- 单个系统可将传感器数据准确并行回放到多个 SUT
- 降低总体测试设置的复杂性和维护工作量
- 数据回放的成本和空间要求降低，而且不影响质量
- 无需更换测试设备，即可轻松地从简单的感知 ECU 切换为复杂的感知 ECU
任务
对于自动驾驶等级更高的 ADAS/AD 系统，其关键任务是确保车辆在各种驾驶条件下的安全性和传感可靠性。从数据融合和定位到路径规划和车辆控制，准确感知是自动驾驶汽车 (AV) 数据处理链所有后续步骤的强制先决条件。无论是涉及小型智能传感器（例如雷达或激光雷达、域控制器），还是高性能计算机 (HPC)，都需要使用真实世界数据在目标硬件上对感知进行验证，确保车辆在不同的交通和环境场景中具有适当的性能和稳定性。
挑战
与 ADAS/AD 域控制器相比，验证智能传感器或只有一个摄像头和几个 CAN 通道的小型感知 ECU 所需的硬件在环 (HIL) 回放系统比较简单，这是因为 ADAS/AD 域控制器具有更多的摄像头和以太网通道，可用于传输雷达和激光雷达传感器数据。客户面临的一个主要挑战是选择正确的测试环境。一种可能的方法是，先从入门级回放系统开始，满足回放到智能传感器的较低要求，然后再投入额外的资金和时间来建立一个更全面的回放解决方案，以便在以后的项目中验证 ADAS/AD 控制器或 HPC。另一种策略是只对灵活的硬件再处理系统进行一次投资，该系统可用于在不同的项目中测试感知单元的各种复杂性，从而长期保障该项投资。
解决方案
dSPACE 推出的模块化数据回放解决方案包括回放 PC、原始传感器数据和总线数据注入单元（回放通道数目不定，可灵活使用），可作为可扩展组件的组合。
为了注重效率最大化，一个经济高效的选择是使用单个硬件再处理系统，同时将数据回放到多个被测系统 (SUT) 中。经验证的感知单元可以是同一类型，也可以具有不同数量的原始数据接口（例如用于注入激光雷达点云、雷达目标列表和其他传感器有效载荷的摄像头和总线通道）。通过具有独立时间同步的独立通道，将数据注入到每个单独的 ECU 中。在第一步中，所记录和标注的传感器数据通常提前下载到本地 SSD，或者直接从云端传输到回放 PC。dSPACE 高性能执行框架 RTMaps 适合多传感器应用，它作为回放软件在回放 PC 上运行，读取所记录的各种文件格式（例如，MDF4、rosbags、MCAP 或 PCAP 软件）的数据流，并将数据推送到数据注入接口、环境传感器接口 (ESI) 单元和 SCALEXIO。
为了确保独立回放，RTMaps 的一个单独的回放实体作为进程执行，或在 Docker 容器中对每个被测设备 (DUT) 执行。dSPACE 还提供各种服务，将数据从一种格式转换为另一种适合特定 SUT 的格式以及进行无损和有损数据解压缩（例如在 GPU 上使用 H.265）。RTMaps 还可以用来在回放后将传感器组件的输出与参考数据进行对比，从而计算关键性能指标 (KPI)。使用 gRPC 和 XIL API，可以对整个数据回放系统进行远程操作和监控。
单个基于 FPGA 的环境传感器接口单元（ESI 单元）可以使用所有相关类型的 MFC 模块（例如 FPD-Link、GMSL、ASA Motion Link 或 MIPI CSI），将原始传感器数据注入多达 16 个摄像头接口这些模块可独立操作，这样 ESI 单元就可以在多个 SUT 中并行回放原始数据流。相比之下，SCALEXIO LabBox 实时系统（如果需要更强的处理能力，则采用 SCALEXIO 处理单元）让基于帧的总线传感器数据（例如激光雷达点云）保持低抖动实时回放，并建立所需的残余总线仿真，从而提供车辆状态信息，在整个回放过程中使 DUT 保持预期的工作点。SCALEXIO 支持标准和汽车以太网（UDP、TCP/IP、SOME/IP）、CAN/CAN FD 总线网络、LIN，甚至 FlexRay。与 ESI 单元类似，SCALEXIO 中的每个总线通道均可独立操作，这样就可以使用单个 SCALEXIO 单元同时将总线数据注入多个 DUT。由于可对所有数据流进行基于 HW 的 gPTP 同步，SCALEXIO LabBox 或 SCALEXIO 处理单元还可以确保数据回放的准确性，这是成功验证感知必不可少的前提条件。SCALEXIO 单元通常充当 PTP 时间发送器，并根据其实时时钟建立对单个 SUT 的单独回放同步。ESI 单元以及还可能存在的 SUT 都是 PTP 时间接收器。然而，当 DUT 充当 PTP 时间发送器时，其工作方式有所不同。单个模块化 ESI 单元与通过 gPTP 同步的 SCALEXIO 系统组合，可在多个 SUT 中回放，效率高，性价比也高。与并行使用多个低级别回放系统（每个系统只向一个 SUT 注入数据）相比，该组合不会影响质量，并且复杂性较低、占用空间小，所需的维护工作量也较少。
另一个优势是，从一个项目切换到另一个项目，需要验证更复杂的感知 ECU（例如 ADAS/AD 域控制器或 HPC）时，它非常灵活。在这种情况下，可靠的测试设备可保持不变，因为它已经具备足够的性能，可为原始数据和总线数据注入建立大量的数据流。即使未来需求进一步提高，由于具有高度可扩展性，该设置也可通过更多的 ESI 和 SCALEXIO 组件轻松扩展来满足这一需求。使用 dSPACE 硬件再处理解决方案的另外一个优点是可以轻松调整测试系统，以支持闭环仿真和基于场景的测试。
