Als integraler Bestandteil einer Gesamtteststrategie ermöglicht die Hardware-in-the-Loop-Testmethode das reproduzierbare Testen von realen Steuergeräten, die in eine realistische Simulationsumgebung eingebettet sind. Dies ermöglicht rund um die Uhr umfassende Tests im Labor, verkürzt die Validierungszeiten und erweitert die Palette der Testszenarien. Darüber hinaus ermöglicht HIL das Testen kritischer Grenzfälle ohne Sicherheitsprobleme für das zu testende Gerät oder die Umgebung sowohl in Closed-Loop- als auch in Open-Loop-Testaufbauten, zum Beispiel bei der Datenwiedergabe. Die zunehmende Komplexität hochgradig vernetzter E/E-Architekturen, sich entwickelnder Elektrofahrzeuge und aktiver ADAS/AD-Sicherheitssysteme macht HIL-Tests zu einem entscheidenden Faktor, um die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zu gewährleisten. dSPACE HIL-Lösungen reichen von Komponenten- bis zu Systemintegrationstests und decken alle Fahrzeugbereiche ab, vom autonomen Fahren bis hin zu emissionsfreien Fahrzeugen.
Vorteile
- HIL-Lösungen vom Komponenten- bis zum Systemintegrationstest
- Für alle Fahrzeugbereiche einschließlich E-Mobilität und autonomes Fahren
- End-to-End-Werkzeugkette für effiziente automatisierte Tests
- Umfassende Angebote für Beratung, Engineering und Schulung
- Jahrzehntelange Erfahrung mit einer Vielzahl von Kundenprojekten
What is HIL Testing?
Hardware-in-the-loop testing means the tests of real ECUs (electronic control units) in a realistic simulated environment. These tests are reproducible and can be automated which leads to 24/7 comprehensive testing in the laboratory, shortens validation times, and increases the range of test scenarios.
Advantages of HIL Testing?
HIL simulation allows for testing of critical corner cases without safety issues for the device-under-test or the environment in closed-loop as well as in open-loop test setups, e.g., data-replay testing.
The increasing complexity of highly connected E/E architectures, evolving electric vehicles, and ADAS/AD active safety systems makes HIL testing crucial to ensure the reliability of the overall system.
Lösungsangebot im Überblick
- Skalierbare Echtzeitplattformen
- Unterstützung der neuesten automotiven Bus- und Netzwerkstandards
- Umfassende Simulationsmodelle für Anwendungen, die von Verbrennungsmotoren bis hin zu autonomen Fahrzeugen und Elektrofahrzeugen reichen
- Vollständige und voll automatisierbare Software-Werkzeugkette zur Unterstützung der kontinuierlichen Integration etc.
- Realitätsnahe Lösungen für E-Mobilitätsanwendungen
- Realistische Kamera-, Lidar- und Radarmodelle können mit dSPACE HIL-Systemen in Echtzeit berechnet werden.
Deep Dive – Testphasen und Testsysteme in HIL-Simulationen
Die Entwicklung von elektronischen Systemen im Auto kann in drei Haupttestphasen unterteilt werden: Funktionstests, Steuergeräte-Tests einschließlich Perzeption und Fusion sowie Steuergeräte-Domänen- und Netzwerktests. Da sich jede Testphase auf unterschiedliche Ziele konzentriert, unterscheiden sich auch die Anforderungen an das Testsystem. Die dSPACE HIL-Systeme können an jede Phase angepasst werden, um maximale Unterstützung zu bieten.
Funktionstests
Funktionstests zielen darauf ab, einzelne oder wenige Funktionen zu testen, einschließlich ihrer Interaktion mit der Steuergeräte-Basissoftware. Da diese Art des Testens typischerweise eher ein integraler Bestandteil der Funktionsentwicklung als ein abschließender Freigabetest ist, liegt der Schwerpunkt auf der experimentellen Nutzung ohne systematische Testautomatisierung. Hardware-in-the-Loop (HIL)-Testsysteme für Funktionstests erfordern daher vielseitige Bus- und Netzwerkschnittstellen, Restbussimulation auf Verhaltens- und Protokollebene oder Design-for-Test-Schnittstellen, zum Beispiel XCP. Diese Tests werden häufig von den Funktionsentwicklern selbst durchgeführt und müssen auf einen Schreibtisch passen.
