故障仿真

The SCALEXIO FIU concept with an example selection of HighFlex I/O boards.

故障仿真可以注入故障，如在电气级别上仿真电缆断裂、短路等。针对故障仿真，dSPACE在SCALEXIO HighFlex I/O板和MultiCompact I/O单元上提供了集成解决方案。此外，定制机架系统可以配备特殊的故障仿真解决方案，以提供更高电流或更多故障轨道。

硬件组件

SCALEXIO 故障注入单元 (FIU) 由多个组件组成：

I/O通道上有一个板载故障路由单元（FRU），通过将I/O通道切换到故障轨道来为故障仿真做好准备。FRU适用于MultiCompact 和 HighFlex板上的每个通道，其通过继电器使中央故障仿真单元作用于各个通道。
依据性质的不同，这些通道可以通过大电流（最高80 A）或低电容（最高1 A）故障轨道与故障仿真系统连接。用于获得最优信号质量的低电容故障轨道能将信号生成通道和总线通道连接到中央 FIU。大电流故障轨道则将信号测量通道连接到中央 FIU。
中央FIU单元安装在DS2642 FIU单元/电源开关板或DS2680 I/O单元上。中央FIU单元使用半导体开关切换故障。由于使用了脉冲切换，切换速度非常快，因此可以模拟出接触不良或精准的故障注入时间。
故障轨道段切换模块可以将选定段切换到故障轨道进行故障仿真。这种方式可以最大限度地降低导电能力，以免信号被破坏，甚至适用于拥有大量输入/输出或分布在多个机柜上的大型仿真系统。

Fault Type	Fault on Single Signals	Fault on Several Signals
Open circuit	1 channel	All channels ¹⁾
Short circuit to ground or U _BAT	1 channel	Up to 10 channels ^{1) 2)}
Short between channels	2 channels	Up to 10 channels ^{1) 2)}
Fault with pulsed switching	Yes	No

¹⁾ 需要选择“由 FRU 继电器激活”选项，且只能针对没有电流增强的 I/O 通道。
²⁾ 取决于故障轨道的载流量。

许可证概念

SCALEXIO HighFlex板和MultiCompact板均包含故障仿真（FS）功能。您需要一个额外的FS许可证才能激活故障仿真。FS 许可证将在主机上进行核查。每个许可证只能用在一个 SCALEXIO 系统中。根据故障仿真所用I/O通道数量的差异对许可证进行分类。由于故障仿真需要在ConfigurationDesk中配置，因此需要根据实时应用中映射到带有FRU通道的I/O功能的数量，使用合适的SCALEXIO故障仿真许可证。只有在运行仿真时才需要FS许可证，利用ConfigurationDesk配置I/O通道的时候则不需要。

追踪 FIU 状态

ECU的诊断功能要求必须在指定时间内检测每个故障。为帮助测试 ECU 的诊断功能，SCALEXIO 提供 FIU 状态追踪。这样，您就可以测量或标绘FIU状态，例如监控从FIU状态发生变化到故障被识别之间的时间。

多信号故障

SCALEXIO支持仿真期间同时插入多个故障，如断线、对地或对UBAT短路、通道之间短路等故障类。该功能可在ConfigurationDesk中针对非电流增强模式下的通道进行使能。

定制系统的其他故障注入单元

对于定制系统，除了SCALEXIO故障仿真外，还有其他类型的故障仿真。您可以根据项目具体需求定制系统。定制系统的故障仿真可以用ControlDesk故障仿真模块远程控制，也可以选择使用AutomationDesk。

故障仿真类型1

SCALEXIO上的故障仿真类型1支持所有ECU输入和输出引脚的故障仿真。dSPACE的所有数字和模拟I/O板都可以用于故障仿真。故障仿真继电器板（DS291）可以单独用于传感器信号（ECU输入）的故障仿真，也可以与执行器信号（ECU输出）的负载板（DS281）结合使用。故障继电器通过串行RS232接口控制。

