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大眾一直在發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)測(cè)試領(lǐng)域內(nèi)尋求殘余總線仿真的新解決方案。目前，殘余總線仿真已成為構(gòu)建自動(dòng)化系統(tǒng)（AuSy）測(cè)試平臺(tái)的必要組成部分，然而它適用的范圍是有限的。因?yàn)樗械臏y(cè)試平臺(tái)都具備CAN總線結(jié)構(gòu)，因此需要一個(gè)網(wǎng)關(guān)解決方案。因此，GOEPEL提出了模塊化解決方案,其不但避免了封閉式的設(shè)計(jì)理念，相反還能支持開放的標(biāo)準(zhǔn)、工具和接口。



圖1：德國(guó)大眾集團(tuán)集成測(cè)試平臺(tái)

需求

新的殘余總線仿真解決方案要求不僅可以支持CAN總線，還要支持LIN/FlexRay。同時(shí)，還需具備模擬和數(shù)字I/O作為一個(gè)完整的工具鏈，用戶可自己集成代碼和功能模塊。同時(shí)，“參數(shù)配置取代編程”的設(shè)計(jì)理念也是首要的。殘余總線仿真的變量部分，應(yīng)通過使用標(biāo)準(zhǔn)工具進(jìn)行配置和參數(shù)化來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建和調(diào)整。

在大眾集團(tuán)的正式篩選過程中，分別對(duì)多家供應(yīng)商的現(xiàn)有產(chǎn)品的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和性能進(jìn)行了測(cè)試。GOEPEL的stand-alone box產(chǎn)品及以Ethernet接口連接的自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)解決方案以其能獨(dú)立于自動(dòng)化系統(tǒng)（AuSy）運(yùn)行的能力，最終脫穎而出。將其安裝在靠近測(cè)試對(duì)象的位置，可以減少所需電纜的長(zhǎng)度，降低布線工作量。

單一來源的軟硬件

該方案最終選擇了使用GOEPEL的61系列Controller—basicCAN61plus模塊。該款產(chǎn)品提供3個(gè)CAN總線端口（2 x motor CAN, 1 x AuSy CAN），1個(gè)LIN接口（附屬），2個(gè)FlexRay接口，6路模擬和8路數(shù)字I/O作為選配。此外，該產(chǎn)品還配有強(qiáng)大的600 MHz PowerPC CPU，用于運(yùn)行殘余總線仿真，并具備千兆以太網(wǎng)接口和USB 2.0接口，以及集成1個(gè)“terminal 15”的繼電器。



圖2：GOEPELRBS產(chǎn)品(basicCAN61PLUS)

除此之外，德國(guó)大眾還使用了GOEPEL的Net2Run軟件包來創(chuàng)建編寫殘余總線仿真程序。該軟件可以使用戶在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)可執(zhí)行的靜態(tài)殘余總線仿真序列。所需信息將通過車載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入，如：DBC-，LDF-或FIBEX-數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)選擇需要仿真的控制單元及其對(duì)應(yīng)的報(bào)文信息。校驗(yàn)和計(jì)算、報(bào)文計(jì)數(shù)器以及所需的LIN和FlexRay發(fā)送時(shí)間序列都是自動(dòng)配置的。同樣，PDU多路復(fù)用器的整個(gè)PDU觸發(fā)和FlexRay更新位的處理也是如此。最后，用戶只需要選擇配置那些在運(yùn)行時(shí)能夠在RBS程序中訪問的信號(hào)，之后生成的RBS文件將存儲(chǔ)在RBSbox中。RBS程序?qū)⒓虞d并運(yùn)行此文件。或者，殘余總線仿真可以直接通過Net2Run軟件內(nèi)部啟動(dòng)。

殘余總線仿真—一種模塊化的方法

為了通過AuSyCAN端口控制殘余總線仿真，GOEPEL的RBSbox必須配置為網(wǎng)關(guān)，其具體可通過Net2Run中的網(wǎng)關(guān)編輯器來完成。需要發(fā)送的信號(hào)映射到路由表中，如果適用，則添加附加縮放比例參數(shù)或偏移量。這些信息也將存儲(chǔ)于RBS文件中。

為了獨(dú)立于任何PC或AuSy運(yùn)行，RBS盒還需要RBS程序（用戶代碼）。它是一個(gè)小型的C或C ++程序，使用GOEPELAPI函數(shù)來訪問GOEPEL電子硬件及其各個(gè)固件功能。大眾使用了可切換版本的RBS程序，例如：手動(dòng)或自動(dòng)變速箱。一個(gè)簡(jiǎn)單的RBS程序可使所有的接口初始化，并根據(jù)需要激活/抑制終端電阻，然后再加載RBS文件并開始?xì)堄嗫偩€仿真。一旦識(shí)別到來自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的有效報(bào)文信息，RBS程序就會(huì)啟動(dòng)殘余總線仿真的Tx-PDU組，并在發(fā)動(dòng)機(jī)不再發(fā)送任何報(bào)文信息時(shí)相應(yīng)地停止它們。除外，RBS程序既可以控制模擬和數(shù)字I/O，也可以包含用于動(dòng)態(tài)殘余總線仿真的信號(hào)基礎(chǔ)模型或功能。這些功能可以在程序庫(kù)中組合起來，以便在不同的RBS程序中重復(fù)利用。

