"該系統(tǒng)的核心是NIFPGA8733R板卡。該板卡可在測試操作過程中生成并控制所有發(fā)動機信號之間的同步。它還可確保監(jiān)控測試試驗過程中正確執(zhí)行時的生成值/測量值的精度。"——W.DiPalma,MAGNETIMARELLIPOWERTRAIN

挑戰(zhàn):

開發(fā)低成本且可擴展的系統(tǒng)架構(gòu)，該架構(gòu)應(yīng)能夠運行類似于測試配置文件的電機，以進行電子控制單元(ECU)可靠性篩選評估。為提高電子控制單元（ECU）的可靠性篩選評估能力，需要開發(fā)一套能夠運行一個電機（等效一個測試文件）的低成本、可擴展性的系統(tǒng)架構(gòu)。

解決方案:

通過代碼設(shè)計，仿真各種基本環(huán)境和電機傳感器及其他各種傳感器，構(gòu)建基于NI現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)板卡的系統(tǒng)核心，因此，無需PXI數(shù)據(jù)采集(DAQ)設(shè)備執(zhí)行I/O和控制器局域網(wǎng)(CAN)等時間關(guān)鍵型外設(shè)。

典型的動力傳動模塊可完成汽車相關(guān)的各種功率傳送與邏輯功能。這些多功能模塊需要把邏輯核心電子設(shè)備（以滿足高處理速度和大內(nèi)存需求）與智能功率電子設(shè)備（噴油器驅(qū)動器）集成起來。該集成混合了最新的電子封裝技術(shù)與可在嚴(yán)酷操作條件下工作的大功率模塊。

ECU故障通常是汽車故障的一大主要原因。因此，對制造商來說，潛在的經(jīng)濟損失以及保修方面的法律法規(guī)，都使得對OEM的各種質(zhì)量和可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)格。傳統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)限制要求汽車生產(chǎn)商生產(chǎn)線的部件不合格率必須小于十萬分之一，每一千輛汽車僅能發(fā)生三至五次事故。

在如此復(fù)雜的設(shè)計中，在線測試、終端功能測試、老化批處理等傳統(tǒng)測試篩選方法經(jīng)實踐證明，是無法達到這么高的質(zhì)量目標(biāo)。而且，微控制器和其它數(shù)字SOC外圍設(shè)備的內(nèi)部架構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計均是芯片供應(yīng)商IP的一部分。因此，現(xiàn)場等效功能篩選方法已經(jīng)被確認(rèn)為是用于篩選存在潛在故障的零件的一種有效方法，可為質(zhì)量測試提供更有價值的信息，該方法不包含在標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)測試流程中。

在傳統(tǒng)ECU模塊設(shè)計過程中，客戶會要求進行可靠性測試，以證明產(chǎn)品的可靠性及其與項目要求的符合程度。其中的主要難點在于裝車前如何管理這些復(fù)雜的分布式系統(tǒng)的質(zhì)量、可靠性和安全性。電子產(chǎn)品制造的生產(chǎn)線一般采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。生產(chǎn)線采用直線順序作業(yè)，包括錫膏印刷、元件更換和焊接。在電子產(chǎn)品制造行業(yè)中，最終產(chǎn)品通常只有兩種不同的狀態(tài)：“可工作”或“不可工作”。但是，“可工作”狀態(tài)取決于每個組件，單個組件的一個很小的瑕疵都可能對印刷電路板(PCB)產(chǎn)品的整體性能產(chǎn)生重大影響。

通過與IPRS.r.l進行技術(shù)合作，MagneTIMarelliPowertrainS.p.A.以非常低的成本設(shè)計出一款全新的可擴展多平臺測試架構(gòu)，涵蓋從可靠性設(shè)計的初級階段到篩選設(shè)備的制造等測試的各方各面。

該解決方案基于各種商業(yè)現(xiàn)成(COTS)元件，是可靠性和系統(tǒng)維護性測試的絕佳之選，同時還可使極大減小用戶定制時所需的外部調(diào)理模塊。該系統(tǒng)還具有高度適應(yīng)性。例如，只需進行簡單的配置選擇，該系統(tǒng)便可生成霍爾型或VRS型曲軸和凸輪軸或其他所有等效電機傳感器的配置文件。

我們選擇使用LabVIEW軟件來開發(fā)用戶界面，這是由于LabVIEW具有非常便于使用的操作界面。該系統(tǒng)還包括一塊FPGA板卡，可支持開環(huán)和閉環(huán)仿真配置文件。此外，該系統(tǒng)的核心是NIPXIFPGA板卡。該板卡可在測試操作過程中生成并控制所有發(fā)動機信號之間的同步。它還可確保監(jiān)測測試試驗正確執(zhí)行時的的生成值/測量值的精度。

在FPGA板卡上運行的時間關(guān)鍵型核心進程與在Windows操作系統(tǒng)上運行的CPU相互獨立，Windows操作系統(tǒng)安裝的均是非時間關(guān)鍵型進程。自定義設(shè)計的板卡（系統(tǒng)板卡）包含用作為每個待測設(shè)備(DUT)的門/調(diào)理集線器的信號調(diào)理電路。

該系統(tǒng)還可無限擴展。我們設(shè)計了兩種不同的組成結(jié)構(gòu)：一種用于研發(fā)目的的10個DUT的可靠性測試，另一種是用于40個倉庫的大型擴展系統(tǒng)，用于滿足生產(chǎn)廠房的篩選要求。

系統(tǒng)ERA設(shè)計可運行壓控配置文件來驗證偏壓條件下產(chǎn)品可否正常運行及其公差。運行時配置文件可根據(jù)DUT的電壓組定義獨立進行編程。

這一款高性價比的解決方法使得我們可以采用各種具有高度擴展性的硬件在環(huán)等效系統(tǒng)。該設(shè)備幾乎可運行10個不同的電機配置文件，幫助我們在設(shè)計初期及時發(fā)現(xiàn)潛在故障。