CN221040008U - 硬件在环测试装置与测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种硬件在环测试装置与测试系统，该硬件在环测试装置包括：机柜、RTPC主板、至少一个IO板卡、背板；所述背板、所述RTPC主板设置于机柜的内部空间；IO板卡插接于背板；RTPC主板通过背板与IO板卡通信；IO板卡在RTPC主板与被测件之间传递信息。相较于传统的大型HIL机柜，本说明书实施例的硬件在环测试装置直接将RTPC主板、IO板卡设置在机柜，无需针对RTPC设置专门的机箱，也无需针对IO卡而设置对应的板卡箱，简化了构造。

Description

硬件在环测试装置与测试系统

技术领域

本申请涉及车辆测试技术领域，具体涉及一种硬件在环测试装置与测试系统。

背景技术

HIL(hardware in the loop，硬件在环测试)是以实时处理器运行仿真模拟受控对象的运行状态，通过I/O接口与被测的ECU(Electronic Control Unit，电子控制器单元，又称为汽车的“行车电脑”)连接，对被测ECU进行全方面、系统的测试。

现有技术中HIL设备通常包含一个大机柜，大机柜中可设置若干机箱，其中包含RTPC(即一块电脑主板)、板卡机箱，RTPC机箱可视作一个计算机主机，板卡机箱可设置IO板卡，进而，计算机主机可接线与IO板卡连接。此外，大机柜中还可设有负载箱、供电机箱、故障注入箱等等。这样由于HIL大机柜占用空间较大，不适于搬运与放置使用，使得HIL过程受空间等限制。

因此，需要一种新的硬件在环测试装置方案。

实用新型内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种硬件在环测试装置与测试系统。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种硬件在环测试装置，所述硬件在环测试装置包括：

机柜、RTPC主板、至少一个IO板卡、背板；

所述背板、所述RTPC主板设置于机柜的内部空间；

IO板卡插接于所述背板；

所述RTPC主板通过所述背板与IO板卡通信；

所述IO板卡在所述RTPC主板与被测件之间传递信息。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

相较于传统的大型HIL机柜，本说明书实施例的硬件在环测试装置直接将RTPC的主板、IO板卡设置在机柜，无需针对RTPC设置专门的机箱，也无需针对IO卡而设置对应的板卡箱，简化了构造。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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它的附图。

图1是本申请中电路架构的示意图；

图2是本申请中机柜正面的侧视图；

图3是本申请中机柜正面的示意图；

图4是本申请中机柜背面的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。

现有技术中HIL设备通常包含一个大机柜，大机柜中可设置若干机箱，其中包含RTPC机箱、板卡机箱，RTPC机箱可视作一个计算机主机，板卡机箱可设置IO板卡，进而，计算机主机可接线与IO板卡连接。此外，大机柜中还可设有负载箱、供电机箱、故障注入箱等等。这样由于HIL大机柜占用空间较大，不适于搬运与放置使用，使得HIL过程受空间等限制。

此外，在区别于本申请的其他HIL装置中，其RTPC电路板也可以刀片式方式安装在机柜上，但是，这样需根据电路主板的特性而专门设计装载于机柜的结构。另外，若RTPC电路板采用刀片式安装，在主板选型发生变化，更是需要重新设计RTPC电路板安装结构等，如需在主板选型后设置专门的机柜结构，花费时间；甚至一些时候机柜结构还未设计好，主板的型号进一步更新，使得HIL受限等。

基于此，本说明书实施例提出一种新的硬件在环测试装置，该硬件在环测试装置突破现有技术HIL设备的大机柜，设置桌面级的mini HIL装置。无需针对RTPC设置专门的机箱，也无需针对IO卡而设置板卡箱，而是直接将RTPC、IO板卡设置于机柜内部，有助于节约空间。

本申请直接将RTPC、IO板卡设置于机柜内部，不仅解决了现有技术需针对RTPC、IO板卡设计对应的机箱，也无需针对电路主板的特性来专门设计装载的机柜结构。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

本说明书实施例的mini HIL装置，设置可放置于桌面的机柜。如图1所示，在机柜内部的电路架构中设置RTPC主板、至少一个IO板卡、背板，当然还设置电源为电路提供电能具体参见下文详述。

