CN213092163U

CN213092163U - 一种基于ecu测试主板的应用扩展板卡

Info

Publication number: CN213092163U
Application number: CN202022367827.XU
Authority: CN
Inventors: 赵跃毅
Original assignee: Shenyang Dongxin Powerise Technology Co ltd
Current assignee: Shenyang Dongxin Powerise Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2030-10-22

Abstract

本实用新型公开了一种基于ECU测试主板的应用扩展板卡，包括主控模块和主控模块相连接的存储模块、隔离驱动模块和外设接口；所述驱动隔离模块还连接继电器模块；所述外设接口包括通信接口和数字IO接口；所述数字IO接口一端连接主控模块，另一端连接待测控制器；所述通信接口包括SPI通信接口、IIC接口，所述SPI通信接口一端连接主控模块另一端插接在ECU测试主板上；所述IIC接口一端连接存储模块，另一端连接ECU测试主板。实现采用板卡插接，代替线缆连接，避免测试过程中繁复操作，能够在测试过程中提供掉电保护，可以模拟多种故障工况条件。

Description

一种基于ECU测试主板的应用扩展板卡

技术领域

本实用新型涉及汽车电路技术领域，具体为一种基于ECU测试主板的应用扩展板卡。

背景技术

在汽车领域，可靠性设计一直是重点考虑对象，因此在电子产品的设计阶段，需要提前对产品在工作过程中可能遇到的故障进行分析处理。电子产品工作过程中会出现某段时间不可用故障，导致整个系统出现不稳定情况。为了产品可靠稳定的工作，在产品测试时，人为设置故障环节，考核产品在故障状态下的自我诊断、隔离和控制能力，为产品可靠性设计提供依据。因此，各控制器及其它部件都需要进行一系列严格的测试，现有的测试系统的成本高，例如Vector的VT System也可以对待测控制器进行测试，但其测试时多采用线缆连接，信号故障率较高，并且测试时，每次测试都需要重新配置，只依赖主控模块的内部寄存器，不能存储配置信息，一但掉电，需要重新连接主板，下载测试配置信息，工作效率低下，不适合长时间，多批次的进行测试，因此要解决以上问题，研究一种基于ECU 测试主板的应用扩展板卡是极为必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于ECU测试主板的应用扩展板卡，实现采用板卡插接，代替线缆连接，避免测试过程中繁复操作，能够在测试过程中提供掉电保护，可以模拟多种故障工况条件，且成本低。

本申请提供的一种基于ECU测试主板的应用扩展板卡，包括主控模块和主控模块相连接的存储模块、隔离驱动模块和外设接口；所述隔离驱动模块还连接继电器模块；所述外设接口包括通信接口和数字IO接口；所述数字IO接口一端连接主控模块，另一端连接待测控制器；所述通信接口包括SPI通信接口、IIC接口，所述SPI通信接口一端连接主控模块另一端插接在ECU测试主板上；所述IIC接口一端连接存储模块，另一端连接ECU 测试主板。

优选的，还包括复位模块，所述复位模块与主控模块的复位接口连接。

优选的，所述复位模块包括复位按键、监控芯片和上拉电阻；所述监控芯片的复位引脚连接复位按键，所述监控芯片的电源引脚连接上拉电阻。

优选的，所述存储模块采用EEPROM芯片，所述EEPROM芯片的输入端通过IIC接口连接ECU测试主板，所述EEPROM芯片的输出端连接主控模块的数据管脚。

优选的，还包括下载模块，所述下载模块包括JTAG接口，所述JTAG接口一端连接主控模块，另一端连接上位机。

优选的，所述隔离驱动模块包括隔离电路和驱动电路，所述隔离电路的输入端连接主控模块的信号输出端，所述隔离电路的输出端连接驱动电路的输入端。

优选的，所述隔离电路包括两个锁存器，所述驱动电路包括两个达林顿驱动芯片，每个所述锁存器的输出管脚连接一个达林顿驱动芯片的输入管脚，所述达林顿驱动芯片的输出管脚连接继电器模块。

优选的，所述继电器模块为继电器阵列，所述继电器阵列包括16个继电器，每个所述继电器连接待测控制器。

优选的，所述外设接口中还包括电源接口，所述电源接口一端连接ECU测试主板，另一端连接主控模块和隔离驱动模块。

优选的，还包括指示灯模块，所述指示灯模块连接主控模块的信号输出端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，设置了外设接口，在主控模块与ECU测试主板通信时，采用通信接口插接的形式，实现主控模块与测试主板之间的SPI 通信；相比于传统测试过程中的线缆连接，本申请的通信接口采用板卡插接形式，更能方便操作，提高测试效率，并且本申请设置了存储模块，利用IIC接口将配置信息存储至存储模块中，以满足多次测试需求。

2、本实用新型的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，还设置了复位电路，利用复位按键和监控芯片相结合，测试过程中可以手动复位，或者出现死机现象时，通过监控芯片的自动监测，实现自动复位。

