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 erreichen.

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.

Averna Powered by Spherea bietet Ihnen die Möglichkeit, HiL, Echtzeitsimulation, Messtechnik, HF, Bildverarbeitung, Automatisierung und Qualitätsdaten in einem einzigen Validierungsprogramm zu kombinieren. Dadurch lassen sich komplette Systeme unter realistischen Betriebsbedingungen validieren, während gleichzeitig die Prototypenkosten gesenkt und die Entwicklung beschleunigt werden.

Dieser integrierte Ansatz ist für missionskritische Anwendungen und die nächste Generation eingebetteter und vernetzter Produkte konzipiert. Die HiL-Lösungen von Averna helfen Ihnen dabei:

• Fehler durch wiederholbare, kontrollierte Tests früher zu erkennen
• das Verhalten unter seltenen oder gefährlichen Betriebsbedingungen zu validieren, die physisch schwer nachzustellen sind
• Sicherheit und Zuverlässigkeit vor der Inbetriebnahme nachzuweisen
• unnötige Hardware und Ausrüstung zu reduzieren
• die Validierung durch Automatisierung und wiederverwendbare Testarchitekturen zu skalieren

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.

Echtzeitsimulation 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 Stimuli mit realistischen Zeitabläufen erhält, sodass Verhaltensweisen, die sonst nur im Feld auftreten würden, im Labor reproduziert und untersucht werden können.

Signalschnittstellen 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.

Im Zentrum dieser Ebene steht die Fehlerinjektion: Unterbrechungen, Kurzschlüsse, Sensorausfälle und Busfehler werden nach Bedarf eingespielt, um zu überprüfen, ob das System diese erkennt und sicher reagiert. Sie erhalten nicht nur den Nachweis, dass Ihr Produkt funktioniert, sondern auch Erkenntnisse darüber, wie es ausfällt, und die Daten fließen in eine Fehleranalyse ein, die sporadisch auftretende Defekte 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 sie unbeaufsichtigt ablaufen und bei Bedarf identisch wiederholt werden können. Regressionstests bestätigen anschließend, dass jeder neue Software-Build weiterhin alle Tests besteht, die der vorherige bestanden hat, und die Anforderungsverfolgbarkeit verknüpft jedes Ergebnis mit der Spezifikation, die es verifiziert, 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.