如图1、2所示若干个IO板卡插接于背板，所述RTPC主板通过背板与IO板卡通信，即RTPC主板通过所述背板传递数据至IO板卡中的相应通道，以实现HIL测试过程中的数据处理工作；所述IO板卡通过以太网(EtherNet和/或EtherCAt)与所述RTPC主板交互；所述IO板卡在所述RTPC与被测件之间传递信息。

其中，RTPC主板用于实现HIL测试过程中的数据处理工作，例如仿真模型的运行，以及仿真模型与被测件之间的交互处理(即仿真模型产生的信息可传递至IO板卡中的相应通道，进而经IO板卡及接插件与被测件交互，被测件产生的信息可经接插件传递至IO板卡中的相应通道，进而与仿真模型交互)。

其中IO板卡，可以在RTPC主板与被测件之间传递信息，传递过程中还可进行任意信号处理，比如AD、DA等各种信号转换的工作，IO板卡例如AD_PWMIN板卡、H_DA板卡、PWMout板卡、总线板卡(例如CAN总线板卡、LIN总线板卡、Flexray总线板卡，再例如集成CAN通道、LIN通道、Flexray通道中至少两种通道的总线板卡)、Current out板卡、车载以太网板卡等等。一些实施例中，IO板卡通过以太网(EtherNet和/或EtherCAt)与所述RTPC主板交互。

需要说明的是，在其他装置中，RTPC的电路主板也可以刀片式方式安装在机柜上的，则需根据电路主板的特性而专门设计装载于机柜的结构。此时，若采用的主板选型发生变化，往往不仅需要重新设计结构，还花费时间。通常设计结构往往还未设计完，对主板的需求已经重新更换为最新型号，此时，若不根据需求重新设计，则易于导致HIL测试受限等。而本专利的RTPC主板的电路主板是设置在机柜内的，不易于发生这些问题。

在一些实施例中，IO板卡通过机柜插接于背板；机柜设置安装槽，IO板卡通过安装槽进入机柜，并插接于机柜内部的背板；IO板卡设置有板卡操作部，以通过所述板卡操作部将所述IO板卡从机柜的一侧(例如正面)送入并插入背板，或者通过所述板卡操作部向外拉将IO板卡拔出。

如图2所示，IO板卡通过机柜的正面插接于背板。本说明书实施例中机柜的正面设置安装槽(位于IO板卡所示处)，IO板卡通过安装槽从机柜的正面插接于背板。

如图2所示，IO板卡的侧边设有板卡操作部，手持板卡操作部向外拉，可将IO板卡拔出，也可手持板卡操作部将IO板卡送入并插到机柜内部的背板上。由于IO板卡连接至机柜外表面，结合设置的板卡操作部，可便于IO板卡的拆装替换。板卡操作部可以是一个延伸于IO板卡侧边的外侧的任意结构形式的部件，进一步的，为便于操作，图示的示例中，板卡操作部可以呈T字形，但也不限于此。

在一些实施例中，RTPC设有PCIe插槽，PCIe连接件通过所述PCIe插槽与所述RTPC主板连接；PCIe连接件还具有以太网接口，所述以太网接口与背板连接；以太网板卡以及SSD通过所述PCIe插槽插接在所述RTPC主板；所述IO板卡通过以太网与所述RTPC主板交互。

具体地，RTPC主板设有PCIe插槽，PCIe连接件可连接该PCIe插槽，同时，PCIe连接件还具有以太网接口，以太网接口可连接背板，实现以太网连接(例如EtherCAT)，IO板卡均插接于背板，进而，IO板卡可通过以太网(ethernet和/或ethercat)与RTPC主板交互。此外，IO板卡通过背板与接插件连接，进而通过接插件连接至被测件。

其中的PCIe连接件可以是PCIe转网口的电路板，例如PCIe双电口千兆以太网网络适配器。

在一些实施例中，以太网板卡以及数据存储模块如SSD通过所述PCIe插槽连接至所述RTPC主板。如图1所示，SSD与以太网卡也都可以通过PCIe插槽连接至RTPC主板。

