提高汽车ECU(引擎控制单元)测试的吞吐率

描述
汽车电气系统只有很差的调整，并经常遇到电压跌落和过冲。正常情况下的电压范围为11V - 15V，但起动和运行瞬间的电压可为8V -24V。因此在引擎控制单元（ECU）测试中必须进行电压边际测试，以验证极端偏置电压条件下的正确工作和容差。

问题
在竞争的汽车电子市场中，需计入每一秒的测试时间。在多个偏置电压电平下测试是有必要的，但这会占用ECU 测试的相当一部分时间。大多数系统直流源在改变和稳定到新的输出数值时需要用不少时间，这会使总测试时间增加好几秒。

解决方案
Agilent N6700 模块化电源系统和 N6752A 电源模块能缩短 ECU 测试时间和增强测试能力，包括：
自动量程电源模块具有有源下编程功能，无论何种负载条件都能快速下拉输出电压。
不到1 m s 的指令处理时间和4ms 的输出响应时间可提高测试速度。

同类模块可并联使用，作为虚拟的单路输出提供更大的输出电流和功率，以用于测试更高功率的ECU。
可在1U 高度主机内装入4 块模块，以节省测试系统空间。

ECU 输入和输出特性
ECU 用大量信号监视车辆及其环境。从而让引擎和辅助设备工作于最佳条件。图1 汇总了典型ECU的许多输入和输出信号。


在 ECU 功能测试中，各种适用的测试系统资源要在受控条件下模仿各种输入信号，对其加载，并检查输出是否有正确响应。显然，由于存在很大的输入和输出数，因此ECU测试需要相当多的测试系统资源。

汽车电气系统中的关键偏置电压电平
根据车辆工作状况，汽车电气系统中通常会遇到一些特定的电压电平。这些电平成为ECU测试的关键电压，如图2所示。关键电压涉及的某些相关测试包括：
把电源设置为0V 或禁用，检查电源和大电流驱动器引脚多个接地点间的连续性。
施加很小的电压和测量所产生的电流，可检查短路和其它非预期故障。
运行各种功能测试，从代表开始的约8V 低电平到代表满负荷的约15V 高电平。
如包括的ECU电压监视器电路，则对其校准或验证，通常在两端施加最小工作电压。
通过检查最小“必不渡越”和最大“必渡越”阈值，验证ECU低压复位电平。
在测试期间，ECU 可能经受20个偏置电压电平变化。

电源输出响应时间
当电源输出电压改变到新设置值时，会有如图3所示的几步。这些步骤都会花去一定时间。电源在接到指令后必须处理该指令；这就是它的指令处理时间。然后电源输出予以响应，并变化到新的设置值。到达特定稳定带内最终值的时间就是它的输出响应时间。1%稳定带对于ECU测试是适宜的。表1 比较了N6700、N6752A 与许多典型可编程电源的指令处理时间和输出响应时间。其优异的速度特性源于其为高吞吐率测试应用所作的专门设计。


注意下编程输出响应时间的重要性。许多电源的电压下降取决于DUT的实际负载。在轻负载条件下，没有下编程器的某些电源到达终值的时间甚至要好几秒。N6752A电压模块带有独立于负载的内部下编程器。在ECU测试中，快速上升和快速下降的编程速度都是非常重要的。


用Agilent N6700 模块化电源系统和 N6752A 电源模块改进吞吐率
从较慢的电源转到N6700 和N6752A，所实现的测试时间缩短是指令处理时间和输出响应时间的改进与输出电压转变数之和。200ms的时间改进与15 次输出变化得到3秒的测试时间减少，这对于20 秒测试时间的 ECU意味着15%的吞吐率改进。它对于ECU制造商是极富价值的，因为能降低测试成本，从而得到直接好处。