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自动测试在汽车电子开发中的应用
自动测试在汽车电子开发中的应用
【摘要】随着汽车向“智能化”的方向慢慢前进,汽车电子技术在汽车技术中占的比重正逐年上升。
为了保证产品质量,将利用汽车的危险性降到最低,汽车设计者需要通过严格的验证和测试实验。
本文通过研究自动测试在我国汽车电子开发的进展历程、应用处景及应用特点,对目前其应用水平及以后进展方向做出了探讨和分析。
把握自主开发自动测试设备的能力、不断提高设备的稳固性、兼容性及利用效率,能够极大地提升汽车各部位电子产品测试的速度和效率,有利于项目开发周期的稳固,节省大量的时刻本钱和人力本钱,并知足提升产业创新能力、增进汽车电子技术健康高速进展方面的内在需求。
中国论文网/8/
【关键词】自动测试;汽车电子;虚拟化;ATS;ATE
中图分类号:
文献标识码:
A文章编号:
2095-2457(2017)35-0041-002
ResearchontheapplicationofAutomaticTestingSystemsinautomobileelectronicdevelopment
SHIXiao-sheng1SONGChen-yu2
(1.AutomotiveEngineeringResearchInstitute,GuangzhouAutomobileGroupCo.,Ltd.,Guangzhou510000,China;2.SunYat-senUniversity,Guangzhou510000,China)
【Abstract】Withthegradualprogressofautomobileto“intelligent”,theproportionofautomobileelectronicinautomobileisincreasingyearbyyear.Inordertoensurethequalityoftheproduct,theautomobileelectronicproductsneedtopassstrictexperimentandverification.BystudyingtheautomatictestinginthescenariosofChina’sautomotiveelectronicsdevelopment,thispaperexplorestheapplicationlevelandfuturedevelopmentdirectionofautomatictestingsystem.MasterATEautonomousdevelopmentability,continuouslyimproveequipmentstability,compatibilityandefficiency,cangreatlyimprovetheautomobileelectronicproducttestingspeedandefficiency,whichisconducivetothestabilityoftheprojectdevelopmentcycle,savingalotoftimeandlaborcosts,andmeetstheinternaldemandofrapidlypromotionofautomotiveelectronictechnology.
【Keywords】AutomaticTesting;AutomobileElectronic;VirtualInstrument;ATS;ATE
1自动测试系统介绍
自动测试系统简介
自动测试系统(AutomaticTestingSystems,ATS)一般是指,在人极少参与或不参与的情况下,使用计算机或控制器控制,通过激励仿真信号、故障诊断、测量和数据处理等方法,对被测设备的功能和特性进行验证,最后将验证结果以适当方式输出的系统。
自动测试系统主要实现设备电气特性和功能验证、故障定位和排查、产品质量监控等功能[1]。
