VIO System | 全新低成本單板級(jí)HIL測(cè)試系統(tǒng)

嵌入式軟件的HIL測(cè)試需要復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)及完整的ECU硬件，這導(dǎo)致通常只能在開發(fā)流程的后期階段進(jìn)行測(cè)試。全新推出的低成本解決方案VIO System，使得在開發(fā)前期不僅可以進(jìn)行總線通訊測(cè)試，也可以同時(shí)進(jìn)行I/O信號(hào)測(cè)試。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊，非常適合在實(shí)驗(yàn)室桌面上使用，即使在開發(fā)早期也能在評(píng)估板級(jí)進(jìn)行持續(xù)測(cè)試和仿真。對(duì)傳感器、執(zhí)行器或ECU的硬件/軟件開發(fā)階段，VIO System都能應(yīng)用于其中。其功能多樣性可應(yīng)用于各行各業(yè)，無論是汽車、航空航天、鐵路、醫(yī)療還是工業(yè)領(lǐng)域，只要是早期I/O測(cè)試，VIO System都可以協(xié)助工程師快速發(fā)現(xiàn)和排查問題。

VIO System整體概覽，特征及優(yōu)勢(shì)：

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為開發(fā)及測(cè)試工程師的桌面使用進(jìn)行緊湊化設(shè)計(jì)

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無縫集成于CANoe中，通過系統(tǒng)變量控制

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對(duì)連接的I/O板卡自動(dòng)識(shí)別并生成接口變量

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最大可級(jí)聯(lián)10層VIO System機(jī)箱從而擴(kuò)展I/O通道數(shù)量

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可在同一CANoe工程下同時(shí)使用VT System及VN系列總線接口卡來擴(kuò)展測(cè)試環(huán)境

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所有相關(guān)的測(cè)試部件集成于單個(gè)設(shè)備中

電壓及電流模擬量測(cè)量

電壓及電流模擬量激勵(lì)

數(shù)字量信號(hào)激勵(lì)及測(cè)量

切換及短路故障繼電器板卡（即將發(fā)布）

BLE/WIFI等IoT通訊板卡（即將發(fā)布）

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無需工具也可以完成線束連接（所有I/O板卡采用相同的快插連接器）

圖1：VIO System整體布置

VIO System的VIO9012機(jī)箱高度為95mm（約2U高）、寬度為342mm（四分之三19”寬）、深度為256mm。每個(gè)VIO System 12槽機(jī)箱中將包含1個(gè)最左側(cè)的自身供電板卡VIO8904，以及1個(gè)最右側(cè)的主機(jī)通訊板卡VIO6020，中間將提供12個(gè)I/O板卡卡槽，每個(gè)I/O板卡為20mm寬（占1卡槽），每個(gè)總線板卡為40mm寬（占2卡槽）。未來即將發(fā)布更加緊湊的7卡槽VIO9007機(jī)箱模塊。

VIO System采用主動(dòng)散熱，背面具備3個(gè)低噪音風(fēng)扇。使用溫度范圍0-50℃?？闪硗獯钆?9”機(jī)柜安裝套件。

VIO System板卡介紹

01

VIO6020

主機(jī)通訊板卡

VIO6020是VIO System的標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)通訊板卡，將VIO System與CANoe所在的上位機(jī)PC連接，同時(shí)可支持12個(gè)I/O板卡，或最多2個(gè)VX1161系列的CAN/FlexRay總線接口卡使用。VIO6020包含3個(gè)RJ45 Ethernet接口，分別用于與上位機(jī)PC連接，級(jí)聯(lián)VIO System，以及與VN系列總線接口卡連接。

圖2：VIO6020主機(jī)通訊板卡

VX1161.41A/B

CAN/FlexRay總線板卡

VX1161.41A和VX1161.41B是VX1161高速數(shù)采及標(biāo)定設(shè)備系列中的CAN/FlexRay總線接口卡。由于VIO System與VX1161系列采用相同的通訊及尺寸設(shè)計(jì)，因此VIO System可以復(fù)用VX1161.41A/B總線板卡。VX1161.41A可提供6路CAN/CANFD總線通道，而VX1161.41B除了6路CAN/CANFD外，還可以額外支持1路FlexRay總線通訊。

