1.新能源汽车整车控制器VCU 硬件在环（HiL）仿真测试方案——干货分享
2.无人驾驶技术入门（十一）| 无人驾驶中的CAN消息解析

新能源汽车整车控制器VCU 硬件在环（HiL）仿真测试方案——干货分享

       HiL的定义：硬件在环是计算机专业术语，亦为硬件在回路，其旨在通过使用“硬件在环”（HiL）来显著降低开发时间和成本。在开发电气机械元件或系统时，过去计算机仿真和实际实验通常是分开进行。然而，抓包软件 源码通过采用HiL方式，这两者可以结合在一起，展现出极大的效率提升。

       硬件在环（HiL）主要有三种形式：1）虚拟控制器+虚拟对象=动态仿真系统（纯粹的软件系统仿真）；2）虚拟控制器+实际对象=快速控制原型（RCP）仿真系统（系统的一种半实物仿真）；3）实际控制器+虚拟对象=硬件在回路（HiL）仿真系统（系统的另一种半实物仿真）。HiL目前主要有三大硬件平台：NI平台、DSpace平台、ETAS平台（ETAS已宣布退出HiL业务）。本文主要以NI平台介绍VCU HiL系统方案。

       VCU HiL测试系统方案：HiL测试系统整体架构包含三层：第一层次为HiL测试系统软硬件架构，包括硬件设备、实验管理软件、被测控制器等；第二层次为HiL测试系统开发，基于第一层次软硬件架构进行被测对象仿真模型开发、实时I/O接口匹配、硬线信号匹配及实验定义等；第三层次为HiL测试，包括测试序列开发、激励生成加载、模型参数调试、arno 源码故障模拟实现及测试分析与评估等。

       VCU HiL测试系统架构主要包括：上位机（PC）、PXI机箱、实时处理器、数据采集板卡、CAN通讯板卡、DIO板卡、电阻模拟板卡、低压可编程电源等。上位机电脑安装Veristand、Teststand软件，通过以太网与PXI机箱中的实时处理器连接。实时处理器运行实时系统（Real Time），安装Veristand终端引擎，通过与上位机数据传输，将仿真模型部署到实时系统中并控制运行状态。PXI机箱提供多种类型的板卡，实现不同信号的模拟和采集功能。

       VCU HiL测试系统主要功能包括：模拟VCU所有硬线输入信号，采集VCU所有硬线输出信号，模拟VCU CAN总线接收信号和接收CAN总线发送信号，通过整车实时仿真模型及I/O接口实现VCU的闭环测试验证，通过软/硬件实现VCU相关电气故障模拟，phpqq源码通过可编程直流电源模拟VCU的供电电源，通过编辑测试序列实现自动化测试，支持VCU所有I/O端口测试验证，支持VCU CAN通讯功能测试验证，支持VCU整车控制策略全功能验证，支持VCU故障诊断功能测试验证，支持VCU极限工况下控制功能测试验证，支持VCU回归测试，支持VCU耐久测试，支持NEDC等典型标准工况测试及自定义工况测试。

       VCU HiL测试系统主要由硬件平台、软件平台和控制模型三部分组成。硬件平台采用分布式设计模式，上位机作为控制核心，下位机以PXI机箱、实时处理器及I/O板卡为核心。系统硬件平台包括PXI机箱、实时处理器、I/O板卡、通讯板卡、电源管理模块、故障注入板卡、低压可编程电源、pushstack源码信号调理模块、机柜及上位机电脑。软件平台包括实验管理软件和自动化测试软件。本方案试验管理软件基于NI VeriStand软件平台，实现系统配置管理和测试管理。自动化测试软件基于NI TestStand软件平台，提供可视化测试序列编辑环境、测试管理功能、测试执行、多线程并行测试、用户管理、测试报告管理、自定义操作员界面、源代码控制整合、数据库记录等功能。仿真模型为纯电动车整车仿真模型，包括车辆纵向动力学模型、驾驶员模型、电机模型、动力电池模型、主减速器模型、虚拟控制器模型、I/O模型、tipdm源码道路及环境模型等，满足电动汽车整车控制策略功能测试验证要求，基于MATLAB/Simulink软件开发，模型精度高，支持用户图形化界面输入数据，实时在线修改模型参数，支持离线和在线仿真，满足新能源汽车HiL测试系统实时性要求，模型开源、规范、易读。