3、本实用新型的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，存储模块采用EEPROM存储芯片，保证掉电时，数据不丢失，提高了数据的安全性。

4、本实用新型的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，隔离驱动模块采用锁存器与达林顿驱动芯片相结合的形式，实现对继电器的驱动，反应快，缩短了反应时间。

5、本实用新型的基于ECU测试主板的应用扩展板卡的结构简单、各部件的价格低廉，故其制造成本低，可以大范围推广使用。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的基于ECU测试主板的应用扩展板卡的安装接口示意图；

图2为本实用新型实施例提供的基于ECU测试主板的应用扩展板卡的电路结构框图；

图3为本实用新型提供的基于ECU测试主板的应用扩展板卡中主控模块的电路原理图；

图4(a)为本实用新型提供的基于ECU测试主板的应用扩展板卡中隔离驱动模块的电路原理图；

图4(b)为本实用新型提供的基于ECU测试主板的应用扩展板卡中继电器模块的电路原理图；

图5为本实用新型提供的基于ECU测试主板的应用扩展板卡中下载模块的电路原理图；

图6为本实用新型提供的基于ECU测试主板的应用扩展板卡中存储模块的电路原理图；

图7为本实用新型提供的基于ECU测试主板的应用扩展板卡中复位模块的电路原理图；

图中：1、主控模块；2、复位模块；3、下载模块；4、隔离驱动模块；5、存储模块； 6、继电器模块；7、外设接口；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：一种基于ECU测试主板的应用扩展板卡，包括主控模块1和主控模块1相连接的存储模块5、隔离驱动模块4和外设接口7；所述隔离驱动模块还连接继电器模块6；所述外设接口7包括通信接口和数字IO接口；所述数字IO接口一端连接主控模块1，另一端连接待测控制器；所述通信接口包括SPI通信接口、IIC接口，所述SPI通信接口一端连接主控模块1另一端插接在ECU测试主板上；所述IIC接口一端连接存储模块5，另一端连接ECU测试主板。

在本申请的一个实施例中，该扩展板卡插接在ECU测试主板上，该测试主板可以采用 VT7900，具体的，将扩展板卡的通信接口插接在VT7900上，数字IO接口连接待测试的控制器，测试时，VT7900作为基础板卡，应用扩展板卡安置在基础板卡上面，将其置于VTSystem机柜中，VT System与电脑通信连接，通过CANoe生成的配置存储到存储模块5中；应用扩展板卡与VT7900通信方式为SPI通信，当主控模块1收到SPI通信序列，主控模块1调取存储模块中的通信协议，对通信序列按照规定协议进行解析，控制模块的I/O输出对应状态，传递到隔离驱动模块4，由隔离驱动模块4驱动继电器阵列，控制阵列中的继电器对测试盒进行故障注入测试。

如图3所示，在本申请中，所述主控模块1401采用型号为STM32F103RCT6的主控芯片。

如图7所示，还包括复位模块2，所述复位模块2与主控模块1的复位接口连接。所述复位模块2包括复位按键、监控芯片和上拉电阻；所述监控芯片的复位引脚连接复位按键，所述监控芯片的电源引脚连接上拉电阻。其中监控芯片采用MAX706R，在持续测试过程中，只要在1.6秒时间内检测到WDI引脚有高低电平跳变信号,则“看门狗”定时器清零并重新开始计时；若遇到死机现象，即超出1.6秒后,WDI引脚仍无高低电平跳信号,则“看门狗”定时器溢出,WDO引脚输出低电平,进而触发MR手动复位引脚,使MAC706复位, 从而使“看门狗”定时器清零并重新开始计时,WDO引脚输出高电平,MAX706的RST复位输出引脚输出大约200毫秒宽度的低电平脉冲,使单片机控制系统可靠复位,重新投入正常运行。本申请的实施例中设置了手动复位按钮，即手动在输入端(MR)按下复位按钮复位即可被片内250mA的上拉电流源拉到高电，并可以被外接CMOS/TTL逻辑电路或一端接地的按钮开关拉成低电平。通过设置了复位电路，利用复位按键和监控芯片相结合，测试过程中可以手动复位，或者出现死机现象时，通过监控芯片的自动监测，实现自动复位。

如图6所示，所述存储模块5采用EEPROM芯片，所述EEPROM芯片的输入端通过IIC接口连接ECU测试主板，所述EEPROM芯片的输出端连接主控模块1的数据管脚。本实用新型的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，存储模块采用EEPROM存储芯片，保证掉电时，数据不丢失，提高了数据的安全性。

如图5所示，还包括下载模块3，所述下载模块3包括JTAG接口，所述JTAG接口一端连接主控模块1，另一端连接上位机。需要说明的是，初始测试时，主控芯片中烧录有测试程序，需要通过下载接口连接上位机，对主控芯片继续测试程序下载和调试，设置好后，主控芯片按照设置的程序，调取从主板上存储值存储模块中的通信协议，进行解析，随后控制继电器进行故障测试。