Test von Steuergeräte-Komponenten
Typische Anwendungen für Steuergeräte-Tests reichen von Software-Integrationstests über ausfallsichere und ausfallbedingte Tests bis hin zu Steuergeräte-Release-Tests. Die Tests sind daher hochgradig automatisiert und basieren auf den Anforderungen der Steuergeräte, um die hohe Zahl an Varianten abzudecken.
Testsysteme für Steuergerätetests erfordern skalierbare I/O- und Bus-/Netzwerkschnittstellen einschließlich der Simulation elektrischer Fehler. Darüber hinaus erfordert das Testen von Bussen und Netzwerken eine Restbussimulation auf der Verhaltens- und Protokollebene sowie eine umfangreiche Manipulation.
Der Test realer Komponenten erfordert umfassende Streckenmodelle und anpassbare Simulationsleistungen. Idealerweise lassen sich die Funktionalitäten des Testsystems an sich ändernde Projektanforderungen anpassen.
Steuergeräte-Domänen- und Netzwerktests
Das Testen von Steuergeräte-Domänen und -Netzwerken ist charakterisiert durch das End-to-End-Testen von verteilten Funktionen. Dazu gehören Sleep- oder Wake-up-Tests sowie Fail-Safe- und Fail-Operational-Tests des Steuergeräte-Netzwerks des Fahrzeugs. Charakteristisch für diese Testsysteme ist, dass sie eine Vielzahl an I/O-Kanälen sowie Bus- und Netzwerkschnittstellen benötigen.
Eine Vielzahl von Streckenmodellen muss zeitsynchron auf mehreren geclusterten Echtzeitsystemen verarbeitet werden. Um komplexe Modelle und Szenarien zu bewältigen, sind eine hohe Simulationsleistung und Multiprozessorfähigkeit erforderlich.
Systeme für den Test von Steuergeräte-Verbunden führen rund um die Uhr hochautomatisierte Testprogramme aus, was durch umfassende Testmanagementsysteme möglich wird.
Basiskomponenten einer Hardware-in-the-Loop-Lösung
Ein typisches HIL-Testsystem umfasst verschiedene Bausteine, wie Echtzeit-Simulationshardware mit allen relevanten Schnittstellen für den Anschluss des Steuergeräts als Prüfling, genaue Simulationsmodelle der Umgebung sowie effiziente und einfach zu bedienende Software-Werkzeuge für die Konfiguration und das Experimentieren. Darüber hinaus steigert eine leistungsstarke Testautomatisierungssoftware die Effizienz durch 24/7-Validierung und eine Testmanagement- und Kollaborationssoftware ermöglicht die Bewältigung der zunehmenden Testkomplexität in Steuergeräte-Entwicklungsprojekten. Durch die Kombination aller Basiskomponenten entsteht eine umfassende und leistungsstarke HIL-Testlösung.
Hardware
Simulationsmodelle
Experimentieren und Visualisierung
Konfiguration
Management und Automatisierung
Unterstützung bei der Entwicklung von Anfang bis Ende
Die Entwicklung komplexer E/E-Systeme und Software mit immer mehr sicherheitskritischen Funktionen, insbesondere im Bereich autonomer Systeme, wirft die Frage auf, wie die Funktionssicherheit garantiert werden kann. Deshalb bietet dSPACE umfassendes Know-how in den Bereichen funktionale Sicherheit, Teststrategieentwicklung sowie Verifikation und Validierung komplexer E/E-Prozesse, um Sie von den ersten Projektphasen bis zur Homologation zu unterstützen.
dSPACE Systeme sind einfach einzurichten und in Betrieb zu nehmen. Wenn Projekte jedoch komplexer werden, maßgeschneiderte Lösungen notwendig sind oder der Zeitdruck hoch ist, können Sie sich auch auf die schnellen und kompetenten Engineering Services von dSPACE verlassen.