自动测试系统的组成
ATS由两部分组成:
自动测试设备(AutomatedTestEquipment,ATE)和测试程序集(TestProgramSets,TPS)[2]。
ATE主要包括执行测试操作的负载硬件和控制测试过程的软件系统。
通过对软件系统进行开发,控制负载硬件自动的完成测试工作。
通常情况下,ATE使用GPIB、VXI、PXI、LXI、1553、RS232/422/485、SPI、MODBUS等�y试总线[3],将PC、负载板卡、采集设备、独立负载等测试设备连接在一起,以达到自动测试的目的。
PC上会运行定制的软件系统,比如定制的操作系统、Windows或Linux上开发的工控软件等,对测试设备进行控制。
TPS是运行在ATE上的程序,以及测试相关的文件的统称。
包括:
(1)运行在ATE中的测试脚本软件,通常是由测试人员或ATE供应商使用ATE的软件系统进行开发的,给用户提供ATS的操作接口,并执行测试指令;
(2)接口适配器能够保证ATE在更换模块,或者切换项目时需要使用到不同的通信接口的情况下,依然能够尽可能少的修改软件,适配更多的测试设备;(3)测试相关文档。
现在,设计合理的ATS能够做到,直接输入依照标准编写的测试相关文档,就能够生成可执行的测试脚本软件。
自动测试系统的发展迭代
至今为止,ATS经过了三个阶段的发展[4]。
第一代为专用ATS,为了解决大量重复的测试负担,根据具体产品需求和产品特性而开发,具有开发成本高,跨项目兼容性差等特点。
第二代为台式仪器积木型ATS,在拥有标准的接口总线(GPIB等)的程控机的基础上,以积木方式组建;其优点是系统组建方便,开发方便,具有可复用性;缺点是总线传输速率较低,功能冗余高,占用空间较大。
第三代为模块化集成式ATS,使用了虚拟仪器的技术,以计算机软件作为测试核心,将模块化的测试设备通过VXI、PXI、LXI等测试总线,与计算机拼接在一起,搭建出可调整的ATS。
具有测试效率,占用空间少,可复用性强,标准化程度高的优点。
2自动测试系统在我国汽车电子技术中的应用
我国汽车电子技术的发展
随着汽车向“智能化”的方向逐步前进,汽车电子技术在汽车技术中占的比重正逐年上升。
近年来,新的电子和智能技术被广泛地应用在汽车领域,形成全新的汽车电子产品,比如,智能驾驶、高品质音响、抬头显示系统、自适应巡航等等。
信息技术、嵌入式技术、传感器技术以及网络技术等与汽车技术的结合,为消费者提供能更加人性化的汽车功能,更强大而稳定的性能,甚至是更加便捷舒适的出行体验。
但是为了保证产品质量,将使用汽车的危险性降到最低,汽车设计者需要通过严格的验证和测试实验,对开发出的汽�电子产品进行审视。
测试和验证的目的是在产品开发和生产的阶段,及时发现产品的缺陷。
快速和准确遍历产品的功能,是测试和验证试验的重要指标。
过去,产品的测试都是通过人工完成,耗时久、故障定位准确度低的问题限制了开发效率。
早期的测试手段已经不再能够适用于,日新月异的汽车电子产品了。
因此,随着汽车工业的发展,ATS是汽车电子技术发展迭代必不可少的一环,也是质量控制检测程序必然的方向,在我国汽车的电子技术的应用场景、应用频率和重要程度均快速提升。
随着汽车电子的比重越来越大,对汽车测试系统软硬件进行构架,并搭建出有效的稳定可靠的测试平台,是汽车行业面临的新的需求和挑战[5]。
自动测试系统在汽车电子技术的应用场景
ATS广泛使用在汽车电子产品开发的整合测试和设计验证阶段。
汽车电子产品的测试实验主要包含,DV试验、PV试验和下线测试三种:
(1)DV试验是汽车电子控制器开发完成后,研发团队进行的验证试验;
(2)PV试验是控制器设计方案交付给工厂后,工厂在开始量产前进行的验证试验;
(3)下线测试则是生产线上的汽车电子产品在加工完成时,由生产线上的质量检测人员进行的功能验证。
现今由于整车项目的开发周期正逐渐压缩,于是开发一款汽车电子产品,被要求使用更短的开发周期、而拥有更加稳定的性能,这也向产品的验证方法和测试工具提出了更高的挑战。
