HIL 테스트란 무엇입니까?
HIL(Hardware-in-the-Loop) 테스트는 현실과 거의 동일한 시뮬레이션 환경에서 실제 ECU(전자 제어 유닛)를 테스트하는 것을 의미합니다. 이러한 HIL(Hardware-in-the-Loop) 테스트는 재현 가능하고 자동화할 수 있어, 실험실에서 연중무휴 24시간 종합 테스트가 가능하며 검증 시간을 단축하고 테스트 시나리오 범위를 확장합니다. 또한 테스트 대상 장치나 환경에 안전 문제를 일으키지 않고도 HIL 테스트 벤치에서 중요한 경계조건을 테스트할 수 있습니다.
HIL 테스트의 장점
- 소규모에서 대규모까지 확장 가능한 HIL 테스트 시스템
- 전체 차량 HIL(Hardware-in-the-loop) 시뮬레이션 또는 실제 구성요소와의 통합
- 통신 테스트
- 버스 및 restbus 시뮬레이션
고객의 사용 후기
크로스 컴포넌트 dSPACE HIL 시스템 덕분에 스티어링 및 브레이크와 같은 기계 부품을 센서와 직접 상호작용하면서 테스트하여 모든 것이 올바르게 작동하는지 확인할 수 있었습니다. 절대 시간 동기화와 완전 closed-loop 설정은 dSPACE 솔루션의 독보적인 장점입니다.
FCU의 첫 번째 소프트웨어 릴리스는 HIL 시스템에서 수많은 사전 테스트를 수행한 덕분에 매우 빠르게 작동했습니다. 모든 기본 I/O뿐만 아니라 폐쇄 루프 제어 루프도 검사하여 실제 시스템에 적용하기 전에 소프트웨어가 작동하는지 확인할 수 있었습니다.
제 생각에 dSPACE는 시장에서 최고의 HIL 하드웨어와 소프트웨어를 제공합니다. 전반적으로 저는 HIL 시스템과 이 시스템이 소프트웨어 테스트 기능 향상에 도움이 된 점에 매우 만족합니다.
일반적인 HIL 테스트 시스템
HIL 테스트 시스템은 시뮬레이션 하드웨어와 함께 제공되는 소프트웨어로 구성됩니다. 테스트 대상 장치를 HIL 테스트 시스템에 연결합니다. 테스트 대상 장치는 일반적으로 테스트할 새로운 기능이나 ECU 소프트웨어가 포함된 하나 이상의 전자 제어 유닛(ECU)입니다. 사용 사례에 따라 스티어링 또는 브레이크 시스템과 같은 실제 하드웨어 부품을 테스트 시스템에 추가할 수 있습니다.
테스트 관리
플랫폼 및 I/O 구성
실험 및 시각화
테스트 자동화
HIL 실시간 및 I/O 하드웨어
시뮬레이션 모델
심층 분석 – HIL 시뮬레이션의 테스트 단계 및 테스트 시스템
기능 테스트
기능 테스트는 ECU 기본 소프트웨어와의 상호 작용을 포함하여 단일 또는 몇 가지 기능을 테스트하는 데 중점을 둡니다. 이러한 종류의 테스트는 일반적으로 최종 릴리스 테스트보다 기능 개발의 필수 부분이므로 체계적인 테스트 자동화 없이 실험적 사용에 중점을 둡니다. 따라서 기능 테스트를 위한 HIL(Hardware-in-the-loop) 테스트 시스템에는 다양한 버스 및 네트워크 인터페이스, 거동 및 프로토콜 수준에 대한 레스트버스 시뮬레이션 또는 테스트를 위한 설계 인터페이스(예: XCP)가 필요합니다. 이러한 유형의 테스트는 종종 기능 개발자가 직접 수행하며 개발자의 책상에 맞아야 합니다.
ECU 구성 요소 테스트
ECU 테스트의 일반적인 애플리케이션은 소프트웨어 통합 테스트부터 안전 및 작동 테스트, ECU 릴리스 테스트에 이르기까지 다양합니다. 따라서 테스트는 고도로 자동화되어 있으며 수많은 변형을 포괄하는 ECU 요구 사항을 기반으로 합니다.
