Was sind HIL-Tests?
Unter Hardware-in-the-Loop-Tests versteht man den Test realer Steuergeräte (ECUs) in einer realistischen, simulierten Umgebung. Diese Tests sind reproduzierbar und können automatisiert werden, was zu umfassenden Tests im Labor rund um die Uhr führt, die Validierungszeiten verkürzt und die Bandbreite der Testszenarien erhöht. Außerdem können kritische Grenzfälle getestet werden, ohne dass Sicherheitsprobleme für den Prüfling oder die Umgebung entstehen.
Vorteile von HIL-Tests
- Testsysteme skalierbar von klein bis groß
- Simulation des Gesamtfahrzeugs oder Integration von realen Komponenten
- Kommunikationstests
- Bus- und Restbussimulation
Typisches HIL-Testsystem
Ein HIL-System besteht aus der Simulationshardware und der dazugehörigen Software. Mit dem System verbunden ist die Unit Under Test, bei der es sich üblicherweise um ein oder mehrere Steuergeräte handelt, auf denen neue Funktionen oder zu testende Steuergeräte-Software untergebracht sind. Je nach Anwendungsfall können dem Testsystem weitere reale Hardware-Komponenten hinzugefügt werden, z. B. die Lenkung oder das Bremssystem.
Testmanagement
Plattform und I/O-Konfiguration
Experimentieren und Visualisierung
Testautomatisierung
SCALEXIO-Echtzeit- und -I/O-Hardware
Simulationsmodell
Deep Dive – Testphasen und Testsysteme in HIL-Simulationen
Funktionstests
Funktionstests zielen darauf ab, einzelne oder wenige Funktionen zu testen, einschließlich ihrer Interaktion mit der Steuergeräte-Basissoftware. Da diese Art des Testens typischerweise eher ein integraler Bestandteil der Funktionsentwicklung als ein abschließender Freigabetest ist, liegt der Schwerpunkt auf der experimentellen Nutzung ohne systematische Testautomatisierung. Hardware-in-the-Loop (HIL)-Testsysteme für Funktionstests erfordern daher vielseitige Bus- und Netzwerkschnittstellen, Restbussimulation auf Verhaltens- und Protokollebene oder Design-for-Test-Schnittstellen, zum Beispiel XCP. Diese Tests werden häufig von den Funktionsentwicklern selbst durchgeführt und müssen auf einen Schreibtisch passen.
Test von Steuergeräte-Komponenten
Typische Anwendungen für Steuergeräte-Tests reichen von Software-Integrationstests über ausfallsichere und ausfallbedingte Tests bis hin zu Steuergeräte-Release-Tests. Die Tests sind daher hochgradig automatisiert und basieren auf den Anforderungen der Steuergeräte, um die hohe Zahl an Varianten abzudecken.
Testsysteme für Steuergerätetests erfordern skalierbare I/O- und Bus-/Netzwerkschnittstellen einschließlich der Simulation elektrischer Fehler. Darüber hinaus erfordert das Testen von Bussen und Netzwerken eine Restbussimulation auf der Verhaltens- und Protokollebene sowie eine umfangreiche Manipulation.
Der Test realer Komponenten erfordert umfassende Streckenmodelle und anpassbare Simulationsleistungen. Idealerweise lassen sich die Funktionalitäten des Testsystems an sich ändernde Projektanforderungen anpassen.
Steuergeräte-Domänen- und Netzwerktests
Das Testen von Steuergeräte-Domänen und -Netzwerken ist charakterisiert durch das End-to-End-Testen von verteilten Funktionen. Dazu gehören Sleep- oder Wake-up-Tests sowie Fail-Safe- und Fail-Operational-Tests des Steuergeräte-Netzwerks des Fahrzeugs. Charakteristisch für diese Testsysteme ist, dass sie eine Vielzahl an I/O-Kanälen sowie Bus- und Netzwerkschnittstellen benötigen.
Eine Vielzahl von Streckenmodellen muss zeitsynchron auf mehreren geclusterten Echtzeitsystemen verarbeitet werden. Um komplexe Modelle und Szenarien zu bewältigen, sind eine hohe Simulationsleistung und Multiprozessorfähigkeit erforderlich.
Systeme für den Test von Steuergeräte-Verbunden führen rund um die Uhr hochautomatisierte Testprogramme aus, was durch umfassende Testmanagementsysteme möglich wird.
Anwendungsbereiche
Die dSPACE HIL-Systeme eignen sich für ein breites Spektrum von Anwendungsbereichen, von automotiven Themen über Luft- und Raumfahrt bis hin zu Schienenverkehr und Marine.