Kompakte HIL Lösung für Embedded System Entwickler
Klein,
schnell,
und viel, viel früher.
Der miniHIL passt auf jeden Arbeitsplatz und ermöglicht Embedded Software Entwicklern ihre Anwendung nach jeder Code-Änderung zu testen.
Matthias Spranz, Entwicklungsleiter Hitex GmbH
Warum mit miniHIL testen?
Jeder weiß, dass man Software früher und öfter testen sollte. Die Realität ist, leider, meist anders. Hardware, die von Embedded Software gesteuert ist, braucht oft einen HIL (Hardware-in-the-Loop), um das Produkt ausführlich zu testen. Aber ein HIL ist teuer und wird im Normalfall von mehreren Entwicklern und auch noch abteilungsübergreifend genutzt.
Damit jeder Entwickler täglich von den Vorteilen eines HIL Systems profitieren kann, gibt es den miniHIL von PROTOS. Fast so klein wie ein Blatt DIN-A4-Papier, kann der miniHIL täglich, sogar stündlich eingesetzt werden, um die Funktionalität von Code-Änderungen zu prüfen. Dank des Einsatzes eines Modells der End-Anwendung, können Bugfixes, Code-Änderungen und neue Konzepte ausprobiert werden, ohne teure Hardware, z.B. Motortreiber oder Wechselrichter, zu gefährden.
Auch für sicherheitskritische Anwendungen ist der miniHIL besonders geeignet. Anhand der Testfallsprache CaGe können umfangreiche Tests erstellt werden, die Geräte wie Blutzuckermessgeräte oder Fensterheber auf mögliche Fehler prüfen.
Wie funktioniert der miniHIL?
Der PROTOS miniHIL ist eine kompakte Komplettlösung, bestehend aus dem miniHIL Hardware-Board und einer Software-Plattform für Umgebungssimulationen und Test Cases.
- Mit der miniHIL Hardware werden die Pins des Ziel-Mikrocontrollers auf Signalebene mit dem Testsystem verbunden
- Mit der miniHIL Software werden mit Modellen Test Cases und Umgebungssimulationen entwickelt und generiert. Die Umgebungssimulationen (z.B. für Motoren, Batterien oder Busprotokolle) werden benötigt, damit das System under Test (SUT) auch komplett ohne Systemhardware funktioniert. Dadurch kann das SUT sehr schnell und mit wenig Aufwand in sehr viele verschiedene Situationen gebracht werden. Dadurch ist der Test für Gut- und Schlechtfälle voll automatisierbar.
miniHIL Hardware-Setup
Der Aufbau eines Testsystems besteht aus folgenden Schritten:
- Aufstecken Ihres Evaluation-Boards als System-under-Test. Somit läuft Ihre Embedded Applikation bereits auf dem richtigen Mikrocontroller.
- Verbinden der Hardware-Interfaces des System-under-Tests mit dem Testsystem.
- Fehlt eine Schnittstelle oder Funktion? Einfach die FPGA Board dazu nehmen.
- Entwicklung von Umgebungssimulationen und Test Cases, die auf einem leistungsfähigen Embedded Prozessor laufen (STM32H7).
miniHIL Testentwicklung
Die Tests und Umgebungssimulationen für den miniHIL werden modellgetrieben entwickelt. Die Basis für die Modellierung ist das Open Source Werkzeug Eclipse eTrice welches Struktur- und Verhaltensmodellierung und Codegenerierung ermöglicht. In die eTrice Modelle können nahtlos CaGe Testmodelle integriert werden. Die Kombination ermöglicht den einfachen Aufbau von Modellen, die sowohl Umgebungssimulation als auch Tests enthalten. Voraussetzung für die Entwicklungsumgebung: Windows-PC mit 8 GB RAM und USB 2.0 Ports.
Ein miniHIL Modell besteht aus folgenden Teilen:
- Adapterbibliothek zur Ansteuerung der Hardware-Interfaces (eTrice Modelle)
- Simulations- und Monitoring-Elemente, die auf den Hardware-Interfaces aufsetzen (eTrice Modelle)
- Ihre Test-Cases können sowohl direkt auf die Hardware-Interfaces zugreifen, als auch auf die Elemente für Simulation und Monitoring, z.B. für Fault Injection (CaGe Modelle)
Einsatzgebiete für den miniHIL
Was möchten Sie testen?
