功能原型设计系列：装备并测试你的原型

硬件在环(HIL)应用

嵌入式控制系统在控制一个典型机械系统的不同元件时发挥了重要的作用。实际测试之前的系统软件模拟并不总是有用的，因为模拟不能随实际的模拟和数字信号而实时运行。这一难题迫使我们在最后部署前，采用HIL模拟作为测试嵌入式控制系统的标准方法。

测试一个完整的嵌入式原型可能会很困难，特别是当你要测试整个系统的所有元件间的相互作用时。测试原型嵌入式控制系统时，安全性，可用性或成本考虑都能令使用完整系统进行必要的测试变得不切实际。你可以使用HIL模拟来仿真带来这些挑战的系统部件，这将使你在真实的整体系统测试前，在虚拟环境中彻底地对嵌入式控制设备进行测试。有了这个功能，即使你的测试系统变得更加复杂，你也能合算地保持可靠性和市场投放时间的要求。


图 3. 一个包含有三个主要元件的HIL测试系统：一个软件接口, 一个实时处理器和一个I/O接口

在较短的时间内快速投放市场、更好的可靠性以及日益复杂的产品等多方面带来的挑战使得人们迫切需要HIL测试平台的帮助：

* 在主机上配置并监控用户界面和诸如NI VeriStand的测试管理工具
* 使用实时模拟器，在嵌入式控制器和测试系统之间产生真实的电气交互
* 设置物理负载和故障插入测试——HIL测试系统可以精确地模拟真实的条件并测试故障情况下的反应

LabVIEW图形化开发环境和NI PXI模块化的硬件平台是建立HIL系统以实现高度逼真的控制器测试模拟的理想工具。


图4. 图形化系统设计

NI VeriStand是一个为了配置包含HIL测试的实时测试应用的软件环境。它可以帮助你配置多核实时引擎来执行下列任务：

* 基于模拟、数字、通信总线和现场可编程门阵列(FPGA)的I/O
* 触发、多文件数据记录
* 产生实时激励
* 计算通道
* 事件报警和报警响应例行测试

NI VeriStand也可以输入控制算法并在LabVIEW软件和第三方环境中仿真模型。你能使用一个运行时可编辑的用户界面来监测这些任务并与其交互，这个界面包括了许多有用的工具来进行强制赋值、报警监控、I/O校准和激励文件编辑等。使用NI VeriStand时无需任何编程知识，它可以被定制和扩展到多种软件环境下，如NI LabVIEW, NI TestStand, Microsoft Visual Studio .NET, C/C++, 和Python等。

下一步

NI提供了大量的嵌入式原型测试工具。将LabVIEW平台和NI-DAQmx , NI VeriStand结合在一起可以帮助你彻底地对质量、可靠性和整个产品开发周期的表现进行测试。

要了解更多关于原型过程的下一步骤，请返回至功能原型系列。

NI公司供稿