CN105069179B - 接口电路的仿真方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种接口电路的仿真方法及装置，属于电路仿真领域。方法包括：获取待测试的接口电路；获取等效替换待测试的接口电路中微控制单元的替换电子器件，并使用替换电子器件替换待测试的接口电路中的微控制单元；获取针对待测试的接口电路的输入参数；根据等效替换后的待测试的接口电路，预设的输入开关以及输入参数生成仿真模型，并获取仿真模型中的监测点；将仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在仿真测试过程中采集监测点的电路参数。本发明通过等效替换的方式将微控制单元进行了替换，还原了实际电路，使得仿真结果更加接近真实情况，提高了仿真的准确性；通过设置故障状态，更加真实的模拟实际使用情况，提高了仿真的效率。
Description
技术领域
本发明涉及电路仿真领域，特别涉及一种接口电路的仿真方法及装置。
背景技术
随着汽车行业的快速发展，汽车中的电子功能越来越多，而电子功能都需要涉及到电路设计，为了避免电路设计的不合理所带来的问题，需要在正常生产之前进行电路仿真以测试电路设计是否合理。
现有技术中在对电路进行仿真时，根据需要测试的各种功能对应的接口电路生成仿真模型，将该仿真模型以及电路参数输入至仿真环境中进行测试，以便通过不断的调试，来达到更加合理的电路设计。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
每个接口电路中都会存在有微控制单元，直接将带有微控制单元的接口电路进行仿真测试会造成仿真结果不准确；另外，在真实使用过程中会遇到多种故障情况，而目前仿真过程中无法模拟各种故障，造成仿真效果无法满足测试要求。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种接口电路的仿真方法及装置。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种接口电路的仿真方法，所述方法包括：
获取待测试的接口电路，所述待测试的接口电路为一个或多个；
获取等效替换所述待测试的接口电路中微控制单元的替换电子器件，并使用所述替换电子器件替换所述待测试的接口电路中的微控制单元；
获取针对所述待测试的接口电路的输入参数；所述输入参数包括：电路参数和/或故障状态参数；
根据等效替换后的所述待测试的接口电路，预设的输入开关以及所述输入参数生成仿真模型，并获取所述仿真模型中的监测点；所述监测点为一个或多个；
将所述仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在所述仿真测试过程中采集所述监测点的电路参数。
其中，所述获取待测试的接口电路，包括：
获取用户选取待测试的功能项目，所述待测试的功能项目为一个或多个；
在预设的功能项目与接口电路的对应关系中，选取所述待测试的功能项目对应的待测试的接口电路。
其中，所述根据等效替换后的所述待测试的接口电路，预设的输入开关以及所述输入参数生成仿真模型，包括：
根据预设的连接方式将等效替换后的所述待测试的接口电路与预设的输入开关相连生成仿真模型，并将所述输入参数作为仿真的状态输入至所述仿真模型中。
其中，所述在所述仿真测试过程中采集所述监测点的电路参数之后，所述方法还包括：
当采集到的所述监测点的电路参数达到预设的告警阈值时，生成报警信息并将所述报警信息通过提示框显示于屏幕中。
其中，所述故障状态参数包括：短路故障，断路故障，输入干扰信号以及电源反接中的一种或多种。
另一方面，提供了一种接口电路的仿真装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取待测试的接口电路，所述待测试的接口电路为一个或多个；
第二获取模块，用于获取等效替换所述待测试的接口电路中微控制单元的替换电子器件，并使用所述替换电子器件替换所述待测试的接口电路中的微控制单元；
第三获取模块，用于获取针对所述待测试的接口电路的输入参数；所述输入参数包括：电路参数和/或故障状态参数；
生成模块，用于根据等效替换后的所述待测试的接口电路，预设的输入开关以及所述输入参数生成仿真模型，并获取所述仿真模型中的监测点；所述监测点为一个或多个；
测试模块，用于将所述仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在所述仿真测试过程中采集所述监测点的电路参数。
其中，所述第一获取模块，包括：
获取单元，用于获取用户选取待测试的功能项目，所述待测试的功能项目为一个或多个；
选取单元，用于在预设的功能项目与接口电路的对应关系中，选取所述待测试的功能项目对应的待测试的接口电路。
其中，所述生成模块用于：
根据预设的连接方式将等效替换后的所述待测试的接口电路与预设的输入开关相连生成仿真模型，并将所述输入参数作为仿真的状态输入至所述仿真模型中。
其中，所述装置还包括：
提示模块，用于当采集到的所述监测点的电路参数达到预设的告警阈值时，生成报警信息并将所述报警信息通过提示框显示于屏幕中。
