作者:Dillon Glissmann - DISTek Integration Inc.

 “NI TestStand提供了一種現(xiàn)成可用的解決方案，通過一些關(guān)鍵功能幫助我們減少了開發(fā)時(shí)間，而LabVIEW中內(nèi)置了控制測試系統(tǒng)硬件必要的功能。”-Dillon Glissmann, DISTek Integration Inc.

挑戰(zhàn):

開發(fā)一個(gè)靈活的自動(dòng)化測試裝置，能夠獨(dú)立或聯(lián)合地測試車輛系統(tǒng)的電子控制單元（ECU），還可以讓用戶創(chuàng)建和維護(hù)測試序列。

解決方案:

使用NI LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境，自定義NI TestStand軟件，控制基于PXI的模塊化測試系統(tǒng)。

一個(gè)農(nóng)業(yè)、建筑和林業(yè)設(shè)備的全球供應(yīng)商，一直致力于提高其整體效率和效益。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，需要有一個(gè)測試系統(tǒng)來幫助工程師對(duì)新產(chǎn)品和現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證和認(rèn)證測試。該測試系統(tǒng)需要能夠滿足一系列的測試要求，并且具有能適應(yīng)硬件變化和未來新產(chǎn)品的靈活性。DISTek Integration Inc.負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、開發(fā)原型和部署一個(gè)可以滿足這些要求的先進(jìn)測試系統(tǒng)。

系統(tǒng)組件

我們選擇National Instruments的TestStand軟件和PXI硬件來開發(fā)一個(gè)解決方案，集成眾多的技術(shù)，有效地與ECU交互。在一個(gè)完整的系統(tǒng)中，ECU遵循SAE J1939協(xié)議，通過CAN總線進(jìn)行通信。該測試系統(tǒng)使用NI PXI-8461 CAN DeviceNet模塊和定制的LabVIEW應(yīng)用程序來模擬這個(gè)總線通信。此LabVIEW應(yīng)用作為一個(gè)J1939 CAN引擎的角色，接收和模擬來自其它ECU的信息。

對(duì)于多種ECU I/O，通過多個(gè)NI PXI-6259數(shù)據(jù)采集卡、NI PXI-6527模塊、NI PXI-7833R FPGA模塊、NI cRIO-9474和NI cRIO-9477模塊共同來實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)采集硬件測量系統(tǒng)的各種控制輸出；NI FPGA硬件用于實(shí)時(shí)生成基于頻率的信號(hào)，如霍爾傳感器產(chǎn)生的信號(hào)。系統(tǒng)中還包括一個(gè)NI PXI-2569通用繼電器開關(guān)模塊來實(shí)現(xiàn)矩陣開關(guān)的操作。

除了滿足測試單元的I/O要求外，NI TestStand也結(jié)合數(shù)據(jù)采集設(shè)備、GPIB和軟件控制的故障總線來維持和控制系統(tǒng)、ECU和I/O通道的供電。通過調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)的功耗，模擬車載電池所提供的電壓變化。在ECU層開關(guān)電源，意味著可以模擬整個(gè)系統(tǒng)的同步開啟，而在I/O通道層開關(guān)電源，可以模擬通道上的故障。

適應(yīng)性廣的解決方案

該測試系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性并且適應(yīng)性強(qiáng)，當(dāng)新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，硬件可在原基礎(chǔ)上進(jìn)行重新配置和開發(fā)。測試系統(tǒng)為每一個(gè)ECU測試架劃分一個(gè)功能機(jī)箱。每一個(gè)機(jī)箱包含了大量的備用接線端、用于系統(tǒng)重配置的I/O以及開放式外部連接插頭。利用FPGA系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，可以分別控制每個(gè)輸出通道，而且可以重新配置通道來完成更復(fù)雜的目的，如模擬編碼器信號(hào)、脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)或其它可能與ECU交互的數(shù)字設(shè)備。如果測試單元改變通道名稱，當(dāng)操作人員更新Excel電子表格中的文件時(shí)，通道名，縮放比例和接線端都可以很容易地進(jìn)行修改。然后使用一個(gè)用戶終端機(jī)上的LabVIEW應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

LabVIEW用戶友好環(huán)境

在LabVIEW中創(chuàng)建自定義步驟類型并添加到NI TestStand測試序列編輯器中，使得系統(tǒng)測試的編寫更加容易。這些高層次的步驟類型允許操作人員與測試系統(tǒng)進(jìn)行非常簡單的、友好的交互，繞開一些復(fù)雜操作。這減少了瀏覽窗口所花的時(shí)間，從而更快地創(chuàng)建測試。

使用在LabVIEW中開發(fā)的一個(gè)簡單的用戶界面，用戶可以組織一系列的測試，保存列表供以后使用，并執(zhí)行列表中的測試，同時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)和生成報(bào)告。使用用戶自定義的顯示控件，模擬輸入信號(hào)和CAN通信的監(jiān)測可以在測試執(zhí)行期間的任何時(shí)候完成。報(bào)告根據(jù)通過/失敗的狀態(tài)進(jìn)行歸檔和組織供以后參考。

使用NI平臺(tái)的好處

作為一個(gè)能夠測試整個(gè)ECU的獨(dú)立系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以用于現(xiàn)場測試。使用自動(dòng)化測試系統(tǒng)進(jìn)行重復(fù)測試比使用手動(dòng)測試系統(tǒng)更可靠，而且它更安全，因?yàn)樗稍诂F(xiàn)場有效地進(jìn)行安全連鎖的測試，這對(duì)于操作人員手動(dòng)測試來說是很困難且危險(xiǎn)的。

測試系統(tǒng)的整體靈活性為用戶提供了一個(gè)的適應(yīng)性強(qiáng)并易于使用的系統(tǒng)，用于創(chuàng)建和執(zhí)行測試。NI TestStand提供了一種現(xiàn)成可用的解決方案，通過一些關(guān)鍵功能幫助我們減少了開發(fā)時(shí)間，而LabVIEW中內(nèi)置了控制測試系統(tǒng)硬件必要的功能。

DISTek Integration使用FPGA技術(shù)開發(fā)了一個(gè)可重新配置的ECU測試系統(tǒng)

測試序列生成器的截屏

測試執(zhí)行的用戶界面