Der miniHIL eignet sich für das Testen einer breiten Palette von Produkten, in denen komplexe Steuerungen oder sicherheitskritische Funktionen implementiert sind:
- Industrielle Elektrowerkzeuge wie Bohrmaschinen und ihre Akkus.
- Medizingeräte wie Blutzuckermessgeräte oder Insulinpumpen.
- Anwendungen im Automotive Bereich, wo Sicherheit gewährleistet werden muss, wie z.B. bei einem Fensterheber.
Beispiele für Target Microcontroller (System under Test):
- ST-Microelectronics: STM32, STM8
- Infineon: TLE, AURIX, XMC
- NXP: S12
- Microchip: dsPIC33
- ARM Cortex-M
- und weitere Prozessor-Plattformen
Viele Adapter für herkömmliche MCU-Entwicklungsboards sind schon verfügbar und neue für weitere Prozessoren können wir auf Anfrage entwickeln.
Spezifikationen für den miniHIL
Technische Angaben
Hardware
- Stromversorgung – 24 V DC Netzteil; 5 V und 3,3 V auf der Platine.
- Device Under Test (DUT) – Kompatibel mit STM32 Nucleo und Platinen im Arduino-Format. Adapter auf Anfrage.
- Test System Prozessor – STM32H743 MCU.
- Schnittstellen und I/O – 18 analoge Ausgänge; 8 analoge Schalter, 16 digitale GPIOs; 2 steuerbare Stromversorgungen (Brown-Out Testing).
- Debugger – Integrierter ST-Link für Test System Prozessor.
- DUT Eingabe/Ausgabe – 5 Dreh-Potentiometer; 13 LEDs; 6 Druckschalter; 6 DIP Schalter; CAN Schnittstelle; 4 USB-to-UART Schnittstellen.
- Weitere Inhalte – Drahtbrücken und USB Kabeln
Software
- eTrice – Eclipse-basierte Entwicklungsumgebung für den miniHIL.
- CaGe – eine Programmiersprache zur Modellierung von Testfällen.
- SimModelLib – Test- und Plattform-Bibliothek.
- SimRuntime – Laufzeit-Umgebung für die Tests.
- Cube Projekt – Beispielprojekt, geeignet für den integrierten STM32H743 MCU.
Anwendungsfälle für den miniHIL
Der miniHIL eignet sich ausgezeichnet für das Testen ab dem Punkt, wo Integration-Testing benötigt ist. Beispiele finden Sie hier:
Test für alle typischen Mikrocontroller-Anwendungen
- Test für STM32 Systeme
- Test für Infineon TLE Systeme
- Weitere Mikrocontroller auf Anfrage
Treiber Test
- Peripherie Treiber Tests für Mikrocontroller
- MCAL Test für AUTOSAR
Test und Simulation für Motor Control Software
- BLDC und DC Motorregelung
- Universal Motorregelung
- Sensorlose Motorregelung: Single Shunt / Dual Shunt
- Motorregelung mit Sensoren: HALL / Winkelsensoren
Umgebungssimulationen
- Sensorsimulationen z.B. Temperatur, Beschleunigung
- Batterie und Batteriemanagement Simulationen
- Bausteinsimulationen z.B. Flash, RAM, Gate-Treiber
- Schnittstellensimulation über SPI, I2C, UART, Analog, Digital, …
Restbussimulation
- Test für CAN Bus Protokolle
- Test für LIN Bus Protokolle
- Test für TCP/IP Protokolle
- Test für UART Protokolle
- Test für XCP Protokolle
Sonstiges
- Inbetriebnahme und Entwicklung von Mikrocontroller Software (Stimulation und Monitoring)
- Test projektspezifischer Protokolle
miniHIL Features
Teststufen
- Komponententest für Treiber und hardwarenahe Software
- Integrationstest für Embedded-Anwendungen
- Simulierter Systemtest
- Akzeptanztest
Testsystem Modellierung
- Modellierung von Test- und Simulationsumgebungen mit eTrice
- Testfall Modellierung und Generierung mit CaGe
- Kombinatorische Testfallgenerierung mit CaGe
- Adapterbibliotheken für Hardware-Interfaces
Reporting und Traceability für HIL Tests
HIL Testautomatisierung
- Testautomatisierung am Arbeitsplatz des Entwicklers oder Testers
- Test Automatisierung mit Continuous Integration
- Kommandozeilen Schnittstelle zur Test Automatisierung
Die technische Dokumentation befindet sich im miniHIL UserGuide.
Was ist Ihr Anwendungsfall für den miniHIL?
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