1.RT-LAB的主要特征
2.新能源汽车整车控制器VCU 硬件在环（HiL）仿真测试方案——干货分享

RT-LAB的主要特征

       å®Œå…¨é›†æˆ MATLAB/Simulink

       æ‰€æœ‰ä¸º RT-LAB 准备的模型都能够在已有的动态系统模型环境中完成，通过使用这些工具，用户的经验也会相应的提高。

       åˆ†å¸ƒå¼å¤„理的专业化块设计，内部节点通讯以及信号 I/O

       RT-LAB 提供的工具能够方便的把系统模型分割成子系统，使得在目标机上能够并行处理（标准的 PC 上可以运行 QNX 实时操作系统，或者 RedHat Linux） 。通过这种方法，如果你不能在单处理器上运行实时模型，RT-LAB 提供多个处理器共享一个负载的方法来实现的。

       å®Œå…¨é›†æˆç¬¬ä¸‰æ–¹å»ºæ¨¡çŽ¯å¢ƒä»¥åŠç”¨æˆ·ä»£ç åº“

       RT-LAB 支持 StateFlow，Simscape，CarSimRT，PLECS，AMESim，Dymola 的模型，以及 C，C++的合法代码。

       ä¸°å¯Œçš„ API 为开发自己的在线应用

       ä½¿ç”¨è¯¸å¦‚ LabVIEW、C、C++、Visual Basic、TestStand、Python and 3D virtual reality等工具可以轻松的创建定制的功能和自动测试界面。

       éžå®šåˆ¶æŠ€æœ¯

       RT-LAB 是第一个完全可测量的仿真和控制包，使得你能够分割模型，并在标准 PC，PC/s或者 SMP（对称式多处理器）组成的网络上并行运行。

       åœ¨å¤§é‡å¸‚场需求的推动下， 用户可以从快速进步的技术中受益， 使用相对较低的花费。 RT-LAB

       ä½¿ç”¨æ ‡å‡†ä»¥å¤ªç½‘和火线（IEEE）进行通讯,还包括PCIe， ISA，PCI，PXI 以及 PCMCIA 在内的

       å¤§é‡æ•°å­—的和模拟的 I/O板卡。

       å…±äº«å†…存、无限带宽协议（DolphinSCI）、火线、信号线或者 UDP/IP进程间通讯。

       åœ¨æ‰§è¡Œæ—¶é—´ï¼ŒRT-LAB 为处理器间的通讯提供无缝支持，可以在目标机之间混合使用任何UDP/IP，共享内存以及无限带宽协议进行数据的低反应时间通讯。同样，你也可以使用 TCP/IP和主站上的模型进行实时互动。

       ä¸ºä¿¡å·å’Œå‚数的可视和控制而集成的接口。

       åœ¨ RT-LAB 的可视化界面和控制面板中，你可以动态的选择你所要跟踪的信号，实时修改任何模型信号或参数。

       æ”¯æŒå¹¿æ³›çš„ I/O卡――所支持的设备超过 种。

       RT-LAB集成了Opal-RT的OP硬件接口设备， 具有亿分之一秒的精确定时和实时性能。

       RT-LAB 同样支持诸如 NI、Acromagm、Softing、Pickering 以及 SBS 等主流生产厂家所生产的板卡。

       RTOS（实时多任务操作系统）的选择：QNX,、RedHat Linux,或 Windows（为了软件的实时性）

       RT-LAB 是唯一的实时仿真框架， 它提供你选择两个高性能实时操作系统。 RT-LAB 支持 QNX，由于它具有已证明过的对任务标准工程应用的追踪记录；同样也支持 RedHat Linux，它是当前流行的、源代码开放的 Linux 操作系统最重要的实时版本。

       RT-LAB 同样可以作为软件实时操作系统提供给 Windows 使用。

       æœ€ä¼˜åŒ–的硬件实时调度程序——高性能、低抖动。

       åœ¨ä¸€ä¸ªæ—¶é—´æ­¥å†…，系统不仅计算动态模型，而且它可以管理任务，如读写 I/O、刷新系统时钟、传输数据以及处理通讯，这就限制了一桢内用于计算模型的时间量，从而限制了单处理器上计算模型的大小，RT-LAB 在保证完成功能的情况下已经可以把这个减小到原硬件性能很小的百分比，因此提高了计算更加复杂模型的能力。

       é«˜é€Ÿ XHP 模式——多速率 XHP 模式——软件同步模式

       RT-LAB 的 XHP(超高性能)模式允许用户能够以非常快的速度在目标机上计算实时模型，这使得用户能够运行比分布式处理器更复杂的模型。有了数字、模拟 I/O，运行时间周期可低于 微秒。

       RT-LAB 的 XHP 模式能够将系统管理消耗大幅度削减到一微秒以下，使你能够充分利用系统性能来实时计算高度动态模型，这对那些对越来越复杂的系统进行仿真时需高保真度响应、要求高准确率的开发者来说，是一个解决问题的办法。即便是当信号在硬件在回路系统， 也仅仅需要将系统开销增加到一百微秒时间桢，模型需要在主要时间步之间多次计算才能保证数据的准确性。到目前为止 XHP 模式，比其他任何实时系统都要优秀，尤其是在电子系统中，诸如驱动器控制及电力电子。

新能源汽车整车控制器VCU 硬件在环（HiL）仿真测试方案——干货分享

       HiL的定义：硬件在环是计算机专业术语，亦为硬件在回路，其旨在通过使用“硬件在环”（HiL）来显著降低开发时间和成本。在开发电气机械元件或系统时，过去计算机仿真和实际实验通常是分开进行。然而，仿淘宝直播源码通过采用HiL方式，这两者可以结合在一起，展现出极大的效率提升。