大眾依靠GOEPEL電子的Net2Run-ID作為創(chuàng)建車載RBS程序的工具。這個(gè)根據(jù)開發(fā)環(huán)境的編譯器包含RBS盒創(chuàng)建和調(diào)試C及C ++程序的所有必要組件。RSB盒中的程序在QNX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)下運(yùn)行。所有殘余總線仿真所需的功能都包含在GOEPEL API中，其也可以在Windows下使用。除了標(biāo)準(zhǔn)的C庫(kù)之外，用戶還可以從眾多的兼容POSIX的QNX庫(kù)中受益。



圖3：Net2RunIDE（代碼窗口）



圖4：Net2RunConfigurator

RBS程序被設(shè)計(jì)為可以與各種RBS文件一起運(yùn)行。對(duì)于不同的被測(cè)單元和總線系統(tǒng)，都有與之對(duì)應(yīng)的適合的RBS程序。CAN、FlexRay的控制單元與由LIN子總線控制的動(dòng)力傳動(dòng)單元的輔助組件之間是有區(qū)別的，汽油、柴油和混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)之間在功能上也有區(qū)別，這導(dǎo)致了RBS程序和RBS文件的多種可能的組合。它們被分組為RBS項(xiàng)目并定義在一個(gè)XML文件中。在此文件中，RBS項(xiàng)目啟動(dòng)期間自動(dòng)加載的RBS項(xiàng)目也需要被定義。為此，RBS盒中有一個(gè)名為Program-Launcher的小型啟動(dòng)程序，它在RBS盒啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行，以確保選定的RBS程序和其關(guān)聯(lián)的RBS文件被啟動(dòng)。除此之外，用戶還可遠(yuǎn)程控制啟動(dòng)程序。一方面，可以通過CAN總線改變殘余總線仿真；另一方面，也可通過在PC上運(yùn)行的GOEPEL工具“RBS-Selector”完成。RBS程序使用FIFO緩沖區(qū)將當(dāng)前狀態(tài)和錯(cuò)誤消息發(fā)送到PC，并可通過“板載監(jiān)視工具”顯示。

用于測(cè)試序列控制的實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)

為了控制測(cè)試序列并記錄測(cè)量值，大眾使用了他們的實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)“VENUS”，其通過CAN協(xié)議進(jìn)行通信。自動(dòng)化系統(tǒng)通過RBS盒的網(wǎng)關(guān)發(fā)送所需的參數(shù)和參考變量，這些參數(shù)和參考變量通過使用CAN總線影響殘余總線仿真的動(dòng)態(tài)部分。所以，無論是LIN控制的輔助單元，還是FlexRay控制單元都可通過CAN遠(yuǎn)程控制。單個(gè)總線的測(cè)量值可以通過網(wǎng)關(guān)發(fā)送到“VENUS”，并得到評(píng)估。除了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)，大眾也使用外部服務(wù)供應(yīng)商提供的其他自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，大多數(shù)情況下可以很容易實(shí)現(xiàn)CAN連接。

除CAN通信外，大眾汽車和GOEPEL電子還聯(lián)合開發(fā)了RBS盒的ASAP3服務(wù)器。它作為一個(gè)服務(wù)器在RBS盒上運(yùn)行，并且能輕松訪問殘余總線仿真信號(hào)。ASAP3是用于在控制單元軟件中進(jìn)行校準(zhǔn)和記錄測(cè)量值的ASAM專用協(xié)議。眾多知名供應(yīng)商的校準(zhǔn)工具和測(cè)試臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)以及實(shí)驗(yàn)室軟件VENUS均支持ASAP3標(biāo)準(zhǔn)。ASAP3客戶端通過千兆以太網(wǎng)鏈路連接到ASAP3服務(wù)器，然后通過訪問殘余總線模擬的Tx信號(hào)作為參數(shù)；Rx信號(hào)被認(rèn)為是測(cè)量值。ASAP3客戶端可以從A2L文件中學(xué)習(xí)哪些參數(shù)或測(cè)量值在RBS中可用。因此，Net2Run為1.51版本和1.60版本集成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)A2L文件導(dǎo)出功能，它將列表中的所有信號(hào)分別作為參數(shù)（Tx）和測(cè)量值（Rx）導(dǎo)出。ASAP3服務(wù)器使用GOEPELAPI訪問信號(hào)。該配置在XML配置文件中定義，可由TinyXml解析器讀入。通過程序啟動(dòng)器的API，用戶可以切換到使用ASAP3服務(wù)器運(yùn)行另一個(gè)殘余總線仿真。以太網(wǎng)通信基于QNX操作系統(tǒng)下與POSIX兼容的對(duì)接I/O庫(kù)。