应对智能汽车测试日新月异变化的方法盘点

在给用户带来便利的同时，汽车电气化程度增加给工程师带来更多挑战。智能化、网联化与电动化趋势将更多电子元素引入汽车，系统复杂度大幅上升，而开发周期并未相应延长，甚至由于市场竞争激烈而缩短开发与验证测试时间。如何在限定时间内完成开发或测试验证任务，成为开发工程师与验证工程师最关心的问题之一。正如如美国国家仪器（NI）汽车市场营销总监Jeff Philips撰文指出：我访问过世界各地汽车客户的验证工程师，包括整车厂和一级供应商，对话的主题不同，但本质都非常相似，大多数围绕“没有足够的时间来进行测试”和“没有预算购买新设备”等问题展开。

NI自动化测试市场副总裁Luke Schreier在第十五届PXI技术论坛上发表演讲

汽车验证测试需要灵活的解决方案

Jeff Philips表示，传统汽车零部件测试方法主要是纯物理测试，车门、车窗、转向柱、照明和座椅等都是采用机械测试方法来验证物理性能和生命周期，这些测试项所需测试设备主要是振动台、环境室、执行器和数据采集系统。如今每个主要零部件都已经演变成复杂的机电系统，例如车灯或汽车座椅，都不再是一个简单的零部件，而是具备多种功能的子系统，这些系统将ECU、传感器、执行器以及与车辆其他部分的通信结合在一起，包含传感、计算与控制等功能。汽车子系统系统复杂度提升对建模、软件设计、回归测试、硬件在环（HIL）测试和系统集成所带来的挑战，不是花费更长时间或投入更多资金就可以解决，需要设计与验证测试团队及时调整开发测试方法，更多借助模块化工具的力量来保证开发进度，控制系统成本，并提高系统可靠性及功能安全性。

NI的平台化解决方案非常适合应对当前汽车开发测试所遇到的新旧挑战。NI亚太区汽车市场经理贾青超告诉TechSugar，汽车测试信号种类非常多，从直流到射频需要全部覆盖，而在不同应用中，协议与标准对信号要求也不一样，如果采用分立设备，测试系统要么极为复杂，要么难以实现同步或扩展，“PXI平台化优势之一在于I/O可扩展，随着技术的发展会不断引入新技术，引入新技术就意味着测试项的扩展，即使同样的测试项，测试需求也会根据需求相应改变，软件化、模块化、可定制的NI PXI平台的灵活性优势在汽车测试领域特别突出。”

NI亚太区汽车市场经理贾青超

NI副总裁Luke Schreier更是强调，汽车市场变化快，NI解决方案的特色就是把主动权交还给客户。“从客户角度来看，需求变化很快，NI提供最好的工具和平台，帮助用户去满足变化对测试提出的需求，但把主动权交换给用户，”Luke Schreier表示，无论是自动驾驶还是车联网，现在技术发展还未停滞，所以需求变化很快，“需要新的东西加入进去，对需求的变化导致NI更多专注在用户的实际需求，而不是固定的解决方案。”

V2X在自动驾驶中不可或缺

目前主流的车联网技术标准有两个，一个是LTE-V，一个是802.11p，分别由3GPP和IEEE两个组织推动发展。据NI射频技术市场工程师屠方泽介绍，这两种技术各有特色，二者的相同之处是都采用正交频分复用（OFDM）调制技术，其中的数据块安排用等距的子载波传输。

主要的区别则有三点。首先，二者同步方式不同。802.11p不设基站，所以同步是通过帧同步来实现，数据包内含有同步信息。而LTE-V可以与基站进行同步，也可以与GNSS同步，或者采用帧同步。

其次，二者长距离传输模式不同。如果通信范围超过1公里，802.11p需要部署大量的RSU（路测单元，类似基站）实现远程通信，但LTE-V则可以复用通信基站来进行相关传输。

第三，系统演进不同。在5G技术设想的三大应用场景中，高可靠低延时通信（uRLLC）就是专为车载通信而开发的应用场景。“目前还没有看到802.11p相关的演进，从国内来看，不论是国家层面还是产业链，更加主推LTE-V（及下一代）协议。”屠方泽说道。

贾青超认为，将来自动驾驶发展离不开V2X。“当路上有障碍物或者天气不好时，传感器盲区扩大，就有可能发生事故，依靠V2X，就可以提前知道前方路况。V2X是单车智能的必要补充，可以说是汽车实现自动驾驶的不可或缺一环。”

对于NI而言，正是由于V2X的引入，可以更好地去覆盖不同的测试场景。“这是NI的优势。利用我们的PXI平台，用不同的模块就可以实现不同的测量功能，我们的VRTS（车载雷达测试系统） 以及V2X测试系统，都在PXI平台里面。用户利用PXI一个平台就可以对毫米波雷达、摄像头、V2X等进行传感器融合测试。”屠方泽说道。

对安全要有敬畏之心

大量涌入的新技术，以及新出现的商业模式，使得汽车产业原本稳固的格局出现变化，给新公司带来机会，也给传统公司带来挑战。贾青超认为现在的汽车行业，有些类似于十几年前手机行业，传统手机巨头诺基亚、摩托罗拉非常强大，但即将面临苹果的颠覆性挑战。但汽车行业还是有自己的特色，与手机行业最大的区别在于安全。“安全是最大的区别，进入汽车行业的壁垒较高，”贾青超表示，科技公司具备资金与技术优势，所以能够快速切入汽车行业中相对容易的区域，但要站稳脚跟，还需要做更多的工作，“要尊重汽车传统，对安全有敬畏之心，功能安全是汽车行业的核心要求。”

在自动驾驶技术发展路线上，科技公司大多选择一步到位发展思路，直接发展L3、L4级别自动驾驶，而传统汽车厂商则多比较保守，通常选择循序渐进式发展路线，即从L1、L2逐渐过渡到L3甚至更高级别自动驾驶。“传统厂商对安全的敬畏之心更明显，”贾青超说道，“但无论走哪种路线，核心诉求还是要测试，通过测试与验证（V&V）及基于场景和系统（S&S）的测试等，来满足功能和性能要求、信息安全要求、功能安全及可靠性要求等”

“安全是汽车行业区别于其他行业的重要特征。毋庸置疑，在汽车行业，安全永远是第一位！”贾青超再次强调安全的重要性。