在一些实施例中，机柜还设置有第一接口区域；所述第一接口区域中设置多个接口，所述接口设置于所述RTPC主板上或者外接于所述RTPC主板。

如图3所示，如机柜的正面设置正面接口区域1。正面接口区域1设有若干接口，这些接口可以设于RTPC主板上或外接于RTPC主板，以图3示例，可接有13个接口，如USB接口、以太网接口ETH1与ETH2、HDMI接口、DVI接口、VGA接口，PS接口、AUDIO接口、RS232接口、RJ45接口、RS485接口等等，选择不同的主板，可具备或连接不同类型、数量的接口，均可纳入在本专利的范围内。

在一些实施例中，机柜还设置有第二接口区域；第二接口区域设置有用于与其他硬件在环测试装置通讯的装置通信模块，所述装置通信模块通过所述PCIe插槽插接在所述RTPC主板。例如，硬件在环测试装置的装置通信模块可以通过光纤(或其他通信手段)连接其他硬件在环测试装置的装置通信模块，进而，多个硬件在环测试装置通过各自的装置通信模块连接在一起之后，可形成测试系统。具体而言，装置通信模块具有上级接口与下级接口，上级接口与下级接口分别用于与不同的硬件在环测试装置的装置通信模块连接，以三个硬件在环测试装置为例，第一个硬件在环测试装置的下级接口连接至第二个硬件在环测试装置的上级接口，第二个硬件在环测试装置的下级接口连接至第三个硬件在环测试装置的上级接口，进而可形成级联的三个硬件在环测试装置，其用途可例如，一个硬件在环测试装置中RTPC主板仿真计算的成果可以通过级联共享至相邻或不相邻的硬件在环测试装置进行处理，再例如，一个硬件在环测试装置中IO板卡传递的数据可以通过级联共享至相邻或不相邻的硬件在环测试装置进行处理。

如图3所示，机柜的正面还设置正面接口区域2。

机柜的正面接口区域2，可以设置装置通信模块，利用装置通信模块可与硬件在环测试装置之间通过光纤(或其他通信手段)级联。

机柜的正面接口区域2,也可以设置以太网卡，以太网卡用来对外与传感器、上位机、执行器中的一种或多种进行通信。

不论是装置通信装置还是以太网的板卡，都可以通过PCIe插槽插在RTPC主板上。

在一些实施例中，所述硬件在环测试装置还设置有故障注入板卡，所述故障注入板卡插接于背板，以通过以太网与所述RTPC主板交互。

具体地，硬件在环测试装置还可设有FIU(即故障注入板卡)，其插接于背板，进而可通过以太网与RTPC主板交互，例如，FIU可串在I/O板卡与被测件之间，并通过以太网受控于RTPC主板。

在一些实施例中，机柜设有第一接插件、第二接插件，进一步的，第一接插件对应的PIN针数量可以大于第二接插件对应的PIN针数量；进一步的，第一接插件对应的PIN针的数量可以大于18个，第二接插件对应的PIN针的数量可以小于18；具体而言，第一接插件例如是对应PIN针数量为120的EDAC接插件、第二接插件例如对应PIN针数量为9的DB9接插件。

本说明书中接插件对应的PIN针可理解为该接插件所具有的PIN针或者该接插件所用于对接的接插件的PIN针。

IO板卡中的总线板卡通过背板的转接模块与所述第二接插件(例如DB9接插件)连接；所述第二接插件(例如DB9接插件)对接被测件；IO板卡中除去总线板卡之外的其他IO板卡通过背板与所述第一接插件(例如EDAC接插件)连接，以通过所述第一接插件(例如EDAC接插件)直接或者间接连接被测件。其他实施例中，EDAC接插件也可通过背板与总线板卡通信，DB9插接件也可通过背板与总线板卡之外的其他IO板卡通信。

在各IO板卡(如上述举例)中，总线板卡可通过DB9转接模块(例如设于背板的转接电路)与DB9接插件进行连接，进而通过DB9接插件对接被测件。

其他的IO板卡可经背板连接至EDAC接插件，进而通过EDAC接插件直接或间接连接到被测件，例如，可通过EDAC接插件可直接通过线束连接到被测件，也可以连接BOB(breakof box)模块，通过BOB模块连接到被测件。

一些实施例中总线板卡也可以接到第一接插件(例如EDAC接插件)。

在一些实施例中，机柜还设有第三接插件；第三接插件对应的PIN针数量大于第二接插件，进一步示例中，第三接插件对应的PIN针数量还小于第一接插件，此外，第三接插件对应的PIN针数量可以大于18。

