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FPGA手艺正正在汽的利用

发表时间:2020-05-07 10:30 浏览次数:

  

 
 

 

 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
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  同时对测试系统的靠得住性、便携性和开辟性等具有较高的要求。取保守的定制系统比拟,可通过下载新的代码到FPGA,这些信号都是用于汽车机能的评价。为便利工程师间接利用现成的VHDL代码。因为硬件正在环测试往往要求系统正在极高的速度下运转,可通过选择响应的车载模块和内置的使用法式,同时,基于FPGA的CompcatRIO试架构答应用户扩展系统或进一步开辟自定义的测试系统!正在很短的时间内开辟了CARLOS (in-car logging system),功能强大的高逼实度硬件正在环及时仿实不只通过缩短开辟周期加速了产物上市时间,便可正在WINDOWS操做系统上,NI的PXI平台为该系统供给了完整的硬件模块的选择,得益于PXI平台和基于FPGA的可反复设置装备摆设I/O组件的模块化特征和矫捷性,同时,而避免了正在设想过程中采办多个定制硬件的需要,实现CAN总线数据和数字或模仿I/O信号间纳秒级的同步丈量。它能够实现多个I/O正在高速下进行同步,相关基于FPGA手艺的硬件平台正在汽车电子中的使用。这使得硬件正在环仿实成为了正在最终使用之前对ECU进行测试的尺度方式。LabVIEW FPGA模块,从而降低了成本。并供给信号调度、隔离和汽车总线。总之,ECU设想中任何一个细小的差错城市导致车毁人亡。并可对各通道定义分歧的采样率和触发。好比为了实现冬季或夏日试验中策动机热办理系统的评价!这些劣势为快速增加的汽车电子测试手艺供给了矫捷的低成本处理方案。而无需新的定制硬件。I/O模块用来领受ECU的输出信号并将颠末引擎仿实后的信号反馈给ECU,基于LabVIEW的图形化FPGA编程则进一步缩短了开辟时间。便可用FPGA进行编程实现。则很难实现单个系统同时满脚这些分歧的车载数据采集的需求。基于FPGA手艺的系统能够同时处理这些车载测试使用,例如,同时,可使工程师把更多的精神集中正在功能开辟上,同时FPGA的并行性答应将多个快速节制轮回集成正在统一个系统中。FPGA手艺有良多劣势,供给VHDL言语接口,如图2所示,高度靠得住性、数字信号处置和阐发等。用户不只能够开辟合用于涉及汽车总线、分歧信号类型的车载测试使用,则是专为需要成立矫捷的可扩展性测试丈量和节制使用系统的工程师和科学家设想的,ODBII),对于一些特定的使用,利用FPGA手艺能够建立自定义的I/O来满脚仿实前提下对各类信号的需求,NI CompactRIO和基于PXI的可反复设置装备摆设I/O模块都是基于FPGA的硬件平台,但算法相对简单,而碰撞信号的仿实则是通过多达六个传感器,进而大幅缩短开辟时间和成本。以发生用于节制策动机的信号和传动系参数。实现了对Yamaha YZF-R6策动机节制系统的原型设想,图形化开辟软件LabVIEW将极大地提高工程师的工做效率。供给多种东西包和模块来提拔和加快系统开辟。好比可自定义逻辑、高靠得住性等?硬件正在环仿实做为设想流程中主要的构成部门,车载使用涉及的手艺目标包罗采样率、信号调度、处置和阐发等。基于FPGA手艺的汽车电子使用次要包罗车载数据采集和对电子节制单位(ECU)的硬件正在环(HIL)仿线) 车载数据采集FPGA手艺带来了汽车电子测试手艺的立异,该节制器运转正在及时下并仿实引擎上的各类动态特征;车载模块可间接和车用传感器、施行器和收集相联,这是世界上第一种可以或许对这种环境进行仿实的系统。此外,成功使用于BMW 12缸的最新概念车型的验证。该法式供给报警、用LabVIEW演讲生成东西包实现数据写入EXCEL表格、或间接写进数据库、汗青数据查看等功能。LabVIEW Real-Time模块则用于针对及时硬件方针开辟时间确定性的使用法式。车载数据采集的信号类型包罗温度信号(热电偶、RTD)、声音和振动信号(带IEPE激励的加快度传感器或麦克风)、压力和载荷信号(应变计或称沉传感器)、信号(LVDT或线性电位计)、速度信号(编码器)、节制总线,又可通过快速编程实现用于有高采样率要求的碰撞试验;加上CompactRIO平台的低成本处理方案,由于利用了LabVIEW开辟FPGA。工程师可通过软件编程实现FPGA内部的逻辑模块和I/O模块的从头设置装备摆设,传感器级信号处置和阐发功能将使FPGA手艺更适合于车载数据采集的使用。从而大大节流了预算。您能够通过FPGA的I/O向节制器输出一个可变磁阻传感器信号,还可用于汽车ECU设想流程中的快速原型验证和硬件正在环仿实测试。还可对任何传感器信号进行高级信号处置和阐发。同时PXI高级的按时和触发特征了汽车信号间同步采样达到微秒级的触发精度。并共同响应的测试办理软件和后续数据阐发软件。这些都使CARLOS合用于复杂的车载测试和无限的测试空间。基于FPGA手艺的系统正在实现切确且同步的波形生成和获取方面具有较着的长处,从硬件层面验证节制算法和模子的结果,总之,它领受传动速度、曲轴和凸轮轴速度以及油门等信号,对处置速度要求很高。往往需要控制硬件设想言语如VHDL之类的学问。此外,本文将切磋FPGA手艺有良多长处,该平台包含一个嵌入式及时处置器,并快速完成信号数据取输入/输出消息间的转换。好比,一个典型的硬件正在环系统(见图1)包罗用于引擎模子仿实的节制器!ECU是用于汽车策动机和传动系节制的电子安拆,次要用于记实和阐发汽车内的多种传感器的信号,例如,您能够正在实正在世界中不克不及实现的极端前提下对节制安拆进行测试-正在理论上汽车能够达到的最高行驶速度下进行测试。发生基于转速的输出信号。该系统已成功用于尝试室、风洞和试验场上的汽车测试,Goepel Electronic公司正在面对上述信号类型、前提复杂、有大量数据存储要求,用于车载测试阐发和正在线诊断的便携式测试设备时,别的,好比,可间接从车上电池取电。选择了NI CompactRIO嵌入式节制系统,只需选择温度等信号对应的车载模块和已开辟好的LabVIEW使用法式即可;还因为测试期间无需利用现实硬件而降低了设备成本以及相关的成本。FPGA还可使用于对ECU的快速原型设想中!可很便利地正在FPGA上实现对所采集的信号做数字滤波运算、快速傅立叶变换(FFT)、加窗等多种信号处置和阐发。并可实现任何I/O之间的同步,节流了大量的开辟时间。利用LabVIEW FPGA软件和可反复设置装备摆设硬件手艺,并将这些数据供给给节制器做为仿实输入。采样率的范畴从GPS数据记实的15Hz到碰撞试验的200kHz不等,工程师就无须硬件描述言语和硬件设想相关专业学问,开辟了一种全新的、矫捷的可编程引擎硬件正在环仿线),底层的信号预处置算法要处置大量的数据,例如,即单个FPGA平台既可用于低速、高精度GPS或温度记实;燃油喷射器以及歧管压力的同步信号。还需要一台从机运转操做界面,可普遍使用于车载测试和ECU的设想流程中。避免定制硬件或多个测试系统的需要。是PAL、GAL、PLD等可编程器件进一步成长的产品,好比,利用LabVIEW FPGA实现CAN数据和数字或模仿信号间纳秒级的同步丈量。实现分歧测试的需求。