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什么是HIL软件测试?有哪些应用?

2022-06-09

硬件在环(HIL)是一种用于开发和测试复杂设备控制器的技术,通过HIL软件测试,机器或系统的物理部分被模拟器所代替,并被广泛应用于汽车控制器的开发中。在ECU开发过程中,系统软件和机械硬件结构通常是并行设计的,测试工作只能在集成后进行。如果集成后发现一些具有严重风险的安全bug,可能会造成人身伤害、设备损坏和项目延误。为了减少这些bug的发生,HIL软件测试受到了广泛的关注。

  通过HIL软件测试,我们可以测试一些可能对驾驶员或受控对象造成伤害的极端工作条件。这就是为什HIL软件测试可以大大提高机器的安全运行。一些对人员安全很重要的系统功能,如ESP漂移和飞机姿态调整,有必要在HIL上进行测试。因为直接在受控对象上进行这些测试具有潜在的威胁。有了HIL软件测试,这些测试可以在所有阶段安全地进行。HIL通常也允许一些破坏或损坏真实机器的测试。超出正常操作范围的传感器值可以测试系统在极端条件下是否仍能安全操作机器,这使得HIL成为提高机器和系统安全性的有效手段。

  如果将HIL软件测试模拟嵌入到基于模型的设计过程中,它可以用于设计的早期阶段。控制工程师可以用它来连续测试他们的控制系统,这些测试可以帮助发现系统缺陷和软件错误。通过测试自动化,HIL软件测试模拟可以深度嵌入到设计过程中,回归测试可以通过脚本自动触发。这个过程可以包含在软件编译中,以实现完全自动化。每次触发软件变更时,HIL都会自动测试。这些测试可以验证软件在变更后是否仍然满足规格要求。通过这种方式,软件工程师可以立即对更改做出响应,并在必要时纠正错误。许多研究项目已经证明,问题和错误的早期检测以及相应的行动将大大提高机器和系统的质量。

  测试一个真实的受控对象可能会非常昂贵(比如国防、军事、航天)。实际上,运行一次它们需要巨大的人力和物力,有时可能需要很高的安全措施。此时,HIL软件测试的优势无疑凸显出来。另外,类似于汽车行业,航空航天、国防工业相关的开发计划往往特别紧,不允许在样机出来后测试嵌入式系统。例如,当一个新的汽车发动机原型可以用于系统测试时,95%的发动机控制器测试已经使用HIL模拟完成。


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