其中，所述故障状态参数包括：短路故障，断路故障，输入干扰信号以及电源反接中的一种或多种。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过使用替换电子器件替换待测试的接口电路中的微控制单元，获取电路参数和/或故障状态参数，根据等效替换后的待测试的接口电路以及预设的输入开关以及电路参数和/或故障状态参数生成仿真模型，在仿真模型中设置监测点，将仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在仿真测试过程中采集监测点的电路参数。通过等效替换的方式将微控制单元进行了替换，还原了实际电路，使得仿真结果更加接近真实情况，提高了仿真的准确性；另外，通过设置故障状态，可以更加真实的模拟实际使用情况，提高了仿真的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的接口电路的仿真方法流程图；
图2是本发明实施例一提供的接口电路的仿真方法中一个接口电路的电路图；
图3是本发明实施例一提供的接口电路的仿真方法中另一个接口电路的电路图；
图4是本发明实施例一提供的接口电路的仿真方法中另一个接口电路的电路图；
图5是本发明实施例二提供的接口电路的仿真方法流程图；
图6是本发明实施例二提供的接口电路的仿真方法中一个仿真模型的电路图；
图7是本发明实施例三提供的接口电路的仿真装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种接口电路的仿真方法，参见图1，方法流程包括：
101：获取待测试的接口电路，待测试的接口电路为一个或多个；
102：获取等效替换待测试的接口电路中微控制单元的替换电子器件，并使用替换电子器件替换待测试的接口电路中的微控制单元；
103：获取针对待测试的接口电路的输入参数；输入参数包括：电路参数和/或故障状态参数；
104：根据等效替换后的待测试的接口电路，预设的输入开关以及输入参数生成仿真模型，并获取仿真模型中的监测点；监测点为一个或多个；
105：将仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在仿真测试过程中采集监测点的电路参数。
其中，在本发明实施例执行之前预先建立功能项目与接口电路的对应关系，通过该对应关系可以在测试过程中根据测试人员选取的各个功能项目，得到对应的接口电路，以生成仿真模型。
其中，在功能项目与接口电路的对应关系中，可以存在多个功能项目对应同一个接口电路。在建立功能项目与接口电路的对应关系时，首先按控制器分别梳理每个PIN以及与之对接的电器件的硬件接口需求清单，并确认接口电路图及电路参数要求，如高低电平、输入输出电压、电流等信息。以表1为例对需求清单进行说明。
表1
其次根据梳理的清单以及具体电路参数定义，对接口电路类型进行分类。常见的接口电路信号类型有数字信号(包括高电平和低电平)、模拟信号、低电平、PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制技术)、脉冲信号、及网络接口(CAN、LIN、K)等。针对每一类接口电路梳理出典型接口电路结构、常用功能，输入参数以及具体技术要求，确定功能项目与接口电路的对应关系中各个功能项目与其对应的接口电路。例如：电路类型为数字电路(低有效)，其对应的功能项目包括：机油压开关；安全带锁扣开关；倒档开关；手刹开关；离合底部开关；其对应的技术要求包括：低电平电压范围定义；工作电流范围定义；反极性保护电路；ESD(Electro-Static discharge，静电释放)保护电路，其对应的接口电路如图2所示；电路类型为数字电路(高有效)，其对应的功能项目包括：仪表档位显示；其对应的技术要求包括：高电平电压范围定义；工作电流范围定义；反极性保护电路；ESD保护电路，其对应的接口电路如图3所示；电路类型为数字组合信号，其对应的功能项目包括：雨刮，洗涤；其对应的技术要求包括：模拟信号电压范围定义；工作电流范围定义；反极性保护电路；ESD保护电路，其对应的接口电路如图4所示。
本发明实施例通过使用替换电子器件替换待测试的接口电路中的微控制单元，获取电路参数和/或故障状态参数，根据等效替换后的待测试的接口电路以及预设的输入开关以及电路参数和/或故障状态参数生成仿真模型，在仿真模型中设置监测点，将仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在仿真测试过程中采集监测点的电路参数。通过等效替换的方式将微控制单元进行了替换，还原了实际电路，使得仿真结果更加接近真实情况，提高了仿真的准确性；另外，通过设置故障状态，可以更加真实的模拟实际使用情况，提高了仿真的效率。
实施例二
本发明实施例提供了一种接口电路的仿真方法，参见图5，方法流程包括：
501：获取待测试的接口电路，待测试的接口电路为一个或多个。
其中，步骤501可以通过以下步骤进行实现：
5011：获取用户选取待测试的功能项目，待测试的功能项目为一个或多个。
在仿真测试系统中，测试人员可以通过仿真系统给出的功能项目列表选取待测试的功能项目。
5012：在预设的功能项目与接口电路的对应关系中，选取待测试的功能项目对应的待测试的接口电路。
