Qu’est-ce que les tests HIL ?
Les tests Hardware-In-The-Loop (HIL) désignent les tests de calculateurs (ECU) réels dans un environnement simulé réaliste. Ces tests de simulation HIL sont reproductibles et peuvent être automatisés, ce qui permet des tests complets en laboratoire 24h/24 et 7j/7, raccourcit les temps de validation et élargit la gamme de scénarios de test HIL En outre, les cas d’usage critiques peuvent être testés sur un banc de test HIL sans créer de problèmes de sécurité pour l’équipement sous test ou l’environnement.
Avantages des tests HIL
- Systèmes de test HIL évolutifs du plus petit au plus grand
- Simulation Hardware-In-the-Loop du véhicule complet ou intégration des composants réels
- Tests de communication
- Simulation de messagerie véhicule et de bus
Ce que nos clients disent de nous
Grâce au système HIL composants-multiples de dSPACE, nous avons pu tester les composants mécaniques tels que la direction et les freins, en interaction directe avec les capteurs pour vérifier que tout fonctionnait ensemble correctement. L’avantage incomparable des solutions dSPACE était leur synchronisation temporelle absolue et leur configuration en boucle fermée.
La première version logicielle pour le FCU a été fonctionnelle très rapidement suite aux nombreux tests préliminaires que nous avons réalisés sur le système HIL. Nous avons pu vérifier non seulement toutes les E/S de base mais aussi les boucles de contrôle en boucle fermée afin de nous assurer que notre logiciel fonctionnait avant de le mettre sur un système réel.
À mon sens, dSPACE fournit certains des meilleurs matériels et logiciels HIL du marché. Globalement, je suis très satisfait du système HIL et de la manière dont il nous a aidé à améliorer nos capacités de tests logiciels.
Système de test HIL typique
Un système de test HIL comprend le matériel de simulation et le logiciel fourni. Est connectée au système de test HIL l’unité sous test qui est généralement constituée d’un ou plusieurs calculateurs comprenant les nouvelles fonctions ou le logiciel du calculateur à tester. En fonction du cas d'utilisation, d’autres composants matériels réels peuvent être ajoutés au système de test, par exemple système de direction ou de freinage.
Gestion des tests
Plateforme et Configuration d’E/S
Expérimentation et visualisation
Automatisation des tests
Matériel temps réel et E/S HIL
Modèle de simulation
Immersion – Phases de test et systèmes de test dans les simulations HIL
Tests de fonctions
Les tests de fonctions visent à tester une seule ou plusieurs fonctions, y compris leur interaction avec le logiciel de base du calculateur. Comme ce type de test fait généralement partie intégrante du développement de fonctions plutôt que des tests de mise en service finale, il se concentre sur l'utilisation expérimentale, sans automatisation systématique des tests. Les systèmes de test HIL (Hardware-In-the-Loop) pour les tests de fonctions nécessitent donc des interfaces de bus et de réseau polyvalentes, une simulation de messagerie véhicule au niveau du comportement et du protocole, ou des interfaces de conception pour les tests (par exemple, XCP). Ces types de tests sont souvent réalisés par les développeurs de fonctions eux-mêmes et doivent s’adapter sur un bureau de développeur.
Tests calculateur niveau composant
Les applications typiques des tests de calculateurs vont des tests d'intégration logicielle aux tests à sécurité intégrée et de fonctionnement, en passant par les tests de mise en service de calculateur. Les tests sont par conséquent hautement automatisés et basés sur les exigences du calculateur pour couvrir le plus grand nombre de variantes.
Les systèmes de test pour les tests de calculateurs nécessitent des interfaces E/S et bus/réseau évolutives, y compris la simulation des pannes électriques. En outre, les tests des bus et des réseaux nécessitent une simulation de messagerie véhicule (restbus) au niveau du comportement et du protocole ainsi qu'une manipulation étendue.
Les tests de composants réels nécessitent des modèles de comportement physique complets et des performances de simulation pouvant être augmentées en conséquence. Idéalement, les fonctions du système de test peuvent être adaptées en fonction de l'évolution des exigences du projet.
Tests de réseau et de domaine de calculateur
Les tests de domaine et de réseau de calculateur sont caractérisés par les tests de bout en bout des fonctions distribuées. Cela inclut des tests de sommeil ou de réveil ainsi que des tests de sécurité et de fonctionnement du réseau ECU du véhicule. Le besoin d'un large éventail de canaux d'E/S ainsi que d'interfaces de bus et de réseau est caractéristique de ces types de systèmes de test.
Une multitude de modèles de comportement physique doit être traitée de manière synchrone sur plusieurs systèmes temps réel regroupés. Pour gérer des modèles et des scénarios complexes, des performances de simulation et des capacités multiprocesseurs solides sont nécessaires.
Les systèmes de test de réseau d’ECU exécutent souvent des programmes de test hautement automatisés 24 heures sur 24, rendus possibles par des systèmes complets de gestion de tests.
Sujets spécialisés
Validation d'une communication sûre et sécurisée entre bus et réseaux
La validation des réseaux de communication en véhicule est cruciale pour le test HIL des systèmes automobiles distribués. dSPACE propose des solutions complètes pour la simulation et l'analyse des systèmes de bus tels que CAN FD, LIN, FlexRay et Automotive Ethernet, ainsi que des protocoles de niveau supérieur. Ces solutions prennent en charge la simulation complète de messagerie véhicule (restbus), des fonctionnalités de type passerelle et l'injection de défauts, ce qui permet de vérifier le comportement de la communication de l'ECU dans des conditions temps réel. Les outils intégrés permettent une analyse précise de la synchronisation, la manipulation des signaux et la simulation des mécanismes de sûreté et de sécurité, tout en garantissant l'exactitude fonctionnelle et la conformité aux spécifications constructeur et aux normes industrielles.
Les réglementations et les normes en matière de cybersécurité automobile exigent la protection des composants du véhicule contre les menaces extérieures en sécurisant la communication entre eux. Pour ce faire, on utilise des protocoles de sécurité au niveau du bus et du réseau, tels que SecOC, MACsec, IPsec et (d)TLS. Au cours du développement des véhicules et de leurs calculateurs, les contre-mesures mises en œuvre doivent faire l'objet de tests suffisants pour valider les objectifs de cybersécurité.
Les systèmes de test HIL de dSPACE sont bien adaptés à la réalisation des types de tests de cybersécurité suivants :
- Tests fonctionnels et de conformité des mécanismes de sécurité mis en œuvre conformément à leurs spécifications, y compris les tests de dépendance entre la sécurité et la sûreté.
- Fuzzing et tests de pénétration : tests exploratoires visant à minimiser les faiblesses et les vulnérabilités non identifiées, à valider les objectifs de cybersécurité et à confirmer qu'il ne subsiste aucun risque déraisonnable.
Validation réaliste avec VIL et HIL
Les essais VIL (Vehicle-In-the-Loop) améliorent les configurations HIL (Hardware-In-the-Loop) en ajoutant la dynamique du monde réel à la validation numérique. La technologie VIL permet de tester un véhicule complet en ce qui concerne ses systèmes d'assistance au conducteur/de conduite automatisée (ADAS/ADS) en simulant l'environnement et les scénarios en temps réel et en stimulant les capteurs pertinents pour l'ADAS. Les tests ADAS-VIL sont un cas particulier des tests ADAS-HIL. Dans ce cas, le « matériel » dans la boucle est le véhicule complet.
Domaines d'application
Les systèmes HIL dSPACE sont adaptés à un large éventail de secteurs d’application, de l’automobile à l’aéronautique en passant par le ferroviaire et la marine.