ECU 테스트를 위한 테스트 시스템에는 전기 고장 시뮬레이션을 포함한 확장 가능한 I/O 및 버스/네트워크 인터페이스가 필요합니다. 또한, 버스 및 네트워크를 테스트하려면 거동 및 프로토콜 수준에 대한 레스트버스 시뮬레이션은 물론 광범위한 조작이 필요합니다.
실제 구성 요소를 테스트하려면 종합적인 플랜트 모델과 그에 따라 증가할 수 있는 시뮬레이션 성능이 필요합니다. 이상적으로는, 테스트 시스템 기능을 변화하는 프로젝트 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.
ECU 도메인 및 네트워크 테스트
ECU 도메인 및 네트워크 테스트는 분산 기능의 엔드 투 엔드 테스트가 특징입니다. 여기에는 슬립 또는 웨이크업 테스트는 물론 차량의 ECU 네트워크에 대한 안전 및 작동 테스트도 포함됩니다. 광범위한 I/O 채널과 버스 및 네트워크 인터페이스에 대한 필요성은 이러한 유형의 테스트 시스템의 특징입니다.
다수의 플랜트 모델은 여러 클러스터된 실시간 시스템에서 시간 동기화되어 처리되어야 합니다. 복잡한 모델과 시나리오를 처리하려면 강력한 시뮬레이션 성능과 멀티프로세서 기능이 필요합니다.
ECU 네트워크 테스트 시스템은 포괄적인 테스트 관리 시스템을 통해 24시간 내내 고도로 자동화된 테스트 프로그램을 실행하는 경우가 많습니다.
전문 주제
안전하고 보안이 확보된 버스 및 네트워크 통신 검증
분산형 자동차 시스템의 HIL 테스트에서는 차량 내 통신 네트워크 검증이 매우 중요합니다. dSPACE는 CAN FD, LIN, FlexRay, 자동차 이더넷 등 버스 시스템과 상위 레벨 프로토콜을 시뮬레이션하고 분석할 수 있는 종합 솔루션을 제공합니다. 이러한 솔루션은 완전한 restbus 시뮬레이션, 게이트웨이 기능, 오류 주입을 지원하며, 실시간 조건에서 ECU 통신 동작을 검증할 수 있습니다. 통합 툴은 정밀한 타이밍 분석, 신호 조작, 안전 및 보안 메커니즘 시뮬레이션을 제공하며, 기능 정확성과 OEM 사양 및 산업 표준 준수를 보장합니다.
자동차 사이버보안 규정과 표준은 차량 구성 요소 간 통신을 보호해 외부 위협으로부터 안전을 확보하도록 요구합니다. 이는 SecOC, MACsec, IPsec, (d)TLS 등의 버스 및 네트워크 수준 보안 프로토콜을 사용해 구현됩니다. 차량 및 전자 제어 유닛 개발 과정에서는 구현된 대응책이 사이버보안 목표를 충족하는지 검증하기 위해 충분한 테스트를 수행해야 합니다.
dSPACE HIL 테스트 시스템은 다음과 같은 유형의 사이버 보안 테스트를 수행하는 데 적합합니다.
- 안전-보안 의존성 테스트를 포함하여 사양에 따라 구현된 보안 메커니즘의 기능 및 적합성 테스트.
- 퍼징 및 침투 테스트: 확인되지 않은 약점 및 취약점을 최소화하고, 사이버 보안 목표를 검증하며, 불합리한 위험이 남아 있지 않은지 확인하기 위한 탐색 테스트.
VIL 및 HIL을 이용한 현실적인 검증
VIL(Vehicle-in-the-Loop) 테스트는 디지털 검증에 실제 동역학을 추가해 HIL(hardward-in-the-loop) 환경을 개선합니다. VIL을 사용하면 주행 환경과 시나리오를 실시간으로 시뮬레이션하고, ADAS 관련 센서를 자극해 운전자 보조/자율주행 시스템(ADAS/ADS)을 갖춘 전체 차량을 테스트할 수 있습니다. ADAS-VIL 테스트는 ADAS-HIL 테스트의 특별한 사례입니다. 이 경우 루프 내 ‘하드웨어’는 전체 차량입니다.