为了高效地开发出更加稳定的产品,更加灵活通用的测试系统必须被用来支持这样高标准的验证过程,这就为ATS的发展提供了良好的土壤。
自动测试系统在汽车电子开发应用的特点
我国主机厂用在汽车电子产品验证的ATS,正在处于升级到第三阶段的过程中,多种ATE会在同一个汽车电子实验室中并存。
一方面,通过借助美国NI公司或德国Vector公司等外国供应商的虚拟仪器技术[3-4],国内越来越多的汽车电子研发团队可以搭建出标准化、模块化、开放式的ATS。
这一类系统通常具有如下特征:
测试效率高,操作简捷,输出结果清晰标准,具有自诊断和自修复功能。
实验人员不用通过复杂的开发过程,只需导入标准的测试脚本,机器就能够仿真出各种测试工况,对开发中的汽车电子产品进行充分的验证。
但另一方面,不论是NI抑或VECTOR公司的ATE,搭建成本都相当昂贵,而且由他们提供的专业测试软件订制,还会要求额外的开销。
所以一个团队能够配备的ATS数量及其有限,在同时开发多款汽车电子产品时,只有设计最复杂、开发成本最高的产品能够使用。
在这种情况下,更多的汽车电子产品在开发阶段使用的ATE,是开发团队和测试团队针对性开发的,仅仅做到覆盖本产品的测试需求,对任何其他产品而言都不具有复用性。
虽然这一类设备提升了测试的效率,但是每次开发出的设备的性能不稳定,兼容性差,生存周期短,对项目的开发周期和成本都有负面影响。
所以,ATS在我国汽车电子的应用中还面临三大挑战:
(1)搭建设备成本昂贵,体积庞大;
(2)过度依赖外国供应商,缺少核心技术;(3)开发作为替代品的低成本的通用测试设备,也是当务之急。
自动测试系统在汽车电子开发应用的发展方向
(1)测试仪器虚拟化
使用具有更高性能的计算器,通过先进的软件设计方法,能够制作出通用性好、智能化程度高、开发维护速度低的虚拟仪器。
现在虚拟仪器已经具有,和传统仪器接近的数据处理速度,以及数据的准确度,但是占用的体积更小、重量更轻、搭建方式更灵活、技术更新速度更快。
虚拟仪器能够更加高效得产生传统仪器难以发出的激励信号,也可以很方便地让实验人员定制功能,开发新的测试仪器。
所以虚拟仪器必然是ATE的未来发展方向。
(2)逐渐掌握ATS的核心技术
测试技术具有强技术开发和长时间经验积累的特征,需要长期投入科研,而且很难短期内变现。
长时间的资金以及人力的投入,对任何企业、组织而言都有较大难度困难。
但是随着ISO26262等安全标准的逐渐普及,汽车电子的安全可靠势必面临巨大挑战,因此测试在汽车电子产品流中的重要性也日益提升。
从战略规划的角度出发,国内的主机厂已经广泛地与测试行业研究机构及企业开展项目合作,相信在不远的将来,能够攻克高端ATS的技术壁垒,拉近与国际先进水平的距离。
(3)通用化和小型化
虽然需要测试的汽车电子产品越来越丰富,但是需要被采集的信号以及测试用的负载的种类却相对稳定,所以发展更具通用性的ATS,能够大大减少开发成本和开发周期。
此外,借助于新型的SOC技术和FPGA技术,开发出功能丰富,性能强大,稳定性好,而且使用灵活的ATE变得越来越容易。
针对汽车电子的主要使用场景,用于快速验证产品的核心功能而设计出通用、小型、低成本ATE,是填补实验室中高性能、大型ATE的缺口的极佳方案。
相信在不远的未来,小体积、具有更强便携性和通用性的ATS将会逐渐涌现。
3结语
在未来,汽车电子行业还会维持很长一段时间的高速发展,为保证我国能够在汽车电子领域从追赶到领先,ATS技术的开发和使用也必须得到充分的重视。
标准化的测试流程和测试方法,已经在我国汽车和零部件厂商中广泛被吸收和采纳,但是ATE开发技术离自主产权化和标准化应用还有很长的路要走。
掌握自主开发ATE的能力、不断提高设备的稳定性、兼容性及使用效率,能够极大地提升汽车各部位电子产品测试的速度和效率,有利于项目开发周期的稳定,为车企节省大量的时间成本和人力成本,并满足提升产业创新能力、促进汽车电子技术健康高速发展方面的内在需求。
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