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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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用户解决方案1：便携式车载数据采集系统
车载数据采集的信号类型包括温度信号(热电偶、RTD)、声音和振动信号(带IEPE激励的加速度传感器或麦克风)、压力和载荷信号(应变计或称重传感器)、位置信号(LVDT或线性电位计)、速度信号(编码器)、控制总线信号(CAN,J1350,ODBII)，以及视频信号等。这些信号都是用于汽车性能的评价。
德国Goepel Electronic公司在面临上述信号类型、环境条件复杂、有大量数据存储要求，用于车载测试分析和在线诊断的便携式测试设备时，选择了NI CompactRIO嵌入式控制系统，LabVIEW FPGA模块和LabVIEW Real-Time模块。在很短的时间内开发了CARLOS (in-car logging system)，加上CompactRIO平台的低成本解决方案，从而大大节省了预算。
 | 图3 Goepel CARLOS车载数据采集系统 |
CompactRIO硬件平台(见图3)是一个基于FPGA技术的嵌入式系统。FPGA芯片是CompactRIO体系结构的核心，直接和相应的车载模块相连。车载模块可直接和车用传感器、执行器和网络相联，并提供信号调理、隔离和汽车总线。该平台包含一个嵌入式实时处理器，可用于独立工作、确定性控制、车载数据记录和分析等。CompactRIO具有小型、坚固的机械封装、可承受50g冲击和-40℃到70℃工作温度范围等特点，提供双电压输入(9-35V)，可直接从车上电池取电。这些都使CARLOS适用于复杂的车载测试环境和有限的测试空间。
该系统已成功用于实验室、风洞和试验场上的汽车测试，可长时间记录数据。另外，可通过选择相应的车载模块和内置的应用程序，实现不同测试的需求。比如为了实现冬季或夏季试验中发动机热管理系统的评价，只需选择温度等信号对应的车载模块和已开发好的LabVIEW应用程序即可；同时，该程序提供报警、用LabVIEW报告生成工具包实现数据写入EXCEL表格、或直接写进数据库、历史数据查看等功能。此外，基于FPGA的CompcatRIO开放试架构允许用户扩展系统或进一步开发自定义的测试系统。
用户解决方案2：用于BMW V12汽油发动机的硬件在环仿真
MicroNova公司在基于NI LabVIEW FPGA模块和NI PXI-7831R可重复配置I/O模块上，开发了一种全新的、灵活的可编程引擎硬件在环仿真系统(见图4)，该系统能够直接对BMW 12缸概念车的汽油喷射器进行仿真，这是世界上第一种能够对这种情况进行仿真的系统。
 | 图4 MicroNova V12汽油发动机的硬件在环仿真系统 |
该引擎硬件在环仿真系统可以与曲轴角度同步记录所有的汽油喷射时间和点火角度，并将这些数据提供给控制器作为仿真输入。同时通过模拟、数字以及脉宽调制器接口采集输入信号并输出相应的变量数据。而碰撞信号的仿真则是通过多达六个独立传感器，根据用户定义的碰撞函数，产生基于转速的输出信号。
NI的PXI平台为该系统提供了完整的硬件模块的选择，同时PXI高级的定时和触发特性保证了汽车信号间同步采样达到微秒级的触发精度。而基于PXI平台的可重复配置I/O模块更是保证了高精度、灵活的采集引擎高速传感信号。因为使用了LabVIEW开发FPGA，可以很方便的改变相应的组合逻辑，并针对不同气缸数目的各种引擎应用不同的软件配置，大大节省了开发成本、提升了性能。同时，使用了LabVIEW仿真接口工具包，可以很快速的将在MathWorks Simulink(r)下开发的仿真模型整合到LabVIEW的平台中，节省了大量的开发时间。总之，得益于PXI平台和基于FPGA的可重复配置I/O组件的模块化特性和灵活性，MicroNova公司在很短的时间内便开发出了高性能的ECU硬件在环仿真系统，成功应用于BMW 12缸的最新概念车型的验证。
本文小结
FPGA技术带来了汽车电子测试技术的创新，凭借开发基于FPGA硬件的单个系统可以解决不同的汽车设计和测试应用，而无需多个定制的测试设备。基于LabVIEW的图形化FPGA编程则进一步缩短了开发时间。NI CompactRIO和基于PXI的可重复配置I/O模块都是基于FPGA的硬件平台，用户不仅可以开发适用于涉及汽车总线、不同信号类型的车载测试应用，还可用于汽车ECU设计流程中的快速原型验证和硬件在环仿真测试。 |
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