第三接插件例如对应PIN针数量为26的DB26接插件，总线板卡还与所述第一接插件(例如EDAC接插件)、第三接插件(例如所述DB26接插件)直接或间接连接，以使经所述总线板卡传递的数据经过所述第二接插件(例如DB9接插件)、所述第三接插件(例如DB26接插件)、所述第一接插件(例如EDAC接插件)中至少之一对外进行交互。

具体地，总线板卡还可直接或间接(例如通过相应转换模块)连接到EDAC接插件、DB26接插件，进而总线板卡的总线信号可经DB9接插件、DB26接插件、EDAC接插件中至少之一对外进行交互。具体利用哪个接插件传递总线信号，是否使用相应接插件传递总线信号，可根据需求来配置。例如，若总线板卡之外其他I/O板卡已占用了EDAC接插件的所有通道或大多数通道，总线板卡可以利用DB9接插件来传递总线信号，DB9接插件不够时，可利用DB26接插件来传递。再例如，可通过EDAC接插件与被测件交互，同时，若其他终端还需另行采集、使用总线信号，可将DB9/DB26接插件对外与其他终端进行直接或间接连接。

综上，本说明实施例通过统一的接插件，可便于实现与被测件的连接交互。

一些实施例中机柜正面、机柜背面等代表机柜外部各个面的表述。

在一些实施例中，所述硬件在环测试装置还包括电源转接板，电源用于将交流供电转换为多种电压的供电(例如5V、12V、3.3V的供电)；电源连接所述RTPC主板用于将所述多种电压的供电供应至所述RTPC主板；电源还连接电源转接板，用于将所述多种电压中一种指定电压(例如12V)的供电供应至所述电源转接板；电源转接板用于将所述指定电压的供电转换为目标电压(例如24V)的供电，所述目标电压高于所述多种电压中；所述电源转接板还连接所述背板，用于将所述目标电压的供电供应至所述背板，以为插接于所述背板的IO板卡供电。

如图1所示，硬件在环测试装置为电路架构提供电能，还设置有机箱散热模块、RTPC散热模块，背板连接电源转接板，ATX电源连接RTPC主板，ATX电源与电源转接板连接。其中的ATX电源将交流供电转换为多种电压的供电，可以把交流220V的电源转换为计算机内部使用的直流5V、12V、3.3V的电源。其他应用场景下，交流供电也可以为交流110V的电源，多种电压的具体数值也可以根据电路板的需求而变化。

ATX电源连接RTPC主板用于将多种电压的供电供应至RTPC主板。

具体地，5V的直流电可用于为各散热模块(机箱散热模块如机箱散热风扇、RTPC散热模块如RTPC风扇)供电，3.3V、5V、12V的直流电可以为RTPC主板供电。

电源还连接电源转接板，用于将多种电压中的在一种指定电压的供电供应至电源转接板，如将12V的直流电可以经电源转换板转换为24V的直流电。电源转接板用于将指定电压如12V的供电转换为目标电压的供电，如将指定电压12V的供电转换为目标电压24V的供电，该目标电压高于前述多种电压(如3.3V、5V、12V)。所述电源转接板还连接所述背板，用于将所述目标电压的供电供应至所述背板，以为插接于所述背板的IO板卡供电。如电源转接板还连接背板，将目标电压24V提供给背板，为插接于背板的各种板卡进行供电。若无电源转接板，则需要另行设置一个电源，将220V转为24V，即设备内具有两个电源。因此采用电源转接板的情况下，可降低电源数量。通过ATX电源与电源转接板，可满足不同电路部分不同的电路需求。

本实用新型实施例还提供了一种测试系统，包括本实用新型实施例所提供的硬件在环测试装置。

一种实施方式中，测试系统中硬件在环测试装置的数量为至少两个，该至少两个硬件在环测试装置通过装置通信模块连接。例如不同硬件在环测试装置的装置通信模块可以通过光纤(或其他通信手段，例如以太网)连接。互相连接的硬件在环测试装置的用途可例如，一个硬件在环测试装置中RTPC主板仿真计算的成果可以通过级联共享至相邻或不相邻的硬件在环测试装置进行处理，再例如，一个硬件在环测试装置中IO板卡传递的数据可以通过级联共享至相邻或不相邻的硬件在环测试装置进行处理。

