"該系統(tǒng)的核心是NI FPGA 8733R板卡。 該板卡可在測(cè)試操作過程中生成并控制所有發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)之間的同步。 它還可確保監(jiān)控測(cè)試試驗(yàn)過程中正確執(zhí)行時(shí)的生成值/測(cè)量值的精度。"- W. Di Palma, MAGNETI MARELLI POWERTRAIN 

挑戰(zhàn):

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

解決方案:

通過代碼設(shè)計(jì)，仿真各種基本環(huán)境和電機(jī)傳感器及其他各種傳感器，構(gòu)建基于NI現(xiàn)場(chǎng)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(shí)間關(guān)鍵型外設(shè)。


典型的動(dòng)力傳動(dòng)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(dòng)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(duì)制造商來說，潛在的經(jīng)濟(jì)損失以及保修方面的法律法規(guī)，都使得對(duì)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(jì)中，在線測(cè)試、終端功能測(cè)試、老化批處理等傳統(tǒng)測(cè)試篩選方法經(jīng)實(shí)踐證明，是無法達(dá)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(jì)均是芯片供應(yīng)商IP的一部分。 因此，現(xiàn)場(chǎng)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(cè)試提供更有價(jià)值的信息，該方法不包含在標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)測(cè)試流程中。

ECU生命測(cè)試

在傳統(tǒng)ECU模塊設(shè)計(jì)過程中，客戶會(huì)要求進(jìn)行可靠性測(cè)試，以證明產(chǎn)品的可靠性及其與項(xiàng)目要求的符合程度。 其中的主要難點(diǎn)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(jì)。 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(gè)組件，單個(gè)組件的一個(gè)很小的瑕疵都可能對(duì)印刷電路板(PCB)產(chǎn)品的整體性能產(chǎn)生重大影響。

通過與IPR S.r.l進(jìn)行技術(shù)合作，Magneti Marelli Powertrain S.p.A.以非常低的成本設(shè)計(jì)出一款全新的可擴(kuò)展多平臺(tái)測(cè)試架構(gòu)，涵蓋從可靠性設(shè)計(jì)的初級(jí)階段到篩選設(shè)備的制造等測(cè)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(hù)性測(cè)試的絕佳之選，同時(shí)還可使極大減小用戶定制時(shí)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(jìn)行簡(jiǎn)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(jī)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NI PXI FPGA板卡。 該板卡可在測(cè)試操作過程中生成并控制所有發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)之間的同步。 它還可確保監(jiān)測(cè)測(cè)試試驗(yàn)正確執(zhí)行時(shí)的的生成值/測(cè)量值的精度。

在FPGA板卡上運(yùn)行的時(shí)間關(guān)鍵型核心進(jìn)程與在Windows操作系統(tǒng)上運(yùn)行的CPU相互獨(dú)立，Windows操作系統(tǒng)安裝的均是非時(shí)間關(guān)鍵型進(jìn)程。 自定義設(shè)計(jì)的板卡（系統(tǒng)板卡）包含用作為每個(gè)待測(cè)設(shè)備(DUT)的門/調(diào)理集線器的信號(hào)調(diào)理電路。。

該系統(tǒng)還可無限擴(kuò)展。 我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種不同的組成結(jié)構(gòu)：一種用于研發(fā)目的的10個(gè)DUT的可靠性測(cè)試，另一種是用于40個(gè)倉(cāng)庫的大型擴(kuò)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(jì)可運(yùn)行壓控配置文件來驗(yàn)證偏壓條件下產(chǎn)品可否正常運(yùn)行及其公差。 運(yùn)行時(shí)配置文件可根據(jù)DUT的電壓組定義獨(dú)立進(jìn)行編程。

這一款高性價(jià)比的解決方法使得我們可以采用各種具有高度擴(kuò)展性的硬件在環(huán)等效系統(tǒng)。 該設(shè)備幾乎可運(yùn)行10個(gè)不同的電機(jī)配置文件，幫助我們?cè)谠O(shè)計(jì)初期及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障。