故障仿真类型2

第二个故障仿真类型使用中央继电器切换矩阵（DS293）进行ECU输入和输出的故障仿真。可以通过负载模块（DS282）在三种不同的轨道上切换五种不同的系统电位（如端子 30、端子31、端子15）。还可以连接其他设备，包括各种测量设备（Meas0-4）、电子源（Source）和用于过渡阻抗的Rsim模块。故障仿真通过CAN接口控制。

大电流故障仿真

SCALEXIO上大电流故障仿真单元支持ECU 输入和输出的故障仿真。一个FIU控制器卡（DS5355）支持2个高电流 FIU 继电器盘（DS5390）上配置多达19个信号通道。由于其模块性，FIU 控制器卡可以扩展以增加通道的数量。这些继电器盘允许产生电流高达50 A和电压高达300 V的故障。FIU由ControlDesk通过一个串行RS232接口或CAN进行控制。

诊断和标定硬件的定制接口

很多公司用自己的诊断和标定硬件执行任务，例如从故障内存读取内部ECU变量。想使用自己的诊断和标定硬件，SCALEXIO需要一个特殊接口，某些情况下可能需要进行工程设计。您可以使用GPIB或RS232等特殊协议连接任何类型的测量设备、数字示波器和诊断设备。

真实系统组件

在某些情况下，真实系统组件（如喷油阀、液压组件和传感器）需要集成到SCALEXIO中。比如，相同ECU的组件由不同供应商提供，并需要在仿真环境中与ECU一起检查，就一定要集成。此外，用适当的时间和资金不一定能够准确仿真每个汽车组件。有些ECU的输出需要真实负载才能正常工作。

其他硬件组件

可选第三方软件，如负载板、信号路由单元、GPIB仪器
功率开关模块

CAN网关

CAN gateway for simulating errors in large ECU networks.

在大规模CAN网络中，总线通信测试发挥着关键作用。如果预期的CAN消息未能到达或包含意外信号，工程师就需要测试ECU和分布功能的行为。为仿真故障，请将CAN网关模块插入CAN网络（见图）。每个ECU可以单独连接dSPACE仿真器的两个CAN控制器中的一个。信号通过软件操纵，您可以改变任何ECU的任何CAN消息，在CAN网络中的其他ECU上达到预定效果。CAN软件（dSPACE总线管理器）提供各种典型错误情况，直到消息或单个信号层面。

概述

Feature	SCALEXIO FIU	SCALEXIO Customized Rack Systems Variant 1	SCALEXIO Customized Rack Systems Variant 2	SCALEXIO Customized Rack Systems High-Current
General	Integrated with SCALEXIO MultiCompact I/O units and HighFlex boards	Available with SCALEXIO customized rack systems Engineering needed	Available with SCALEXIO customized rack systems Engineering needed	Available with SCALEXIO customized rack systems Engineering needed
I/O boards with integrated FIU	DS2601 DS2621 DS2671 DS2672 DS2680 DS2690	DS291	DS282	DS5355/DS5390
Number of cards per simulator	Via the I/O boards	Configurable	Configurable	Configurable
Number of channels per card	Depends on I/O board	10	10	Up to 9
Switch type	Relay Central module with semiconductor switch	Relay	Relay	Relay
Central modules	DS2642 DS2680	-	1 x DS293	-
Max. continuous current	Up to 80 A (depends on I/O board)	8 A	8 A	50 A

Possible fault types	SCALEXIO FIU	SCALEXIO Customized Rack Systems Variant 1	SCALEXIO Customized Rack Systems Variant 2	SCALEXIO Customized Rack Systems High-Current
Broken wire	Included	Included	Included	Included
Short circuit to ground	Up to 10 channels	Included	Included	Included
Short circuit to battery voltage	Up to 10 channels	Included	Included	Included
Short circuit to another ECU pin via common failrail	Up to 10 channels	Included	Included	Included
Broken wire with additional hardware (Rsim, Meas or Source) in series	Not available	Not available	Included	Not available
Short circuit to another ECU pin via additional hardware (Rsim, Meas or Source)	Not available	Not available	Included	Not available
Short circuit to 5 reference points (potential 0 ... 4) directly or via additional hardware (Rsim, Meas or Source)	Not available	Not available	Included	Not available

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