硬件在回路中，fpga帮助电机测试

案例分析:现场可编程门阵列(FPGA)设备可以提高仿真和测试的硬件在环(HIL)能力，可以更快地从想法过渡到生产，正如斯巴鲁混合动力电机和驱动器测试的例子所解释的那样。斯巴鲁将测试时间减少到在一台测功机上进行等效测试所需时间的1/20。

凯尔·珀库恩著 2014年12月21日

在多种模拟和物理配置中测试嵌入式软件的组织可以在竞争中保持领先地位，这些工具正在帮助汽车行业在测试混合动力汽车的电机和控制器性能时保持竞争力。现场可编程点门阵列(FPGA)技术可以使大多数测试应用受益。一些专家现在正在使用提高的FPGA性能，这是通过在硬件在环(HIL)测试中放置输入和输出(I/O)和处理节点来实现的。

电机测试

例如，斯巴鲁开始为其首款量产型混合动力汽车斯巴鲁XV Crosstrek hybrid开发新的验证系统，为此创造了难以用真实机器实现的艰苦测试条件。具体来说，该汽车制造商有兴趣在系统工程V模型的所有阶段测试其混合动力电机。在对电动马达控制器进行HIL测试时，斯巴鲁的测试工程师面临着速度的挑战。控制器的快速数字输出意味着HIL模拟器需要以1微秒左右的循环速率运行。基于cpu的仿真平台通常以5µs到50µs的速率执行。

通过使用具有FPGA处理器、I/O和图形编程软件的测试系统，斯巴鲁将测试时间缩短至在一台测功机上进行等效测试的估计时间的1/20。此外，制造商能够利用FPGA的大容量内置动态RAM来使用市售模型，并代表电机的高度非线性特性。最后，斯巴鲁建立了一个验证系统，可以自动执行所有的测试模式，并复制最严峻的测试环境，以确保用户的最高安全水平，同时满足所需的控制率和关键时间线。

易于重构，回归测试

虽然并非所有应用程序都需要如此快的循环速率，但fpga还可以为任何HIL测试团队提供自定义I/O、更高的灵活性和协同处理。通过图形化编程重新配置FPGA的能力，系统工程师可以为特定应用程序定义最有效的I/O，并使软件代码适应测试单元(UUT)接口的变化，而无需交换测试硬件。这是非常有益的，因为fpga可以与实时处理器并行运行。

这样的灵活性意味着模型可以在处理器上确定性地运行，同时将信号处理或高速信号生成卸载到FPGA，这增加了整个系统的能力。

最终，这将导致更早更频繁地进行回归测试，以实现提高软件质量和降低总体开发成本。

- Kyle Perkuhn，美国国家仪器公司VeriStand产品营销工程师;由内容经理马克·霍斯克编辑，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

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www.globalelove.com/archives在本文的在线版本中有更多信息，包括用于硬件在环(HIL)测试的硬件和软件的信息，以及使用v模型图进行软件工程的更多信息。

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