Эффективное тестирование электронных блоков управления автомобилей

Современные автомобили обладают высоким уровнем интеграции и взаимосвязи. До 150 встраиваемых в автомобиль электронных блоков управления (ЭБУ, ECU) обеспечивают комфорт, удобство и безопасность вождения. Примерами таких ЭБУ являются модули коробки передач, системы кондиционирования воздуха и даже самообновляющиеся телематические блоки управления с поддержкой 5G.

CompactTSVP
R&S®CompactTSVP

Измерительная задача

Чтобы удовлетворять требования таких функциональных возможностей, как автоматизированное вождение, автомобильные информационно-развлекательные системы, дистанционная диагностика и электрическая трансмиссия, архитектура транспортного средства развивается, переходя от распределенных одноядерных ЭБУ к высокопроизводительным компактным многоядерным цифровым платформам. Шины CAN, LIN, FlexRayTM и Automotive Ethernet обеспечивают быструю передачу данных между ЭБУ и датчиками.

Поскольку большинство функций ЭБУ имеют отношение к безопасности, требуется наивысший уровень надежности в любое время и в любых условиях. Электрическая целостность каждой функции должна проверяться на протяжении всего жизненного цикла изделия — от разработки до производства.

Сигналы датчиков должны имитироваться с помощью определенных напряжений, токов и частот. Исполнительным механизмам требуется определенная нагрузка (резистор) для имитации, например, электропривода окна.

Различные генераторы сигналов, анализаторы и блоки нагрузки должны быть подключены друг к другу и к испытуемому устройству (ИУ) в рамках эффективной и компактной измерительной установки. Должна быть возможность настроить систему проведения испытаний (модули, интерфейсы, адаптер ИУ) и разработать сценарии тестирования для автоматических программ на основе технических условий на испытания ИУ.

Система проведения испытаний должна легко адаптироваться к аппаратным и программным компонентам и различным типам ЭБУ. Система должна быть способна гибко адаптироваться к различным измерительным задачам и надежно функционировать. Для обеспечения надежности системы необходимы встроенные возможности самотестирования и калибровки.

Решение от Rohde & Schwarz

PXI-платформа R&S®CompactTSVP представляет собой систему для функциональных и внутрисхемных испытаний на массовом производстве. В системе проведения испытаний R&S®CompactTSVP реализованы все упомянутые ранее требования. Концепция внутренней сигнальной шины в сочетании с внутренними платами с несколькими матрицами коммутации (по 4 × 90 каждая) обеспечивает надежную, гибкую и эффективную маршрутизацию сигналов между контрольно-измерительными приборами, переключающими реле и ИУ.

При этом не нужны дорогие, менее надежные внешние кабели, так что отслеживать маршрутизацию сигналов намного легче. В системе R&S®CompactTSVP интерфейсы ввода/вывода, предназначенные для подключения дополнительных источников питания и нагрузок, располагаются на задней панели. Эти линии питания проходят через платы коммутации высокой мощности к зажимам интерфейса на передней панели прибора, что упрощает конструкцию измерительной установки.

Библиотека маршрутизации сигналов позволяет легко программировать сложные сигнальные соединения между измерительными модулями и ИУ. Пользователи могут адаптировать измерительную систему под свой план проведения испытаний и гибко настроить до 14 измерительных и коммутационных модулей.

Однослотовый двухканальный генератор разностных сигналов произвольной формы имитирует сигналы датчиков или формирует тактовые или импульсные сигналы для тестирования аналоговых цифровых преобразователей (АЦП) и преобразователей частота-напряжение (ПЧН). Изолированные выходы обеспечивают прямое формирование дифференциальных сигналов. На стороне исполнительного механизма однослотовый восьмиканальный анализатор разностных сигналов отслеживает динамическое потребление тока (импульсы) через шунтирующий резистор. Незаземленные входы необходимы для прямого подключения шунта с целью достижения высокого разрешения по току.

Модуль мультиметра (R&S®TS-PSAM) охватывает все измерения напряжения, тока и сопротивления для проведения функциональных (FCT) и внутрисхемных (ICT) испытаний. Система внутренних шин соединяет любой датчик тока на платах коммутации с модулем R&S®TS-PSAM для измерения тока.

Внутренние и внешние нагрузки подключаются к отдельным управляющим сигналам для тестирования сигналов исполнительных механизмов ЭБУ. Сильноточные платы коммутации, рассчитанные на токи от 2 А до 50 А, со встроенной возможностью измерения тока перенаправляют внешние нагрузки с задней панели R&S®CompactTSVP на переднюю панель, что делает измерительную установку аккуратной и эффективной.

Для обеспечения высокой надежности система проведения испытаний имеет встроенные процедуры самотестирования и внутренней калибровки. Самотестирование измеряет контактное сопротивление всех плат коммутации без каких-либо дополнительных подключений или специальных приспособлений.

Внутренняя калибровка позволяет калибровать все измерительные модули в шасси R&S®CompactTSVP с помощью внешнего мультиметра.

Ядром любой системы проведения испытаний является программное обеспечение, которое автоматически запускает все необходимые тесты в условиях производства. Благодаря концепции открытого программного обеспечения все распространенные языки программирования, такие как C, C#, LabWindows/CVI и программное обеспечение для управления испытаниями TestStand, могут использоваться для удобной интеграции в существующее ПО системы проведения испытаний.

Все программные компоненты, такие как пользовательский интерфейс для установленных модулей R&S®TSVP, драйверы прибора, самотестирование, внутренняя калибровка и ICT-испытания вместе с отладчиком и автоматическим генератором тестов, включены в универсальную программную библиотеку R&S®GTSL и не требуют лицензии на программное обеспечение.

Измерительные модули для проведения функциональных испытаний могут быть повторно использованы для ICT-испытаний, обеспечивая реальную экономию инвестиций. Специальная версия интерфейса массового межсоединения от Virginia Panel может быть подключена непосредственно к шасси R&S®CompactTSVP и модулям без каких-либо интерфейсных кабелей. В результате обеспечивается высоконадежное сигнальное соединение без ухудшения качества сигнала.

Испытание ЭБУ с помощью R&S®CompactTSVP

R&S®CompactTSVP — модульное и компактное решение для проведения испытаний ICT, FCT и JTAG/периферийного сканирования для автомобильных ЭБУ.

Испытание ЭБУ с помощью CompactTSVP

Связанные решения