其中，待测试的接口电路中包括各电子元器件以及各电子元器件的连接关系。
502：获取等效替换待测试的接口电路中微控制单元的替换电子器件，并使用替换电子器件替换待测试的接口电路中的微控制单元。
其中，获取的方式可以为：
获取待测试的接口电路的电路标识，并根据电路标识获取电路标识对应的替换电子器件标识；
根据替换电子器件标识，确定等效替换待测试的接口电路中微控制单元的替换电子器件。
通过各接口电路中微控制单元中的芯片来确定选取的替换电子器件。通过使用替换电子器件将待测试的接口电路中微控制单元进行替换后，该待测试的接口电路与实际电路相符合，可以提高测试的精确性。
其中，替换电器件一般可以为电阻等电子元器件。
503：获取针对待测试的接口电路的输入参数；输入参数包括：电路参数和/或故障状态参数。
其中，电路参数包括：电压参数、电流参数；故障状态参数包括：短路故障，断路故障，输入干扰信号以及电源反接中的一种或多种。
如果获取到电路参数，则当前的测试属于常规测试，即对仿真模型在正常状况下的测试。
例如：模拟极限工况，如：电源电压在上限和下限附近(9V和16V的情况)。
如果还获取到了故障状态参数，则可以根据故障状态参数的类型对仿真模型进行鲁棒性测试。
例如：当故障状态参数为短路故障，断路故障时，可以模拟不同负载故障(断路、短路)对仿真模型的影响。
当故障状态参数为输入干扰信号时，可以模拟外部干扰信号输入对仿真模型的影响。
当故障状态参数为电源反接时，可以模拟电源反接对仿真模型的影响。
其中，不同类型的接口电路应根据其技术要求内容，模拟各种可能出现的特殊工况进行仿真，以便更深入的发现潜在风险问题。
504：根据等效替换后的待测试的接口电路，预设的输入开关以及输入参数生成仿真模型，并获取仿真模型中的监测点；监测点为一个或多个。
其中，步骤504可以通过以下步骤进行实现：
根据预设的连接方式将等效替换后的待测试的接口电路与预设的输入开关相连生成仿真模型，并将输入参数作为仿真的状态输入至仿真模型中。
当完成仿真模型的建立后，根据设计要求对仿真模型中各电子元器件电器参数进行赋值，并获取测试人员设定的监测点，以便对各监测点的电路数据进行采集。
505：将仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在仿真测试过程中采集监测点的电路参数。
在电路仿真过程中，需要重点采集监测点的电压和电流，可以记录每个监测点的电压曲线以及电流曲线，并判断电压曲线以及电流曲线是否落在设计范围之内，通过调整电路参数大小，满足不同的仿真需求。
506：当采集到的监测点的电路参数达到预设的告警阈值时，生成报警信息并将报警信息通过提示框显示于屏幕中。
可以预先设置电路参数对应的告警阈值，并在监测点采集到的电路参数达到相对应的告警阈值时发出警告来通知测试人员。
以倒车信号(数字信号)回路建模举例：其中，用户选取的功能项目为倒车灯；行车电脑；倒车雷达。分别获取上述三个功能项目对应的接口电路，并进行等效替换。其中，行车电脑中的微控制单元通过查询得到替换电子器件为兆级大容量电阻；倒车雷达中的微控制单元通过查询得到替换电子器件为兆级大容量电阻。替换后生成仿真模型，如图6所示，该图中示出了仿真模型的电路图，其中行车电脑和倒车雷达中的微控制单元已经被替换成电阻。其中，A,B,C,D四个点为测试人员设置的监测点。
本发明实施例通过使用替换电子器件替换待测试的接口电路中的微控制单元，获取电路参数和/或故障状态参数，根据等效替换后的待测试的接口电路以及预设的输入开关以及电路参数和/或故障状态参数生成仿真模型，在仿真模型中设置监测点，将仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在仿真测试过程中采集监测点的电路参数。通过等效替换的方式将微控制单元进行了替换，还原了实际电路，使得仿真结果更加接近真实情况，提高了仿真的准确性；另外，通过设置故障状态，可以更加真实的模拟实际使用情况，提高了仿真的效率。
实施例三
本发明实施例提供了一种接口电路的仿真装置，参见图7，该装置包括：
第一获取模块701，用于获取待测试的接口电路，待测试的接口电路为一个或多个；
第二获取模块702，用于获取等效替换待测试的接口电路中微控制单元的替换电子器件，并使用替换电子器件替换待测试的接口电路中的微控制单元；
第三获取模块703，用于获取针对待测试的接口电路的输入参数；输入参数包括：电路参数和/或故障状态参数；
生成模块704，用于根据等效替换后的待测试的接口电路，预设的输入开关以及输入参数生成仿真模型，并获取仿真模型中的监测点；监测点为一个或多个；
测试模块705，用于将仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在仿真测试过程中采集监测点的电路参数。
其中，第一获取模块701，包括：
获取单元，用于获取用户选取待测试的功能项目，待测试的功能项目为一个或多个；
选取单元，用于在预设的功能项目与接口电路的对应关系中，选取待测试的功能项目对应的待测试的接口电路。
其中，生成模块704用于：
根据预设的连接方式将等效替换后的待测试的接口电路与预设的输入开关相连生成仿真模型，并将输入参数作为仿真的状态输入至仿真模型中。
