硬件在环（HIL）测试解决方案

为什么HIL仿真如此重要

现代嵌入式系统的故障，极少是由单一元器件缺陷引起的，更多是源于软件、电子硬件、通信链路、传感器与物理系统之间复杂的交互行为在特定条件下出现意料之外的响应。硬件在环（HIL）测试的价值，恰恰在于产品交付现场之前，提前将这些潜在的交互风险暴露并解决。

Averna并不将HIL视为一项独立的活动，而是将其视为一个更广泛的验证连续体的一部分，该连续体涵盖基于模型的开发、软件在环（SIL）、硬件在环（HIL）、系统集成以及制造测试。 HIL仿真位于XIL（MIL、SIL、PIL等）谱系的硬件端：控制器基于实时工艺模型（有时是完整的数字孪生）运行，而非基于一组静态输入。

Averna Powered by Spherea使您能够将 HiL、实时仿真、仪器仪表、射频、视觉、自动化和质量数据整合到一个验证计划中。这使得完整系统能够在真实运行条件下进行验证，同时降低原型成本并加速开发进程。

该集成方案专为关键任务应用以及新一代嵌入式和联网产品而设计。Averna的HiL解决方案可帮助您：

通过可重复、受控的测试更早地发现缺陷
在难以通过物理方式再现的罕见或危险运行条件下验证系统行为
在部署前验证其安全性和可靠性
减少不必要的硬件和设备
通过自动化和可重用测试架构实现规模验证

Averna如何开展HIL测试

Averna构建的硬件在环（Hardware-in-the-Loop）环境基于一个简单原则：在产品生命周期早期开发的验证资源，应能在资格认证阶段乃至投产后仍保持其价值。

这种方法有助于加快开发进度，同时保持可追溯性和测试覆盖率。虽然每个项目各不相同，但大多数硬件在环（HiL）项目都遵循类似的迭代流程：

第一阶段
定义验证目标

每个HIL项目都始于对验证对象的清晰理解。在开发任何仿真模型或测试用例之前，Averna会与工程团队合作，梳理关键需求以及最重要的故障场景。
第二阶段
构建一个实时仿真环境

逼真的仿真环境是确保结果具有实际意义的关键。Averna 开发了实时模型，能够复现系统、其传感器及其周围环境在正常和异常条件下的行为表现。
第03阶段
集成物理硬件

模拟环境准备就绪后，将物理硬件连接到HIL系统。对系统进行整体测试，而不是逐个子系统进行测试。
第04阶段
执行自动化测试计划

自动化执行让您能够在广泛的操作条件下评估系统行为。可重复的测试序列减少了拖慢验证进度的人工工作量，并能揭示所有隐藏的问题
第05阶段
分析结果并优化系统性能

对测试数据进行评审，以确认是否满足需求并发现异常行为。验证得出的见解将在部署前反馈至软件和控制策略

Averna在业内最成熟的测试与测量平台上设计 HIL系统，其中包括Emerson/NI平台，Averna在该平台上拥有钻石级合作伙伴身份。与此同时，Averna还开发了针对特定领域优化的自有平台。这些平台既可作为大型定制项目中的即用型构建模块，也可独立作为项目的起点。

DITE–HiL测试平台

用于嵌入式和控制系统验证的集成式实时HiL 硬件平台。

通过原生 MATLAB/Simulink和SCADE集成运行实时工艺模型
模块化、多节点架构，可随程序扩展
机架式和便携式机型，包括适用于机载环境的 ARINC 600机型

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U-TEST–SiL测试平台

用于SiL和HiL的实时测试与仿真环境。

执行模型并管理实时测试序列
将软件在环和硬件在环融合在同一个环境中
支持第三方工具和商用现成仪器
集成了来自MATLAB/Simulink、FMI 2.0/3.0、AmeSim和SCADE的模型

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Averna HIL系统的验证能力

Averna的HIL功能是一套整合到单一程序中的测试功能，而非逐项销售。下文中的每个构建模块都会根据被测系统及其必须满足的测试条件进行组合和调整。

实时仿真与系统建模

有意义的HIL测试结果取决于一个能够像真实环境一样做出反应的工厂模型。Averna的硬件和软件测试工程师在这些程序所依赖的实时测试工具链方面拥有深厚且经过认证的专业知识，包括LabVIEW、VeriStand、TestStand以及MathWorks的SimuLink和MATLAB。

您将获得一个闭环测试环境，被测设备在此环境中能够以真实世界的时间间隔接收逼真的刺激信号，从而在实验室中重现并研究那些原本仅会在现场出现的行为。

信号接口与故障注入

HIL 测试台的真实感，关键在于它与硬件之间的接口是否足够贴近实际。Averna 通过精准的信号调理来管理模拟与数字 I/O，确保与各控制器的电气特性完全匹配。

故障注入正是这一层的核心能力——开路、短路、传感器信号丢失、总线错误等，均可按需模拟引入，用以验证系统能否准确识别并安全应对。这带给您的，不只是产品“能工作”的证明，更是它在各种异常情形下“如何失效”的真实证据。这些数据将流入故障分析环节，帮助将偶发性缺陷真正追溯至根源

自动化测试执行与回归测试

面对关键系统必须考虑的成千上万种条件，手动验证显然力不从心。Averna 将测试序列自动化，实现无人值守运行，并可随时按需一键复现完全相同的测试。回归测试确保每一次软件更新都不会破坏之前已通过的功能，而需求追溯功能则将每项测试结果与对应的规范条款紧密关联，让测试覆盖率在整个项目期间始终清晰可控。。

支持的通信协议

HIL平台应与控制器采用相同的通信协议。Averna的系统可与嵌入式和航空电子架构中常见的总线进行接口，且该平台的设计使其能够根据程序需求扩展至其他总线。

域名	支持的接口示例
汽车	CAN、LIN、汽车以太网、FlexRay
航空航天与国防	ARINC 429、AFDX、MIL-STD-1553
一般情况	模拟和数字I/O、以太网、OPC UA、MQTT、Modbus