隨著科技的進(jìn)步，汽車(chē)在人們生活中越來(lái)越重要，人們對(duì)汽車(chē)要求也越來(lái)越多；無(wú)論是汽車(chē)的控制性、舒適性、娛樂(lè)性還是對(duì)聯(lián)網(wǎng)性能都有了較大的提高。在這種大環(huán)境下，汽車(chē)電子技術(shù)加速發(fā)展，功能越來(lái)越多，智能化和復(fù)雜化程度也越來(lái)越高。

更好的測(cè)試將優(yōu)化設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化生產(chǎn)

NI在汽車(chē)車(chē)輛行業(yè)，從ECU硬件在環(huán)到控制器快速原型設(shè)計(jì)，從車(chē)載多媒體測(cè)試到混合動(dòng)力系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等應(yīng)用中，提供包括測(cè)量?jī)x器、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)調(diào)理、機(jī)器視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制、分布式I/O、工業(yè)通訊、儀器控制等多樣的軟硬件選擇。

基于靈活可擴(kuò)展的模塊化構(gòu)架，NI的平臺(tái)均可實(shí)現(xiàn)軟硬件的無(wú)縫集成和系統(tǒng)功能升級(jí)。目前幾乎與所有的汽車(chē)電子廠商與供應(yīng)商均采用NI的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試仿真和設(shè)計(jì)應(yīng)用。

例如，現(xiàn)代豪華轎車(chē)可能有多達(dá)100個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU），相比傳統(tǒng)的測(cè)試方法，想要測(cè)試這些系統(tǒng)的技術(shù)、總線和同步變得越來(lái)越為困難。測(cè)試工程師需要測(cè)試策略和平臺(tái)，滿足他們對(duì)自動(dòng)化、汽車(chē)專用I/O和靈活性的需求。NI產(chǎn)品提供了一套自動(dòng)化產(chǎn)品，用來(lái)測(cè)試常用的汽車(chē)音頻和視頻接口，包括DVI和HDMI等接口和LVDS等自定義需求。這些解決方案結(jié)合了高性能基于PXI的模塊化儀器，并帶有功能強(qiáng)大、易于使用的應(yīng)用軟件。通過(guò)在NIPXI平臺(tái)構(gòu)架的汽車(chē)電子產(chǎn)品性能測(cè)試系統(tǒng)，由于具有靈活，可配置，可快速開(kāi)發(fā)等特點(diǎn)，十分適合于汽車(chē)電子行業(yè)的質(zhì)量，分析，實(shí)驗(yàn)等部門(mén)進(jìn)行產(chǎn)品分析，首件測(cè)試，功能實(shí)驗(yàn)等用途。

NI公司也提供了數(shù)個(gè)用于小成本，小體積的HIL測(cè)試系統(tǒng)供選擇。NICompactRIO是一種低成本的可重配置的控制和采集系統(tǒng)。系統(tǒng)采用由可重配置I/O（RIO）現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）技術(shù)組成一個(gè)開(kāi)放的小型嵌入式架構(gòu)。

這種技術(shù)將實(shí)時(shí)處理器和用戶可編程FPGA結(jié)合起來(lái)。用戶可以使用FPGA創(chuàng)建自定義的I/O特性并且可以把模型執(zhí)行和信號(hào)處理運(yùn)算從實(shí)時(shí)處理器下放到FPGA上來(lái)提高HIL測(cè)試系統(tǒng)的性能。

PXI是一款基于PC的測(cè)試，測(cè)量和控制的開(kāi)放平臺(tái)。它提供廣泛的實(shí)時(shí)處理器選擇，包括數(shù)個(gè)高性能的多核處理器。PXI平臺(tái)能在很多同步技術(shù)下工作，包括通過(guò)IRIG-B，IEEE1588，SCRAMNet以及反射內(nèi)存來(lái)在多機(jī)箱HIL測(cè)試系統(tǒng)中用于共享定時(shí)，觸發(fā)和數(shù)據(jù)。

對(duì)于硬件在環(huán)，NI一直都具有很權(quán)威的影響，硬件在環(huán)HIL仿真可以用于更加有效的測(cè)試嵌入式控制系統(tǒng)。當(dāng)測(cè)試嵌入式控制系統(tǒng)時(shí)，從安全性，可行性和合理的成本上考慮，使用全系統(tǒng)進(jìn)行所有必要的測(cè)試是不現(xiàn)實(shí)的。工程師可以使用HIL仿真來(lái)模擬部分系統(tǒng)以面對(duì)這些挑戰(zhàn)，在將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)試之前使用戶能夠在虛擬環(huán)境下測(cè)試嵌入式控制器件。有了這個(gè)功能，即使工程師要測(cè)試的系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，也可以以一種具有成本效益的方式維持可靠性和市場(chǎng)投放。

一個(gè)HIL測(cè)試系統(tǒng)由三個(gè)主要部分組成：一個(gè)實(shí)時(shí)處理器，I/O接口和一個(gè)操作界面。實(shí)時(shí)處理器是HIL測(cè)試系統(tǒng)的核心。它提供大多數(shù)HIL測(cè)試系統(tǒng)的確定執(zhí)行。要精確地仿真測(cè)試系統(tǒng)中物理上并不存在的部分，一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)是非常必要的。I/O接口是與被測(cè)部件交互的模擬，數(shù)字和總線信號(hào)，用它們來(lái)產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，獲取用于記錄和分析的數(shù)據(jù)，并提供被測(cè)的電子控制單元（ECU）與模型仿真的虛擬環(huán)境之間的傳感器/執(zhí)行器交互。操作界面與實(shí)時(shí)處理器相通，提供測(cè)試命令和可視化。在大多數(shù)情況下，這個(gè)部件也提供配置管理，測(cè)試自動(dòng)化，分析和報(bào)告任務(wù)。