其中，装置还包括：
提示模块706，用于当采集到的监测点的电路参数达到预设的告警阈值时，生成报警信息并将报警信息通过提示框显示于屏幕中。
其中，故障状态参数包括：短路故障，断路故障，输入干扰信号以及电源反接中的一种或多种。
本发明实施例通过使用替换电子器件替换待测试的接口电路中的微控制单元，获取电路参数和/或故障状态参数，根据等效替换后的待测试的接口电路以及预设的输入开关以及电路参数和/或故障状态参数生成仿真模型，在仿真模型中设置监测点，将仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在仿真测试过程中采集监测点的电路参数。通过等效替换的方式将微控制单元进行了替换，还原了实际电路，使得仿真结果更加接近真实情况，提高了仿真的准确性；另外，通过设置故障状态，可以更加真实的模拟实际使用情况，提高了仿真的效率。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种接口电路的仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待测试的接口电路，所述待测试的接口电路为一个或多个；
获取等效替换所述待测试的接口电路中微控制单元的替换电子器件，并使用所述替换电子器件替换所述待测试的接口电路中的微控制单元；
获取针对所述待测试的接口电路的输入参数；所述输入参数包括：电路参数和/或故障状态参数；
根据等效替换后的所述待测试的接口电路，预设的输入开关以及所述输入参数生成仿真模型，并获取所述仿真模型中的监测点；所述监测点为一个或多个；
将所述仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在所述仿真测试过程中采集所述监测点的电路参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待测试的接口电路，包括：
获取用户选取的待测试的功能项目，所述待测试的功能项目为一个或多个；
根据预设的功能项目与接口电路的对应关系，选取所述待测试的功能项目对应的待测试的接口电路。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据等效替换后的所述待测试的接口电路，预设的输入开关以及所述输入参数生成仿真模型，包括：
根据预设的连接方式将等效替换后的所述待测试的接口电路与预设的输入开关相连生成仿真模型，并将所述输入参数作为仿真的状态输入至所述仿真模型中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述仿真测试过程中采集所述监测点的电路参数之后，所述方法还包括：
当采集到的所述监测点的电路参数达到预设的告警阈值时，生成报警信息并将所述报警信息通过提示框显示于屏幕中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障状态参数包括：短路故障，断路故障，输入干扰信号以及电源反接中的一种或多种。
6.一种接口电路的仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取待测试的接口电路，所述待测试的接口电路为一个或多个；
第二获取模块，用于获取等效替换所述待测试的接口电路中微控制单元的替换电子器件，并使用所述替换电子器件替换所述待测试的接口电路中的微控制单元；
第三获取模块，用于获取针对所述待测试的接口电路的输入参数；所述输入参数包括：电路参数和/或故障状态参数；
生成模块，用于根据等效替换后的所述待测试的接口电路，预设的输入开关以及所述输入参数生成仿真模型，并获取所述仿真模型中的监测点；所述监测点为一个或多个；
测试模块，用于将所述仿真模型输入至仿真环境中进行仿真测试，并在所述仿真测试过程中采集所述监测点的电路参数。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块，包括：
获取单元，用于获取用户选取的待测试的功能项目，所述待测试的功能项目为一个或多个；
选取单元，用于根据预设的功能项目与接口电路的对应关系，选取所述待测试的功能项目对应的待测试的接口电路。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生成模块用于：
根据预设的连接方式将等效替换后的所述待测试的接口电路与预设的输入开关相连生成仿真模型，并将所述输入参数作为仿真的状态输入至所述仿真模型中。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
提示模块，用于当采集到的所述监测点的电路参数达到预设的告警阈值时，生成报警信息并将所述报警信息通过提示框显示于屏幕中。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述故障状态参数包括：短路故障，断路故障，输入干扰信号以及电源反接中的一种或多种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |