解决方案 | Influx Replay（数据回放）系统—桌面小 HiL 测试 ECU
前言：當前的記錄問題
汽車標定試驗工程師，或者 OBD 排放測試工程師，在進行車輛數據記錄時通常會遇到這樣的問題：由于總線帶寬的限制，通常采集 ECU 內部數據時，使用記錄儀只能采集到部分數據，而無法將 ECU 內部所有的參量記錄下來。這樣的話，就會導致如下的潛在問題：
■? 未采集到的數據區域，可能在發生問題時，由于沒有數據，無法分析問題原因，導致開發成本增加；
■??車輛試驗費用本身較高，但由于采集的數據不全面，采集的數據無法給所有標定工程師使用，導致車輛試驗的效率不高，進一步推升開發成本；
■??即便是采集到的 ECU 內部數據，大多數情況下也僅是使用一些數據分析軟件進行靜態的參數和信號分析，缺乏動態、實時、有效地將試驗數據利用起來的方法，特別是有些瞬態問題，很難在線下進行復現。
作為行業里的數據記錄及分析專家，針對上述的一些典型數據記錄問題，Influx 創新性地開發了一整套數據應用及分析解決方案：Influx Replay（數據回放）系統。它不僅可以完美地解決上述數據記錄中遇到的問題，還可以在更廣泛的層面上，解決車輛開發試驗中的一系列問題，如執行器校準、試驗問題復現、網絡節點仿真、耐久性測試等等應用，具有非常優秀的和有想象力空間的極佳應用前景。
背景介紹
由于 ECU 內部“運算數據”區域極其龐大（下圖灰色區域），但限于總線帶寬和記錄儀存儲容量的限制，實際能夠被直接記錄下來的，只是很小一部分數據（下圖藍色和紅色方框區域）。
對于現如今比較復雜的 ECU 模塊來說，實際大概會有超過成千上萬個測量數據量都沒有被觀測到。
由此引起的問題如下：
??通常無法調研意外事件
問題事件發生后，若工程師想調研這個事件就需獲得問題數據，但這些數據恰巧沒有被列入 初始的數據采集計劃中。此時除了再做試驗外，幾乎沒有其他辦法。
??數據很少被共享或復用
既然只有很小一部分區域的數據被記錄儀下來，那么對于需要ECU其他區域數據的工程師來說， 這些數據就沒什么意義了。由于這些數據無法被共享，就導致了數據記錄需求的增加，包括更 多的記錄時間和更多的記錄設備。
Influx Replay? 方案的特點
使用 Influx Replay? 后的試驗數據可以被存儲下來且重復使用！可以讓工程師真正做到“理解 ECU 的一切，記錄 ECU 的一切”。
我們都知道，典型的汽車電子控制單元（ECU）包含三部分數據（如下圖所示）：ECU 輸入數據，軟件計算數據和 ECU 輸出數據。
■??輸入數據 —— 現代電子控制單元通過傳感器信號和車輛網絡總線報文信息來感知外部世界（傳感器信號和總線通信數據）。這部分是輸入數據。
■??運算數據 —— 電子控制單元使用傳感器信號及網絡報文來計算控制策略要求的數據（內部軟件計算數據）。這部分是計算數據。
■??輸出數據 ?—— 電子控制單元通過運算，對外輸出信息，并驅動執行器完成整個控制過程（輸出驅動信號和總線通信數據）。這部分是輸出數據。
若想獲取由電子控制單元（ECU）生成的每個運算結果，即大約多達1萬個數據量，則大概會需要高達每秒1GB 的記錄量* 。這將會是海量的數據，而且無法在 CAN 總線上實現（CAN 總線的帶寬和存儲容量限制）！
?* 假設平均的采樣率為10ms 。當前記錄方法的限制
Influx Replay? 的不同之處在于，工程師只需記錄 ECU 的輸入數據和輸出數據，即可讓你理解 ECU 的一切！
“全部時刻，全部數據”，如下是 Influx Replay 的工作流程示意。
使用 Influx Replay?，你可以反復多次地提取數據。通過多次提取每個事件的這些數據，工程師就可以充分地理解 ECU 內部發生的所有事情。通常情況下工程師需要做的僅僅是獲取記錄的數據就可以了。Influx 公司的 Replay? 系統提供了一個完整的解決方案，可以記錄車輛的真實數據，回放車輛的真實數據，然后基于 ECU 所有的控制功能——即便這些控制功能沒有被直接記錄，通過使用 Replay?，再提取出 ECU 內部的數據。
典型的應用包括：
■??執行器校準：在臺架上使用真實的車輛數據來校準執行器
■??用戶問題解決：使用 Replay，工程師可以復現及調研每個問題事件
■??網絡節點仿真：Replay 還可以發送仿真信號到網絡上，從而被用于網絡節點仿真
■??耐久性測試：使用 Replay 可以將數據提供給多個標定團隊，用于不同部件或整車的耐久性測試。
Influx Replay 方案介紹
Influx Replay? ?最重要的特點 ——創建并共享車輛試驗中未被記錄下來的數據
Influx Replay? 提供了一個有效的桌面小 HiL 解決方案（如下圖所示）。它使用完全真實的車輛試驗數據來測試電子控制單元。
這些真實的數據是通過 Influx Rebel 數據記錄儀采集的，再由 Rebel 記錄儀，結合模擬出的傳感器信號，回放給桌面小臺架上的電子控制單元（ECU）。
傳感器信號是由 Influx K-Volt （可疊加的信號模擬發生器）測試設備模擬的。桌面小 HiL 中的電子控制單元（ECU）能夠同時“感知”并響應所回放的網絡總線數據和模擬出的傳感器信號，就仿如在實車上一致。
使用 Influx Replay，電子控制單元（ECU）會根據內部軟件程序的控制策略，重新“計算”出實車發生的事件，并生成所有“計算”的數據。實際上是相當于將 ECU 的狀態從實車上，再次搬移并復現到了桌面小 HiL 上。
因此，盡管前述我們提到有些試驗數據可能在最開始沒有被記錄下來，但在Replay 系統中仍然可以被反復且多次地再次記錄和分析到。
以上的過程可以簡要地總結為4個步驟：記錄（Record）,回放（Replay）,重構（Recreate）,回顧（Review）.
Influx Replay，將真實的數據帶給工程師！
■??Record（記錄）
使用 Influx Rebel 記錄儀（記錄功能）采集車輛的 CAN 網絡信號和 ECU 連接的傳感器輸入信號。（傳感器輸入信號可通過 XCP 或 CCP 獲得）
■??Replay（回放）
同樣使用 Influx Rebel 記錄儀作為回放設備（回放功能），回放出 CAN/ LIN 和 FlexRay 網絡數據，同時使用 Replay 上位機軟件來配置 K-Volt 以真實時序模擬出實際傳感器信號并輸入給桌面小臺架上的 ECU。
■??Recreat（重構）
回放出的 CAN 網絡輸入和模擬的傳感器輸入，共同輸入并驅動測試桌面小臺架 ECU。臺架 ECU 的響應會與實車上的一致， 并根據軟件控制策略重新計算數據及實時輸出，可驅動外部連接的執行器。
■??Review（回顧）
至此，上述回放過程就已經實現。在此階段，即可再次使用 Influx Rebel 記錄儀或其他工具再次記錄和分析所需的數據（真實車輛試驗中未采集到的數據）用于問題的回顧和驗證。
Influx Replay 系統組成
■??Influx Replay 軟件：將記錄下來的數據轉換成 Replay 數據
Influx Replay 軟件將記錄的數據文件轉換至 Replay 的 IVR 文件。直觀易用的界面可以讓工程師很容易地識別出每個信號的意義。使用 Influx Replay ?還能夠對 Influx K-Volt 設備進行配置，從而很方便和精確地重新創建輸入給控制單元的信號。
■??Influx Rebel 數據記錄解決方案
Influx 公司提供了一系列市場領先、易于使用的車輛 CAN 總線數據記錄儀，可以滿足工程師多種數據記錄需求。記錄儀設計用于多個不同的場合，而且連接快速，數秒內即可開始記錄數據。
Influx Rebel 數據記錄儀還可以具備數據回放功能（不同功能選項），可按照真實時序回放 Influx Replay 的 IVR 文件。
?* 更為詳細的產品信息請查看 Rebel 數據記錄儀產品手冊或聯系我們。
■??Influx K-Volt：CAN 應用下的可配置、可疊加、快速且精確的信號發生設備。
K-Volt?可將 CAN 信號生成可配置的輸出信號，主要用于高速和高精度傳感器信號模擬（如 HiL 和 Replay 系統）。K-Volt 能夠通過 USB 與 PC 直接進行連接。可生成的信號包括：
?■??電壓信號
?■??電流信號
?■??頻率信號/ PWM 波
?■??數字信號
* 更為詳細的產品信息請查看 K-Series 產品手冊 K-Volt 介紹或聯系我們。
■??Influx K-Bench （非必選項，根據客戶需求定制）：用于電子控制單元測試的快速連接調理
傳統 HiL 或硬件在環系統是造價較高、成本投入較大的解決方案，通常還需有具備多個技能的技術團隊來安裝和配置。Influx K-Bench 是專門設計用于為 Influx Replay 桌面小 HiL 系統提供測試連接的調理系統。Influx K-Bench 在電子控制單元與 Influx K-Volt 傳感器 仿真設備之間提供了一個很方便的連接方式，幫助工程師快速地將系統連接起來。
Influx Replay 系統方案優勢
??存儲全部時刻下的全部數據
Replay 提供給所有工程師一個可重復利用的數據庫。能夠百分之百地覆蓋ECU的功能區域，分析所有事件。
?多個工程師共享相同的數據
使用 Influx Replay 系統多個不同的工程師可以共享相同的數據文件來分析和驗證不同的控制策略。
這意味著未來僅需要更少的測試工作和更快的開發過程。
??減少試驗車隊的數量
Replay 系統可以將從同一輛車上記錄下來的數據提供并共享給多個不同的工程師。這些工程師負責著電子控制單元和車輛開發不同的功能部分。從而降低了對多個測試車輛的需求。
??調研故障事件
以前消耗在調研一些意外事件的漫長時間也可以被降低了。數據在Replay臺架上被重新地創建出來，因此這些意外事件也可以很容易地在臺架上進行復現和測試。
對無法預見事件的調查可以在臺架上重現，并且很容易測試到當時現場的問題。
Influx Replay - 大數據的革命，節省時間、節省金錢，改變已經開始
總結
以上是生活随笔為你收集整理的解决方案 | Influx Replay（数据回放）系统—桌面小 HiL 测试 ECU的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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