汽车信息系统设备测试技术的发展

 现如今在汽车信息系统中已涌现了许多新技术，这对于厂商们已是不争的事实。许多汽车已经包括导航、CD、AM/FM、DVD和蜂窝电话功能——而且数字录影机、生态点火装置和远程诊断设备也逐渐出现。一旦这些新的特性被一一采用，由于要求功能性测试和所检测的功能成比例，这就极大地加重了测试的任务。

模块化而且基于软件的测试方法利用了PC构架，可以对测试的功能进行扩展或缩减，从而可以应对这些测试挑战。我将分析信息通信系统设计的某些关键性因素，然后举出几个对这些信息设备进行测试的例子（如图1）。

图1 随着汽车系统引入新技术，也增加了信息通信测试的复杂性。

使用更少的器件更快地设计出更多的功能

　　为什么汽车信息设备的需求增长得如此之快，其实答案很明显——用户希望在旅途上拥有和他们家里一样舒适和安全的生活方式。但是如何使新出现的技术变成现实，设计人员又如何利用这些新技术呢？能实现这些现代信息系统的一个重要原因是半导体封装技术的进步。大体积的双列直插芯片封装（大约175mm2）已被小型的球网状阵列器件（大约1.34mm2）所代替，这样就极大地减少了相同处理过程下的表面积。不断采用新封装技术的这种趋势将减少新功能或新技术所需的总体空间，同时也增加了在制造时需要的检验量。

　　不仅芯片的尺寸在不断地减小，它的功能也在不断提高。目前能在单个芯片里集成接收AM、FM或数字收音机功能的器件已很常见。在蜂窝技术中，如硅谷实验室的Aero这样单个芯片，只需增加少量器件就可成为两或三波段的GSM收发器。芯片的尺寸曾经是采用多波段通信的限制因素，现在这已不是问题，并且还可以增加如视频等其它功能。由于单个芯片的集成性能提供额外的空间，这使得在未来为信息系统增加新功能也变得很容易。

软件的作用

　　电子设备中软件的使用量也同样剧增。随着微处理器技术的发展，现在它每秒所执行的指令数是20年前的10,000倍，从而可以用软件处理许多以前需要完全独立的硬件才能实现的任务。一个令人信服的例子就是软件收音机。设计出能接收所有无线通信协议的硬件设备将具有巨大的市场潜力。军方在Joint Tactical Radio System (JTRS) 中已经实现这一点，而且在不久的将来也一定会扩展到商业设备上。在信息通信方面，汽车购买者将不用在汽车里增加信息控制盒，而是通过利用在操控台加载软件来增加信息功能。

　　产品上市的时间压力对于设计和测试有巨大的影响，认识到这一点是非常重要的。强大的电子设计自动化（electronic design automation ，EDA）软件能在某些情况下使板卡不需要重复设计。当在设计阶段的速度有所提高时，也同时要求开发的其它阶段提高速度。随着更小的硬件器件、可重复设置硬件以及电子化设计比以前更快地涌现，采用基于PC、以软件为核心的模块化平台方式就可以跟上这一发展趋势。

图2 Mindready汽车多媒体和信息通信ATE系统可以处理简单的验证应用。

用于信息通信的ATE

      考虑到上文所提及的基于软件的功能。如果一个汽车销售商要在汽车的使用期间为信息系统增加10种不同功能，这就需要在生产中进行功能性测试来检验这些功能是否正常工作，而且可以按不同的顺序实现这些功能，或者在信息系统已具有其它功能时完成检验。实质上，测试的数量会随指数增长，同时工程师们也面临着尽可能减少测试时间和成本的压力。为了解决这些问题，NI的系统集成商——Mindready Solutions 公司(www. mindready.com) 开发了Mindready汽车多媒体和信息通信ATE系统。该公司的一级汽车客户需要可升级的平台，能自始至终进行简单的AM/FM测试，从而应用于复杂的显示、GPS、DVD和卫星应用。客户们需要该系统有足够的灵活性，可适用于所有的汽车平台以及为未来的型号增加新功能。他们正寻找可伸缩的设备以便在设计、验证、耐久性测试和制造中使用，从而消除在这些过程中软硬件的不连续性。

　　Mindready系统基于NI的TestStand测试管理软件，它为Mindready客户提供开放的架构来定制系统——无论是作为扩展确认和验证阶段的一部分还是做为末端检测仪。当编写好的测试代码用于验证系统和设定规范边界时，该设备也可使用相同的硬件进行功能化测试。在TestStand中如自动排列和并行测试这样的功能可以满足软件定制的特性——通过软件的测试构架可以轻松地反复使用这些经过排列和组合的特性。

　　TestStand程序在嵌入式PXI控制器上运行。PXI是一个行业标准、基于PC平台，能进行广泛的测量。在这种情况下，可以对视频、音频、数字、模拟和RF在一系列功率和频率下进行测试。当信息系统已发展成需要能进行混合信号测试时，PXI可以提供模块化的仪器平台，全面集成定时和触发，并利用最新已有的商业化技术（图3）。

图3，Mindready系统中运行于PXI控制器上的TestStand软件可以按顺序安排测试。对于简单的DC电压、DC电流和电阻测量，Mindready系统包含了数字万用表。NI 4-GHz RF多路复用器——PXI-2591能提供从外部RF发生器到测试单元（UUT）的多天线接口开关。

　　对于简单的DC电压、DC电流和电阻测量，Mindready系统包含了数字万用表。NI 4GHz RF多路复用器——PXI-2591能提供从外部RF发生器到测试单元（UUT）的多天线接口开关。在PXI中使用高密度开关，可以增加系统的测试点。所包含的IEEE 1394接口模块也可以在视频测试中采集来自摄像机的图像，或者针对未来的应用进行扩展。

　　所有的这些组件使系统可以提供测试环境所要求的功能，并具备测试环境所需的硬件或软件。

仪表盘测试

　　另一个解决信息测试的方案来自于墨西哥奇瓦瓦的Altec Visteon公司。该公司需要一个对收音机和仪表盘进行测试的灵活而非单一的测试解决方案。同Mindready系统公司一样，Altec Visteon选用PXI平台来进行测试和提供开关功能；该公司采用LabWindows/CVI和TestStand作为编程工具和测试管理软件。

　　收音机测试内容包括音频质量、音调、频率、时钟和其它显示信息。Altec Visteon采用八通道PXI动态信号采集模块来实现大多数测试，PXI使Visteon可以在两个通道上，或者增加通道，组成更复杂的声音系统来测试标准立体声。预先定义的软件算法可以使系统测试输出失真、频率响应和信噪比。该公司使用PXI图像采集模块来测试仪表盘和收音机的显示。

　　同时，也可以对Visteon测试设备进行扩展来满足未来的测试要求。在增加卫星无线通讯、蓝牙和全息显示时，软件和PXI平台能增加新的测试功能和代码模块。通过使用PC来控制系统以及采用模块化硬件用于测量，该系统满足了Visteon对于可升级性和灵活性的要求。

未来的发展

　　最近十年汽车工业所面临的挑战显示未来的系统需要有更多的测试功能。随着消费电子市场不断重新定义多媒体标准，曾为大家关注的事物将很快被新的热点所替代。采用灵活而可升级的、基于软件的测量和自动化平台——这将是增加功能和减小产品上市时间的一种绝佳方法。