每塊VX1161.41A/B需占用VIO System的2個(gè)I/O卡槽，每個(gè)VIO6020主機(jī)通訊板卡最多支持2塊VX1161.41A/B板卡。更多總線通道需求，可通過VIO6020的RJ45 Ethernet端口實(shí)現(xiàn)部分VN系列總線接口卡的擴(kuò)展連接。

圖3：VX1161.41A/B CAN/FlexRay總線板卡

VIO8904

VIO System自身供電板卡

VIO8904是VIO System的標(biāo)準(zhǔn)供電板卡，為VIO System提供工作所需的3.3V及10V/40W供電。VIO8904的輸入供電需連接24V/DC電源，Vector提供其專用的外置電源適配器Vector Power Supply ODU Mini-Snap來實(shí)現(xiàn)220V/AC轉(zhuǎn)24V/DC供電。

圖4：VIO8904 VIO System自身供電板卡

VIO1008

電壓測(cè)量板卡

VIO1008板卡可提供8路電壓測(cè)量通道，可提供3種差分測(cè)量量程，無故障注入功能。具體技術(shù)參數(shù)見下：

圖5：VIO1008電壓測(cè)量板卡

VIO1804

電流測(cè)量板卡

VIO1804板卡可提供4路電流測(cè)量通道，可提供3種測(cè)量量程，無故障注入功能。具體技術(shù)參數(shù)見下：

圖6：VIO1804電流測(cè)量板卡

VIO2004

模擬量激勵(lì)板卡

VIO2004板卡可提供4路電壓或電流模擬量激勵(lì)通道，對(duì)電流激勵(lì)可提供內(nèi)部或外部參考源選擇，無故障注入功能。具體技術(shù)參數(shù)見下：

圖7：VIO2004模擬量激勵(lì)板卡

VIO4028

數(shù)字量板卡

VIO4028板卡可提供28路數(shù)字電壓信號(hào)的輸入和輸出通道，全部28路可處理 TTL數(shù)字電平信號(hào)及PWM采集，28路LVTTL/TTL數(shù)字信號(hào)輸出接口中有16路可提供PWM激勵(lì)：

圖8：VIO4028數(shù)字板卡

VIO System與CANoe

連接使用

02

VIO System內(nèi)部板卡之間以3Gbps的HSBL連接通訊，VIO System與CANoe所在上位機(jī)電腦采用1Gbps以太網(wǎng)通信。如下圖所示，可在VIO6020的另外2個(gè)RJ45 Ethernet端口上級(jí)聯(lián)更多VIO System及含Ethernet Uplink接口的VN總線接口卡，如VN1670、VN5620、VN5650等設(shè)備。

圖9：VIO System通訊連接架構(gòu)

若遇到復(fù)雜測(cè)試需求，需將VIO System與VT System進(jìn)行聯(lián)用時(shí)，可在同一個(gè)CANoe工程中分別通過Ethernet網(wǎng)線對(duì)2種測(cè)試系統(tǒng)連接并同時(shí)使用。

圖10：VIO System與VT System同時(shí)使用

當(dāng)用戶拿到VIO System后，根據(jù)前期配置和訂單情況不同，可能發(fā)貨時(shí)已安裝好板卡，也可能單獨(dú)發(fā)貨需要用戶自行安裝。板卡安裝前請(qǐng)務(wù)必?cái)嚅_VIO System的電源連接，然后可根據(jù)使用習(xí)慣順序插入板卡（VX1161.41系列總線卡需放置于除VIO8904電源模塊外，最左面的4個(gè)卡槽），并使用隨附的螺絲刀擰緊固定?？紤]EMC及散熱風(fēng)道的因素，未使用的卡槽需務(wù)必通過隨附的蓋板進(jìn)行遮擋。