       硬件在环（HiL）主要有三种形式：1）虚拟控制器+虚拟对象=动态仿真系统（纯粹的软件系统仿真）；2）虚拟控制器+实际对象=快速控制原型（RCP）仿真系统（系统的一种半实物仿真）；3）实际控制器+虚拟对象=硬件在回路（HiL）仿真系统（系统的另一种半实物仿真）。HiL目前主要有三大硬件平台：NI平台、DSpace平台、ETAS平台（ETAS已宣布退出HiL业务）。本文主要以NI平台介绍VCU HiL系统方案。

       VCU HiL测试系统方案：HiL测试系统整体架构包含三层：第一层次为HiL测试系统软硬件架构，包括硬件设备、实验管理软件、被测控制器等；第二层次为HiL测试系统开发，studio源码报错基于第一层次软硬件架构进行被测对象仿真模型开发、实时I/O接口匹配、硬线信号匹配及实验定义等；第三层次为HiL测试，包括测试序列开发、激励生成加载、模型参数调试、故障模拟实现及测试分析与评估等。

       VCU HiL测试系统架构主要包括：上位机（PC）、PXI机箱、实时处理器、数据采集板卡、CAN通讯板卡、DIO板卡、电阻模拟板卡、低压可编程电源等。上位机电脑安装Veristand、Teststand软件，google home 源码通过以太网与PXI机箱中的实时处理器连接。实时处理器运行实时系统（Real Time），安装Veristand终端引擎，通过与上位机数据传输，将仿真模型部署到实时系统中并控制运行状态。PXI机箱提供多种类型的板卡，实现不同信号的模拟和采集功能。

       VCU HiL测试系统主要功能包括：模拟VCU所有硬线输入信号，采集VCU所有硬线输出信号，模拟VCU CAN总线接收信号和接收CAN总线发送信号，通过整车实时仿真模型及I/O接口实现VCU的闭环测试验证，通过软/硬件实现VCU相关电气故障模拟，通过可编程直流电源模拟VCU的供电电源，通过编辑测试序列实现自动化测试，支持VCU所有I/O端口测试验证，支持VCU CAN通讯功能测试验证，支持VCU整车控制策略全功能验证，phpthumb 源码下载支持VCU故障诊断功能测试验证，支持VCU极限工况下控制功能测试验证，支持VCU回归测试，支持VCU耐久测试，支持NEDC等典型标准工况测试及自定义工况测试。

       VCU HiL测试系统主要由硬件平台、软件平台和控制模型三部分组成。硬件平台采用分布式设计模式，上位机作为控制核心，下位机以PXI机箱、实时处理器及I/O板卡为核心。系统硬件平台包括PXI机箱、实时处理器、I/O板卡、通讯板卡、电源管理模块、故障注入板卡、bc源码搭建低压可编程电源、信号调理模块、机柜及上位机电脑。软件平台包括实验管理软件和自动化测试软件。本方案试验管理软件基于NI VeriStand软件平台，实现系统配置管理和测试管理。自动化测试软件基于NI TestStand软件平台，提供可视化测试序列编辑环境、测试管理功能、测试执行、多线程并行测试、用户管理、测试报告管理、自定义操作员界面、源代码控制整合、数据库记录等功能。仿真模型为纯电动车整车仿真模型，包括车辆纵向动力学模型、驾驶员模型、电机模型、动力电池模型、主减速器模型、虚拟控制器模型、I/O模型、道路及环境模型等，满足电动汽车整车控制策略功能测试验证要求，基于MATLAB/Simulink软件开发，模型精度高，支持用户图形化界面输入数据，实时在线修改模型参数，支持离线和在线仿真，满足新能源汽车HiL测试系统实时性要求，模型开源、规范、易读。

       HiL测试流程包括测试准备、测试用例开发、测试工程搭建、测试调试、测试总结。测试准备包含被测控制器接口分析、硬件资源分配、控制器线束设计、功能分析、测试计划安排。测试用例开发方法研究是测试的关键点之一，采用合理方法开发测试用例，增加测试覆盖度，减少冗余重复，提高测试效率。测试工程搭建基于实验管理软件和自动化测试软件完成，包括软硬件工程配置、测试界面搭建、模型配置、通讯配置等。测试调试包含冒烟测试、接口测试、自动化测试，测试报告通过HiL测试管理软件执行测试，输出报告。测试总结包括环境、周期、人员、内容分析，问题统计与解决，测试完成情况检查，提交工作成果。

       总结：硬件在环仿真测试系统使用实时处理器运行仿真模型模拟受控对象运行状态，通过I/O接口与被测ECU连接，对ECU进行全面、系统测试。从安全性、可行性和成本考虑，HiL硬件在环仿真测试已成为ECU开发流程中重要环节，减少了实车测试次数，缩短开发时间，降低成本，提高ECU软件质量，降低汽车厂风险。在新能源汽车领域，HiL硬件在环仿真测试对于核心电控系统极为重要。近年来，随着对汽车行业的资本密集投入，新能源汽车HiL测试工程师岗位需求量大，薪资增加，从长远职业规划来看，HiL测试工程师是一个可持续发展的岗位。意昂工课根据多年工程经验，推出了HiL测试课程，基于实际项目案例和岗位需求技能制定教学大纲，采用任务驱动方式引导学员，提升HiL测试实践能力，积累实战经验。对HiL测试感兴趣的学员可私聊沟通。