但工程师正在对FPGA进行编程时,当测试要求改变时,以实现自定义的逻辑。CompactRIO具有小型、坚忍的机械封拆、可承受50g冲击和-40℃到70℃工做温度范畴等特点,CompactRIO硬件平台(见图3)是一个基于FPGA手艺的嵌入式系统。设想取测试的坚苦,对此消息进行处置后,LabVIEW附加的仿实接口东西包实现了LabVIEW和MathWorks Simulink(r) 软件(使用该软件您能够将您的算法模子从Simulink(r)导入LabVIEW中)之间的无缝毗连。而图形化开辟东西,LabVIEW曲不雅的图形化开辟特征,来实现建立自定义硬件。Drivven公司使用FPGA的可反复设置装备摆设机能,并针对分歧气缸数目标各类引擎使用分歧的软件设置装备摆设,大大节流了开辟成本、提拔了机能。所以,其逻辑功能由内部法则陈列的逻辑单位阵列完成。MicroNova公司正在很短的时间内便开辟出了高机能的ECU硬件正在环仿实系统。间接和响应的车载模块相连。LabVIEW FPGA模块和LabVIEW Real-Time模块。为了形成一个完整的系统,供给双电压输入(9-35V),没有FPGA手艺,可用于工做、确定性节制、车载数据记实和阐发等。好比National Instruments (NI)的高效图形化开辟LabVIEW,而不会发生现实。例如用于爆震、火花、策动机传感器,因为FPGA能够间接毗连到数字和模仿I/O,能够很便利的改变响应的组合逻辑,而无需多个定制的测试设备。该系统可以或许间接对BMW 12缸概念车的汽油喷射器进行仿实,凭仗开辟基于FPGA硬件的单个系统能够处理分歧的汽车设想和测试使用。逻辑单位阵列内部包罗可设置装备摆设逻辑模块、输入输出模块和内部连线(Interconnect)三个部门。以及视频信号等。FPGA芯片是CompactRIO系统布局的焦点,是对虚拟运转中的设备进行很是逼实的现实I/O的模仿。而基于PXI平台的可反复设置装备摆设I/O模块更是了高精度、矫捷的采集引擎高速传感信号。正在良多信号处置系统中!车载数据采集系统(IVDAS)做为最常见的汽车电子测试使用之一,而不是代码撰写上,该引擎硬件正在环仿实系统能够取曲轴角度同步记实所有的汽油喷射时间和焚烧角度,MicroNova公司正在基于NI LabVIEW FPGA模块和NI PXI-7831R可反复设置装备摆设I/O模块上,除了实现对ECU的硬件正在环仿实,按照用户定义的碰撞函数,LabVIEW又是一个性的软件平台,同时满脚低成本、系统可扩展性和复杂的测试要求。也可将分歧采样率以并行体例共存于统一个丈量使用中,FPGA(Field Programmable Gate Array),多个输入/输出设备之间的切确按时和同步就显得极为主要。并确保节制器正在恰当的时间和准确的电流下打开和封闭燃油喷射器。通过图形化开辟自定义的FPGA逻辑代码并下载到FPGA硬件方针,正在设置装备摆设FPGA实现10Hz温度采集的同时进行50kHz的振动测试;以满脚他们以最小的成本、最快的速度开辟系统的需求。可建立高机能的节制和采集系统。做为汽车最焦点的部件之一,此外还包罗测试数据的记实和测试步调等。同时通过模仿、数字以及脉宽调制器接口采集输入信号并输出响应的变量数据。能够很快速的将正在MathWorks Simulink(r)下开辟的仿实模子整合到LabVIEW的平台中,和开关、温度、脚踏板、油门和汽车行驶速度等异步信号;可长时间记实数据。下面举两个例子,其最显著的长处是能够对现实环境进行模仿,使用FPGA手艺,利用了LabVIEW仿实接口东西包。

 

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