隨后為VIO8904供電，并通過RJ45千兆Ethernet網(wǎng)線將VIO6020的ETH1網(wǎng)口連接至CANoe所在的上位機(jī)PC。在使用CANoe掃描添加VIO System前，請(qǐng)確保UDP的2500端口以及TCP/IP的5555端口未被PC防火墻屏蔽。VIO6020主機(jī)通訊板卡的默認(rèn)IP地址為192.168.100.10，請(qǐng)確保VIO6020連接的上位機(jī)PC對(duì)應(yīng)網(wǎng)卡網(wǎng)段位于相同網(wǎng)段，即192.168.100.XX，子網(wǎng)掩碼配置為255.255.255.0。

VIO System的使用要求CANoe版本最低為17，打開CANoe并創(chuàng)建任意工程后，可在Hardware – VIO System – Configuration按鈕打開VIO System的配置窗口界面。

圖11：VIO System配置窗口位置

隨后可根據(jù)下圖步驟，在第1步點(diǎn)開下拉菜單后等待3-5秒左右，在Available VIO Systems選單中會(huì)出現(xiàn)已連接的VIO System系統(tǒng)及對(duì)應(yīng)IP和序列號(hào)名稱。

圖12：VIO System掃描窗口

添加已識(shí)別的VIO System后，以VIO4028板卡為例，在Hardware標(biāo)簽頁下，選擇VIO4028板卡本身，可對(duì)3號(hào)框內(nèi)的Card name修改當(dāng)前板卡的名稱（影響對(duì)應(yīng)系統(tǒng)變量的Namespace）。另外可通過4號(hào)框內(nèi)的配置選擇電平邏輯為L(zhǎng)VTTL還是TTL電平，該配置會(huì)應(yīng)用于當(dāng)前板卡所有28路通道。

圖13：VIO4028板卡配置界面

當(dāng)點(diǎn)擊下方特定通道后，可選擇該通道運(yùn)行于Output激勵(lì)模式，還是Input測(cè)量模式。默認(rèn)為Input測(cè)量模式。

圖14：VIO4028通道模式配置

配置完成VIO4028的基本電氣參數(shù)和運(yùn)行模式后，可切換至Tasks標(biāo)簽頁，對(duì)VIO4028的輸入測(cè)量和輸出激勵(lì)任務(wù)進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)在Tasks標(biāo)簽頁下，Measurement tasks分類中找到對(duì)應(yīng)的VIO4028板卡，可在3號(hào)框內(nèi)對(duì)該板卡的測(cè)量任務(wù)名稱進(jìn)行配置（影響測(cè)量系統(tǒng)變量的Namespace），4號(hào)框中可對(duì)板卡至CANoe的更新頻率進(jìn)行設(shè)置（會(huì)應(yīng)用于該板卡所有通道）。最終在5號(hào)框窗口中，列出了當(dāng)前VIO4028所有測(cè)量系統(tǒng)變量的默認(rèn)名稱，可依據(jù)使用習(xí)慣進(jìn)行修改，VIO4028總共提供數(shù)字量狀態(tài)、PWM占空比、PWM周期三類測(cè)量信息，上述變量均為可讀變量。

圖15：VIO4028測(cè)量任務(wù)配置

對(duì)于Stimulation/settings tasks分類下的VIO4028設(shè)置，與測(cè)量任務(wù)下的配置類似，可修改Task名稱及激勵(lì)變量的名稱，也可使用默認(rèn)系統(tǒng)變量名稱。激勵(lì)變量中，提供1-16通道的輸出模式切換、PWM周期、PWM占空比、更新模式設(shè)置，以及1-28所有通道的數(shù)字激勵(lì)0/1切換及PWM測(cè)量時(shí)的超時(shí)時(shí)間設(shè)置。上述變量均為可寫變量。

若使用CANoe 17 SP3以上版本時(shí)，可通過其新增的VIO System Configuration Tool工具完成固件升級(jí)、VIO6020 IP地址修改等操作。

圖16：VIO System Configuration Tool打開位置

圖17：VIO System Configuration Tool配置界面

配置完成后，以VIO4028為例通道1輸出變化頻率和占空比的PWM波，通過通道2回采的信息可通過用戶熟悉的Trace、Graphic、Data等窗口觀察并用于自動(dòng)化測(cè)試。

圖18：VIO System實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)