汽车硬件在环仿真系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车电子测试技术，特别涉及一种汽车硬件在环仿真系统。
【背景技术】
[0002]AUTOSAR(AUTomotive Open Systems Architecture，汽车开放系统架构，以下简称AUT0SAR)成立于2003年，由全球汽车制造商、部件供应商及其他电子、半导体和软件系统公司联合建立，致力于为汽车电子开发建立一个开放的、标准化的软件架构。AUTOSAR为复杂的汽车电子软件系统提供了基础软件平台，此外它还定义了一套支持分布式的、功能驱动的汽车电子软件开发方法和电子控制单元上的软件架构标准化方案，以便应用于不同的汽车平台，提高软件复用，降低开发成本。基于AUTOSAR的汽车电子软件具有良好的可移植性和可扩展性，并且可以有效地实现软件的重用。AUTOSAR可以有效地减少软件的开发周期，提高软件质量，在确保产品及服务质量的同时，提高了开发效率。
[0003]硬件在环仿真是一种实时仿真技术，它把实际的被控对象或其他的系统部件用高速计算机上实时运行的实时仿真模型来取代，而系统的控制单元或其它系统部件则用事物与仿真模型连接成为一个系统，对电控单元的功能进行测试。硬件在环仿真系统大大降低发动机电控系统的开发成本，缩短开发周期。因此，硬件在环仿真技术越来越多的在各种控制系统的研宄开发中得到应用，具有广阔的发展前景。
[0004]硬件在环测试设备国内外比较有代表性的有如下几个:德国ETAS公司的硬件在环仿真系统LabCar、dSPIACE公司开发的硬件在环仿真系统、恒润公司开发的DeskHIL系统。他们的系统软件架构都是自成一套系统，开放性比较差，软件开发依赖于硬件，软硬件开发相互耦合。对于用户来说，二次开发比较困难，且移植性、可扩展性和代码复用性比较差，一定程度上加长了用户测试的的周期，降低了测试效率。
[0005]LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器(NI)公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。
[0006]LabVIEW程序又称虚拟仪器，即VI，其外观和操作类似于真实的物理仪器(如示波器和万用表)。LabVIEW拥有一整套工具用于采集、分析、显示和存储数据，以及解决用户编写代码过程中可能出现的问题。
[0007]LabVIEW提供众多输入控件和显示控件用于创建用户界面，即前面板。输入控件指旋钮、按钮、转盘等输入装置。显示控件指图形、指示灯等输出显示装置。创建用户界面后，可添加各种VI和结构作为代码，从而控制前面板对象。代码在程序框图中编写。LabVIEW不仅可与数据采集、视觉、运动控制设备等硬件进行通信，还可与GPIB、PX1、VXI, RS232以及RS485等仪器通信。
[0008]NI VeriStand是一种配置实时测试应用程序的软件环境。即买即用的NIVerStand有助于配置针对多核处理器的实时引擎，以执行以下任务:
[0009].模拟、数字、通信总线，和基于现场可编程门阵列(FPGA)的I/O接口
[0010]?可触发，多文件数据记录
[0011]?实时激励生成
[0012].计算通道
[0013].事件预警和预警响应程序
[0014]NI VeriStand还能够从NI LabVIEW软件和第三方环境中导入控制算法，仿真模型和其他任务。可以使用运行时可编辑的用户界面监测这些任务，并与其交互，该界面包含许多用于强制赋值、警报监控、I/o校准、激励配置编辑的有效工具。NI VeriStand的使用不需要掌握编程知识，但是可以在多种不同的软件环境进行自定义和扩展，如NI LabVIEff,ANSI C/C++，和其他建模和编程环境。
[0015]NI TestStand是可立即执行的测试执行管理软件，用于组织、控制和执行自动化原型设计、验证或制造测试系统。加入在LabVIEW、LabWindows/CV1、Visual C/C++,Visual Basic.NET和C#中编写的测试程序，使用NI TestStand快速创建测试序列。NITestStand基于一个高速多线程执行引擎，其性能足以满足最为严苛的测试处理能力要求。NI TestStand的功能完全由用户定义。为满足特定需求，可自行对其进行功能修正和改进，例如定制操作界面、生成自定义报告或修改序列执行要求等。借助NI TestStand，您可将精力集中于特殊的测试要求，NI TestStand则管理普通的序列、执行和汇报任务。NITestStand可用于开发、执行和部署测试系统软件。此外，用户还可使用任何编程语言编写的测试代码模块搭建测试序列。测试序列可以指定执行流、生成测试报告、进行数据库记录以及连接其他公司系统。最后，可借助易用的操作界面，在生产中部署测试系统。
[0016]Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI)，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
[0017]Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。.
[0018]构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了 Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。Simulink与MATLAB紧密集成，可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
[0019]Simulink是一个面向多域仿真并和基于模型设计的框模块图环境。它支持系统级设计、仿真、自动代码生成以及嵌入式系统的连续测试和验证。
[0020]Simulink提供有图形编辑器、可自定义的定制模块库以及和求解器，能够进行动态系统建模和仿真。通过与MATLAB集成，不仅能够将MATLAB算法融合到并入模型中，而且可以还能将仿真结果导出至MATLAB做进一步分析。
[0021]RTff(Real-Time Workshop)是MATLAB提供的自动化代码生成工具，它可以将Simulink模型框图转化为标准的C代码。Engine是MATLAB提供的C语言的调用接口，通过打开该引擎可以执行命令调用如Simulink之类的MATLAB资源。RTW是开放的、可扩充的结构，支持定点和浮点，通过交互方式下载参数到外部硬件，支持连续系统、离散系统、混合系统和异步系统仿真，单任务、多任务和异步中断。
【发明内容】
[0022]本发明要解决的技术问题是提供一种汽车硬件在环仿真系统，在具有硬件在环仿真和测试功能的同时，又兼具了开放性的特点，同时软件的移植性、可扩展性和代码复用性比较好。
[0023]为解决上述技术问题，本发明提供的汽车硬件在环仿真系统，包括上位机、下位机；
[0024]所述下位机，包括NI实时控制器、NI硬件板卡、Veristand实时软件服务平台、发动机模型动态链接库；
[0025]所述Veristand实时软件服务平台，与所述发动机模型动态链接库、NI硬件板卡分别进行数据交换；NI硬件板卡和发动机模型动态链接库之间通过所述Veristand RT软件服务平台实现数据交换；
[0026]所述上位机，设置有VeriStand软件平台、LabVIEW软件平台、Matlab Simulink软件平台；
[0027]所述Matlab Simulink软件平台，用于客户建立发动机模型；
[0028]所述VeriStand软件平台，用于客户通过VeriStand目标语言编译器控制MatlabSimulink软件平台的Matlab\RTW模块生成发动机模型动态链接库，下载到下位机中实时运行；
[0029]所述VeriStand软件平台，还用于用户建立NI硬件板卡和发动机模型之间的数据Map，同时实现数据处理，并用于将用户设定的检测控制程序及发动机模型参数下载到下位机中并运行于Veristand实时软件服务平台上；
[0030]所述LabVIEW软件平台，用于用户建立人机交互界面，实时显示发动机模型运行情况，进行发动机模型在线参数调整，设定检测控制程序。
[0031]较佳的，所述LabVIEW软件平台，还用于用户根据不同的测试需求，开发出相应的测试案例。
[0032]较佳的，所述LabVIEW软件平台，还供其他平台进行调用和管理。
[0033]较佳的，所述LabVIEW软件平台，还供Teststand软件平台进行调用和管理。
[0034]较佳的，所述NI硬件板卡，包括输入输出模块、FPGA模