Hardware-in-the-Loop (HIL)-Testlösungen

Moderne eingebettete Systeme fallen selten aus, weil eine einzelne Komponente defekt ist. Sie fallen aus, weil die Wechselwirkungen zwischen Software, Elektronik, Kommunikation, Sensoren und physikalischen Systemen unerwartet verlaufen. HIL dient dazu, diese Wechselwirkungen aufzudecken, bevor die Produkte den Einsatz finden.

Averna betrachtet HIL nicht als eigenständige Aktivität, sondern als Teil eines umfassenderen Validierungskontinuums, das die modellbasierte Entwicklung, Software-in-the-Loop (SIL), Hardware-in-the-Loop (HIL), die Systemintegration und Fertigungstests umfasst. Die HIL-Simulation befindet sich am Hardware-Ende des XIL-Spektrums (MIL, SIL, PIL usw.): Der Regler wird anhand eines Live-Anlagenmodells – manchmal eines vollständigen digitalen Zwillings – statt anhand eines statischen Satzes von Eingaben betrieben.

Mit „Averna Powered by Spherea“ können Sie HiL, Echtzeitsimulation, Messtechnik, HF, Bildverarbeitung, Automatisierung und Qualitätsdaten in einem einzigen Validierungsprogramm zusammenführen. So lassen sich komplette Systeme unter realistischen Betriebsbedingungen validieren, während gleichzeitig die Kosten für Prototypen gesenkt und die Entwicklung beschleunigt werden.

Dieser integrierte Ansatz ist auf missionskritische Anwendungen und die nächste Generation eingebetteter und vernetzter Produkte ausgelegt. Die HiL-Lösungen von Averna bieten Ihnen folgende Vorteile:

• Fehler früher erkennen – durch wiederholbare, kontrollierte Prüfungen
• Verhalten unter seltenen oder gefährlichen Betriebsbedingungen validieren, die sich physikalisch nur schwer reproduzieren lassen
• Sicherheit und Zuverlässigkeit vor der Inbetriebnahme nachweisen
• Unnötige Hardware und Geräte reduzieren
• Skalierbarkeitsvalidierung durch Automatisierung und wiederverwendbare Testarchitekturen

Die HIL-Fähigkeit von Averna besteht aus einer Reihe von Testfunktionen, die in einem Programm zusammengefasst sind und nicht einzeln verkauft werden. Jeder der unten aufgeführten Bausteine wird so kombiniert und skaliert, dass er zum zu testenden System und den Bedingungen passt, denen es standhalten muss.

Echtzeit-Simulation und Systemmodellierung

Aussagekräftige HIL-Ergebnisse hängen von einem Anlagenmodell ab, das so reagiert, wie es die reale Umgebung tun würde. Die Hardware- und Software-Testingenieure von Averna verfügen über fundiertes, zertifiziertes Fachwissen zu den Echtzeit-Test-Toolchains, auf denen diese Programme basieren, darunter LabVIEW, VeriStand, TestStand sowie MathWorks SimuLink und MATLAB.

Sie erhalten eine Closed-Loop-Umgebung, in der das zu testende Gerät realistische Reize mit realistischen Zeitabläufen erhält, sodass Verhaltensweisen, die sonst nur im Feld auftreten würden, im Labor reproduziert und untersucht werden können.

Signalanbindung und Fehlerinjektion

Ein HIL-Prüfstand ist nur so realistisch wie seine Schnittstelle zur Hardware. Averna verwaltet analoge und digitale Ein- und Ausgänge mit der erforderlichen Signalaufbereitung, um den elektrischen Eigenschaften der jeweiligen Steuerung gerecht zu werden.

Die Fehlerinjektion bildet den Kern dieser Ebene: Unterbrechungen, Kurzschlüsse, Sensorausfälle und Busfehler werden nach Bedarf simuliert, um zu überprüfen, ob das System diese erkennt und sicher reagiert. Sie erhalten Nachweise darüber, wie Ihr Produkt ausfällt – nicht nur den Beweis, dass es funktioniert –, und die Daten fließen in eine Fehleranalyse ein, die sporadisch auftretende Fehler bis zu ihrer Grundursache zurückverfolgt.

Automatisierte Testausführung und Regressionstests

Eine manuelle Validierung lässt sich nicht auf die Tausenden von Bedingungen skalieren, die ein kritisches System berücksichtigen muss. Averna automatisiert Testsequenzen, sodass diese unbeaufsichtigt ablaufen und bei Bedarf identisch wiederholt werden können. Regressionstests stellen anschließend sicher, dass jeder neue Software-Build weiterhin alle Tests besteht, die der vorherige bestanden hat, und die Rückverfolgbarkeit der Anforderungen verknüpft jedes Ergebnis mit der Spezifikation, die es überprüft, wodurch die Testabdeckung während des gesamten Programms sichtbar bleibt.

Unterstützung von Kommunikationsprotokollen

Die HIL-Plattform sollte die Sprache des Controllers sprechen. Die Systeme von Averna sind mit den in Embedded- und Avionik-Architekturen üblichen Bussen kompatibel, und die Plattform ist so konzipiert, dass sie je nach Programmbedarf auf weitere Busse erweitert werden kann.