如图4(a)和(b)所示，所述隔离驱动模块4包括隔离电路和驱动电路，所述隔离电路的输入端连接主控模块1的信号输出端，所述隔离电路的输出端连接驱动电路的输入端。

所述隔离电路包括两个锁存器，所述驱动电路包括两个达林顿驱动芯片，每个所述锁存器的输出管脚连接一个达林顿驱动芯片的输入管脚，所述达林顿驱动芯片的输出管脚连接继电器模块6。所述继电器模块6为继电器阵列，所述继电器阵列包括16个继电器，每个所述继电器连接待测控制器。隔离电路包括两个锁存器74LVT573，所述驱动电路包括两个达林顿驱动芯片ULN2803，每个所述锁存器的输出管脚连接一个达林顿驱动芯片的输入管脚，所述达林顿驱动芯片的输出管脚连接继电器模块6。本实用新型的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，隔离驱动模块采用锁存器与达林顿驱动芯片相结合的形式，实现对继电器的驱动，反应快，缩短了反应时间。

所述继电器模块6406为继电器阵列，包括16个继电器，每个所述继电器连接待测控制器。具体为，达令顿芯片的每一个输出信号连接在一个继电器的控制端，共计16路输出信号，因此可控继电器达到16个。在控制时，通过片选对应继电器的控制端，完成相应继电器的选定。

如图4(b)例如选定继电器K1-2时，可以实现模拟CANH短路；继电器K1-3模拟CANL短路；继电器K12B模拟是否接入匹配电阻；继电器K7B模拟CANH-CANL短路；继电器K16B 模拟CANH-KL30短路；继电器K15B模拟CANH-KL15短路；继电器K14B模拟CANH-ACC短路；其余继电器，被选定后可完成其他故障点测试，原理同上，在此不再赘述。

需要说明的是，本申请提供的方案中，采用主板直接对扩展板供电，无需另外设置供电电源，其中外设接口7中还包括电源接口，所述电源接口一端连接ECU测试主板，另一端连接主控模块1和隔离驱动模块4。还包括指示灯模块，所述指示灯模块连接主控模块 1的信号输出端。指示灯模块可以用来指示供电，通信的情况是否正常。

本实用新型的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，设置了外设接口，在主控模块与ECU测试主板通信时，采用通信接口插接的形式，实现主控模块与测试主板之间的SPI通信；相比于传统测试过程中的线缆连接，本申请的通信接口采用板卡插接形式，更能方便操作，提高测试效率，并且本申请设置了存储模块，利用IIC接口将配置信息存储至存储模块中，以满足多次测试需求。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：包括主控模块和主控模块相连接的存储模块、隔离驱动模块和外设接口；所述隔离驱动模块还连接继电器模块；

所述外设接口包括通信接口和数字IO接口；所述数字IO接口一端连接主控模块，另一端连接待测控制器；

所述通信接口包括SPI通信接口、IIC接口，所述SPI通信接口一端连接主控模块另一端插接在ECU测试主板上；所述IIC接口一端连接存储模块，另一端连接ECU测试主板。

2.根据权利要求1所述的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：还包括复位模块，所述复位模块与主控模块的复位接口连接。

3.根据权利要求2所述的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：所述复位模块包括复位按键、监控芯片和上拉电阻；所述监控芯片的复位引脚连接复位按键，所述监控芯片的电源引脚连接上拉电阻。

4.根据权利要求1所述的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：所述存储模块采用EEPROM芯片，所述EEPROM芯片的输入端通过IIC接口连接ECU测试主板，所述EEPROM芯片的输出端连接主控模块的数据管脚。

5.根据权利要求4所述的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：还包括下载模块，所述下载模块包括JTAG接口，所述JTAG接口一端连接主控模块，另一端连接上位机。

6.根据权利要求1所述的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：所述隔离驱动模块包括隔离电路和驱动电路，所述隔离电路的输入端连接主控模块的信号输出端，所述隔离电路的输出端连接驱动电路的输入端。

7.根据权利要求6所述的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：所述隔离电路包括两个锁存器，所述驱动电路包括两个达林顿驱动芯片，每个所述锁存器的输出管脚连接一个达林顿驱动芯片的输入管脚，所述达林顿驱动芯片的输出管脚连接继电器模块。

8.根据权利要求1所述的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：所述继电器模块为继电器阵列，所述继电器阵列包括16个继电器，每个所述继电器连接待测控制器。

9.根据权利要求1所述的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：所述外设接口中还包括电源接口，所述电源接口一端连接ECU测试主板，另一端连接主控模块和隔离驱动模块。

10.根据权利要求1所述的基于ECU测试主板的应用扩展板卡，其特征在于：还包括指示灯模块，所述指示灯模块连接主控模块的信号输出端。