1.HIL仿真测试概述

HIL仿真测试为ECU 的控制算法及功能开发提供了良好的闭环测试环境，为产品全方位验证提供有效支持。通过HIL 仿真测试系统可以快速验证ECU 控制功能，提早排除可能存在的故障，完善所设计开发的系统产品。

1.1 HIL仿真测试系统的结构

HIL仿真系统是双机架构，包括上位机和实时仿真机柜，如图1所示。

上位机采用PC机，运行测试管理系统软件，供测试人员进行日常的测试操作。

上位机通过高速局域网、工业串口、总线等接口与实时仿真机柜进行连接，用于监控实时仿真机柜。

上位机通过CAN总线、K线等接口与ECU进行连接，用于诊断、标定等操作。

实时仿真机柜主要提供车辆被控对象的模拟，包括：

实时硬件：主要用于接收ECU的信号输入，仿真被控对象行为并产生相应的信号输出。在实时硬件上需要运行实时操作系统，以保证模拟的实时性;被控对象的行为模型运行在实时操作系统之上;另外根据各执行机构、传感器的特性，需要建立接口模型以达到逼真的仿真效果。

I/O板卡：用于信号输入和输出。包括AD卡、DA卡、DIO卡、定时计数卡等板卡。

信号调理&仿真负载板卡：通过板卡模拟生成的传感器信号需要经过调理后才能供给ECU;同样，ECU的输出信号必须经过调理后，才能供给I/O板卡采集，否则可能会损坏被测ECU。仿真负载板卡实现对ECU外部执行器负载的模拟，如电机、车灯、喷油器等。

故障注入板卡：用于产生各种电气故障(例如断路、与电源或接地短路等)，以便对ECU的诊断功能进行测试。

图1HIL仿真测试原理图

2.     SmartSAR HIL仿真测试解决方案介绍

广州虹科提供的SMR Simulator是一个用于整车ECU的通用的、开放性的硬件在环仿真（HIL）测试平台，通过功能强大的I/O模块和信号调理板卡，可灵活配置生成ECU所需输入信号，并采集测量相应ECU的输出信号，支持各种故障模拟的软件自动注入和手动注入；同时，SMR Simulator作为一个实时的仿真运行平台，可在其上运行各种被控对象的仿真物理模型，并利用各种接口模块和信号处理板卡共同构成一个待测ECU的闭环测试环境；为了便于用户对ECU实时运行状态的监控、测试数据的记录、保存和回放以及编写测试案例和测试案例的管理等，专门针对汽车电子ECU测试开发的图形化测试软件SMR Controller和自动化测试软件SMR Automation为用户提供了一个量身定制的测试管理平台。

图 2HIL仿真测试解决方案组成

系统支持的实时仿真模型有：

LMS公司的Imagin.Lab AMESim模型：LMS Imagine.Lab AMESim提供一个完整的一维仿真平台，能对多领域智能系统进行建模和分析并预言其多学科专业的耦合性能。

TESIS公司的DYNAware模型：TESIS模型主要应用于车辆及其动力单元的控制算法开发和测试、在线诊断(OBD)、控制器和部件的硬件在回路测试，以及与试验车辆的联合测试。

基于Simulink开发的所有模型：针对各种被控对象的要求，在Simulink基础上开发的各种商业化或定制的模型，都可以用于实时仿真测试。

2.1系统设备组成

硬件在环仿真硬件平台采用双机架构，包括上位机和实时仿真机柜。

上位机采用高性能PC机，运行测试管理系统软件，供测试人员进行日常的测试操作。

实时仿真机柜由实时硬件、IO板卡、信号调理模块、仿真负载模块、故障注入模块、通信模块、电源模块等。

2.2系统上位机测试软件

针对HIL的仿真测试，提供图形化测试软件SMR Controller和自动化测试软件SMR Automation，进行HIL的试验操作管理。

图形化测试软件SMR Controller，结合仿真硬件SMR Simulator和模型，用于ECU的硬件在环（HIL）仿真测试，提供了测试操作的便利性和灵活性。

图3图形化测试软件SMR Controller

自动化测试软件SMR Automation，在图形化测试软件SMR Controller和实时仿真硬件SMR Simulator以及其他测试工具的配合下，可以进行HIL的自动化仿真测试，提供了测试效率，保证测试的质量。对测试案例可以进行图形化、树形、脚本化编辑创建，支持各种模型、CAN总线、LIN总线的输入输出信号绑定。以类似画流程图的方式支持图形化的编辑测试案例，达到清晰美观的展示效果；另外提供Python的脚本编程语言，用户可以灵活自如的完成测试案例的编写。编辑好的测试案例可以通过文件保存下来，并进行服务器共享，以支持多用户同时进行开发和测试使用。另外在软件上可以配置信号间的各种电气故障（包括短路、断路、对接等），以配合测试案例执行过程中故障的自动注入，也可以进行各种电源的操作配合测试案例的设计。编写好的测试案例可以进行单步调试。

图4 自动化测试软件SMR Automation

3.     总结

广州虹科提供的SMR Simulator解决方案中的在环仿真硬件平台采用了开放式的架构，基于工业级的PCI总线实现处理器板卡与I/O板卡之间的数据交互，既保证了数据采集和传递的响应速度，同时又具有良好的兼容性和扩展性，便于系统的升级与扩展。同时采用了基于x86架构的多核处理器，为复杂的发动机仿真模型运行提供了实时可靠的保证。SMR Simulator可以满足强实时性和汽车工业级的性能要求。

上位机软件中的图形化测试软件SMR Controller，结合仿真硬件SMR Simulator和模型，提供了测试操作的便利性和灵活性。而自动化测试软件SMR Automation，可以进行HIL的自动化仿真测试，提供了测试效率，保证测试的质量。