一旦確定了HIL測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)架，創(chuàng)建一個(gè)HIL測(cè)試系統(tǒng)首先是選擇最能滿足要求的實(shí)時(shí)處理元件。NI公司為執(zhí)行HIL測(cè)試系統(tǒng)提供了廣泛的實(shí)時(shí)處理選擇。因?yàn)樗鼈兌蓟陂_(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以它們能確保用戶總能將最新的PC技術(shù)進(jìn)展用在自己的HIL測(cè)試系統(tǒng)中，從而始終滿足未來(lái)測(cè)試系統(tǒng)的要求。

電機(jī)將是電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)的重心

最近國(guó)外的高端電動(dòng)車(chē)特斯拉和國(guó)內(nèi)的平民電動(dòng)車(chē)比亞迪都是炙手可熱，站在測(cè)試的角度，電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)在內(nèi)部電子設(shè)備與車(chē)身控制設(shè)備上的不同給開(kāi)發(fā)和測(cè)試也帶來(lái)了一定的影響。

電機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的主要?jiǎng)恿?lái)源，相應(yīng)的也為電動(dòng)汽車(chē)控制設(shè)備的嵌入式控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試工程師帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，速度便是其一。電子驅(qū)動(dòng)引擎控制單元（ECU）控制算法的運(yùn)行速度必須遠(yuǎn)快于內(nèi)部燃燒引擎的動(dòng)力傳達(dá)ECU。更快的速度需求使得傳統(tǒng)的HIL測(cè)試不足以支持測(cè)試電機(jī)ECU。而電機(jī)的仿真必須具備高仿真精度，HIL測(cè)試系統(tǒng)則必須在1μs的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行仿真模型，以充分顯示電機(jī)的實(shí)際操作。之前，高精度仿真和高速度運(yùn)行似乎不可能并存，許多測(cè)試工程師不得不因此采用更為昂貴的測(cè)功器或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試來(lái)驗(yàn)證他們的嵌入式軟件。

NI與合作伙伴共同開(kāi)發(fā)了用于NIVeriStand的JMAG附加軟件模塊，該附加軟件模塊使用由FEA生成的電感與反電動(dòng)勢(shì)（EMF）數(shù)據(jù)，進(jìn)行電機(jī)模型的實(shí)時(shí)仿真。由于電機(jī)結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性會(huì)產(chǎn)生非正弦通量和電流，經(jīng)典的D-Q模型就不再適用，這時(shí)就需要采用FEA技術(shù)。混合動(dòng)力汽車(chē)制造商采用了高速電機(jī)，這對(duì)于優(yōu)化生產(chǎn)空間和成本來(lái)說(shuō)十分重要。

在FEA仿真中，電機(jī)模型極其精確，且具有高精度，可充分體現(xiàn)電機(jī)中的非線性。然而，這種高精真的仿真耗時(shí)嚴(yán)重，設(shè)計(jì)工程師們不得不測(cè)量電機(jī)參數(shù)，并在后處理過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。對(duì)于復(fù)雜的電機(jī)模型，該過(guò)程需要花費(fèi)數(shù)個(gè)小時(shí)。通過(guò)NI和合作伙伴的軟件工具，可生成高精度模型，再搭配使用NILabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件和NIVeriStand軟件來(lái)配置實(shí)時(shí)測(cè)試應(yīng)用程序，最終完成驗(yàn)證任務(wù)。通過(guò)這樣的方式，NI滿足了電機(jī)測(cè)試和仿真中的主要需求。現(xiàn)在用戶可以以微秒的速度運(yùn)行FEA電機(jī)模型。這些模型可精確地仿真復(fù)雜的非線性行為，然后用戶就可以將在FPGA中運(yùn)行的模型連接至其它硬件，以高I/O速率進(jìn)行完整測(cè)試。

在真實(shí)系統(tǒng)中測(cè)試多種瞬變電流以及故障情況往往很麻煩或難操作，但這一點(diǎn)可通過(guò)實(shí)時(shí)高精度電機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)。在這之前，通過(guò)HIL測(cè)試以及標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)D-Q模型來(lái)實(shí)現(xiàn)許多情況，例如電機(jī)終端上或直流和交流總線間的故障仿真，幾乎不可能完成。NI的HIL平臺(tái)可提供最高仿真度的實(shí)時(shí)仿真，讓用戶在開(kāi)發(fā)的早期階段就發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并優(yōu)化性能。全面的HIL測(cè)試可減少驗(yàn)證嵌入式軟件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試次數(shù)，最終縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，并提高開(kāi)發(fā)效率。

中國(guó)已經(jīng)多年成為全球最大的汽車(chē)市場(chǎng)，同時(shí)對(duì)于國(guó)際主要的汽車(chē)電子產(chǎn)品供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，中國(guó)也都是他們的主要研發(fā)生產(chǎn)基地。汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)成為NI中國(guó)的重要客戶市場(chǎng)之一。因此，NI對(duì)中國(guó)的汽車(chē)電子行業(yè)市場(chǎng)充滿信心，會(huì)繼續(xù)針對(duì)業(yè)內(nèi)用戶的需求，特別是一些最具潛力的應(yīng)用方向，包括汽車(chē)電子產(chǎn)品性能測(cè)試、車(chē)載娛樂(lè)信息系統(tǒng)測(cè)試、嵌入式軟件性能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、硬件在環(huán)HIL、新能源汽車(chē)測(cè)試等方向，提供更加完善和最具前沿技術(shù)的解決方案。

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