一种示例中，装置通信模块仅具有一组连接接口，仅用于与一个硬件在环测试装置连接；

另一种示例中，装置通信模块具有上级接口与下级接口，上级接口与下级接口分别用于与不同的硬件在环测试装置的装置通信模块连接，在使用时，对一个硬件在环测试装置来说，可能仅使用上级接口，也可能仅使用下级接口，也可能同时使用上级接口、下级接口。

以三个硬件在环测试装置为例，第一个硬件在环测试装置的下级接口连接至第二个硬件在环测试装置的上级接口，第二个硬件在环测试装置的下级接口连接至第三个硬件在环测试装置的上级接口，进而可形成级联的三个硬件在环测试装置。

当然，测试系统中硬件在环测试装置的数量也可以为一个。测试系统还可以包括以下至少之一：

连接于被测件与硬件在环测试装置的任意中间装置(例如BOB模块)、硬件在环测试装置的上位机(例如可用于对硬件在环测试装置中的仿真模型、测试过程等进行配置的设备)等。

本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种硬件在环测试装置，其特征在于，所述硬件在环测试装置包括：

机柜、RTPC主板、至少一个IO板卡、背板；

所述背板、所述RTPC主板设置于所述机柜的内部空间；

IO板卡插接于所述背板；

所述RTPC主板通过所述背板与所述IO板卡通信；

所述IO板卡在所述RTPC主板与被测件之间传递信息。

2.根据权利要求1所述的硬件在环测试装置，其特征在于，所述机柜设置安装槽，所述IO板卡通过安装槽进入所述机柜，并插接于机柜内部的背板；

所述I/O板卡设置有板卡操作部。

3.根据权利要求1所述的硬件在环测试装置，其特征在于，还包括PCIe连接件，所述RTPC主板设有PCIe插槽，所述PCIe连接件通过所述PCIe插槽与所述RTPC主板连接；PCIe连接件还具有以太网接口，所述以太网接口与背板连接；所述IO板卡通过以太网与所述RTPC主板交互。

4.根据权利要求1所述的硬件在环测试装置，其特征在于，机柜还设置有第一接口区域；

所述第一接口区域中设置多个接口，所述接口设置于所述RTPC主板上或者外接于所述RTPC主板。

5.根据权利要求1所述的硬件在环测试装置，其特征在于，所述机柜还设置有第二接口区域；

所述第二接口区域设置有用于与其他硬件在环测试装置通讯的装置通信模块；

所述装置通信模块通过PCIe插槽插接在所述RTPC主板。

6.根据权利要求1所述的硬件在环测试装置，其特征在于，所述硬件在环测试装置还设置有故障注入板卡，所述故障注入板卡插接于背板，以通过以太网与所述RTPC主板交互。

7.根据权利要求1所述的硬件在环测试装置，其特征在于，所述机柜设有第一接插件、第二接插件；

所述IO板卡中的总线板卡通过背板的转接模块与所述第二接插件连接；所述第二接插件用于直接或间接连接被测件；

所述IO板卡中除所述总线板卡之外的其他IO板卡通过背板与所述第一接插件连接，以通过所述第一接插件直接或者间接连接被测件。

8.根据权利要求7所述的硬件在环测试装置，其特征在于，所述机柜还设有第三接插件，所述总线板卡还与所述第一接插件、所述第三接插件直接或间接连接，以使经所述总线板卡传递的数据经过所述第一接插件、所述第二接插件、所述第三接插件中至少之一对外进行交互。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的硬件在环测试装置，其特征在于，所述硬件在环测试装置还包括电源转接板；

电源用于将交流供电转换为多种电压的供电；

所述电源连接所述RTPC主板用于将所述多种电压的供电供应至所述RTPC主板；

所述电源还连接电源转接板，用于将所述多种电压中一种指定电压的供电供应至所述电源转接板；

所述电源转接板用于将所述指定电压的供电转换为目标电压的供电，所述目标电压高于所述多种电压；

所述电源转接板还连接所述背板，用于将所述目标电压的供电供应至所述背板，以为插接于所述背板的IO板卡供电。

10.一种测试系统，其特征在于，包括至少之一权利要求1至9任一项所述的硬件在环测试装置。