǎn)品的整體性能產(chǎn)生重大影響。

通過與IPRS.r.l進(jìn)行技術(shù)合作，MagneTIMarelliPowertrainS.p.A.以非常低的成本設(shè)計出一款全新的可擴(kuò)展多平臺測試架構(gòu)，涵蓋從可靠性設(shè)計的初級階段到篩選設(shè)備的制造等測試的各方各面。

該解決方案基于各種商業(yè)現(xiàn)成(COTS)元件，是可靠性和系統(tǒng)維護(hù)性測試的絕佳之選，同時還可使極大減小用戶定制時所需的外部調(diào)理模塊。該系統(tǒng)還具有高度適應(yīng)性。例如，只需進(jìn)行簡單的配置選擇，該系統(tǒng)便可生成霍爾型或VRS型曲軸和凸輪軸或其他所有等效電機(jī)傳感器的配置文件。

我們選擇使用LabVIEW軟件來開發(fā)用戶界面，這是由于LabVIEW具有非常便于使用的操作界面。該系統(tǒng)還包括一塊FPGA板卡，可支持開環(huán)和閉環(huán)仿真配置文件。此外，該系統(tǒng)的核心是NIPXIFPGA板卡。該板卡可在測試操作過程中生成并控制所有發(fā)動機(jī)信號之間的同步。它還可確保監(jiān)測測試試驗(yàn)正確執(zhí)行時的的生成值/測量值的精度。

在FPGA板卡上運(yùn)行的時間關(guān)鍵型核心進(jìn)程與在Windows操作系統(tǒng)上運(yùn)行的CPU相互獨(dú)立，Windows操作系統(tǒng)安裝的均是非時間關(guān)鍵型進(jìn)程。自定義設(shè)計的板卡（系統(tǒng)板卡）包含用作為每個待測設(shè)備(DUT)的門/調(diào)理集線器的信號調(diào)理電路。

該系統(tǒng)還可無限擴(kuò)展。我們設(shè)計了兩種不同的組成結(jié)構(gòu)：一種用于研發(fā)目的的10個DUT的可靠性測試，另一種是用于40個倉庫的大型擴(kuò)展系統(tǒng)，用于滿足生產(chǎn)廠房的篩選要求。

系統(tǒng)ERA設(shè)計可運(yùn)行壓控配置文件來驗(yàn)證偏壓條件下產(chǎn)品可否正常運(yùn)行及其公差。運(yùn)行時配置文件可根據(jù)DUT的電壓組定義獨(dú)立進(jìn)行編程。

這一款高性價比的解決方法使得我們可以采用各種具有高度擴(kuò)展性的硬件在環(huán)等效系統(tǒng)。該設(shè)備幾乎可運(yùn)行10個不同的電機(jī)配置文件，幫助我們在設(shè)計初期及時發(fā)現(xiàn)潛在故障。