       HiL测试流程包括测试准备、测试用例开发、测试工程搭建、测试调试、测试总结。测试准备包含被测控制器接口分析、硬件资源分配、控制器线束设计、功能分析、测试计划安排。测试用例开发方法研究是测试的关键点之一，采用合理方法开发测试用例，增加测试覆盖度，减少冗余重复，提高测试效率。测试工程搭建基于实验管理软件和自动化测试软件完成，包括软硬件工程配置、测试界面搭建、模型配置、通讯配置等。测试调试包含冒烟测试、接口测试、自动化测试，测试报告通过HiL测试管理软件执行测试，输出报告。测试总结包括环境、周期、人员、内容分析，问题统计与解决，测试完成情况检查，提交工作成果。

       总结：硬件在环仿真测试系统使用实时处理器运行仿真模型模拟受控对象运行状态，通过I/O接口与被测ECU连接，对ECU进行全面、系统测试。从安全性、可行性和成本考虑，HiL硬件在环仿真测试已成为ECU开发流程中重要环节，减少了实车测试次数，缩短开发时间，降低成本，提高ECU软件质量，降低汽车厂风险。在新能源汽车领域，HiL硬件在环仿真测试对于核心电控系统极为重要。近年来，随着对汽车行业的资本密集投入，新能源汽车HiL测试工程师岗位需求量大，薪资增加，从长远职业规划来看，HiL测试工程师是一个可持续发展的岗位。意昂工课根据多年工程经验，推出了HiL测试课程，基于实际项目案例和岗位需求技能制定教学大纲，采用任务驱动方式引导学员，提升HiL测试实践能力，积累实战经验。对HiL测试感兴趣的学员可私聊沟通。

无人驾驶技术入门（十一）| 无人驾驶中的CAN消息解析

       前言

       本文聚焦于无人驾驶技术中至关重要的CAN总线机制。在无人驾驶系统中，CAN总线扮演着不可或缺的角色，不仅用于传输VCU信号，还涉及雷达、Mobileye等传感器的数据交换。

       实现一个完整的无人驾驶系统需涉及感知、融合、规划与控制等多个层级。在这篇分享中，重点探讨了“驱动层”相关的CAN总线内容。

       正文

       作为高效可靠的通信机制，CAN总线在汽车电子领域广泛应用。本文着重于解释在无人驾驶系统接收到CAN消息后，如何利用CAN协议解析出所需数据，解析传感器信息是自动驾驶工程师的核心技能。

       认识CAN消息

       以Apollo开源代码为例，剖析CAN消息结构，包括ID号、长度、数据和时间戳。ID号用于确认节点间通信，扩展帧和普通帧的区分依据于此。长度表示数据量，最多8个无符号整数或8*8个bool类型数据。数据部分是消息的核心，通过8*8方格可视化，解析变得直观。时间戳记录接收时刻，用于判断通信状态。

       认识CAN协议

       业界使用后缀为dbc的文件存储CAN协议，Vector公司的CANdb++ Editor软件专门用于解析dbc文件。Mobileye的车道线信息通过dbc文件格式传递，以ID号0x的LKA_Left_Lane_A为例，解析信号包括类型、质量、曲率等物理量。通过软件界面直接关联彩色图与data，解析过程变得清晰。

       解析CAN信号

       解析过程基于彩色图与data的一一对应关系，通过叠加图表，揭示数据结构。对于Factor为1的物理量，解析直接。Factor为小数的物理量则需运用位移运算。以Apollo源码为例，通过移位和位运算解析出完整物理量。

       与CAN类似的通信协议

       虽然传感器采用不同通信方式，如雷达、激光雷达、GPS和惯导，但解析方法保持一致。解析的关键在于理解信号的类型、值和单位。

       结语

       本篇分享全面解析了CAN总线消息的解析过程，涵盖了无人驾驶系统驱动层的基本理论。解析ID不同的CAN消息结构要求高度细致，避免后续处理中的意外错误。如有疑问，欢迎在评论区互动。赞赏与关注是对文章价值的直接体现。

       获取相关软件和文件的方法，请关注公众号：自动驾驶干货铺，后台回复“CAN”获取。更多Mobileye资料和技术支持，值乎平台提问。