Rodrigo Schneiater. Construindo sistemas de testes adaptáveis para Hardware-in-the-Loop (HIL) com tecnologia FPGA

Transcrição

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2 Construindo sistemas de testes adaptáveis para Hardware-in-the-Loop (HIL) com tecnologia FPGA Rodrigo Schneiater Engenheiro de Vendas, National Instruments

3 Sistemas de controle embarcado

4 Controle em malha fechada Distúrbio Set-point desejado Controlador Atuação Processo Resposta

5 Testando sistemas de controle embarcado Testando sistemas reais Sistema de Teste Perfil de teste Registro de dados/ análise Distúrbio Set-Point Desejado Controlador Atuação Processo Resposta

6 Testando sistemas de controle embarcado Testando sistemas simulados Sistema de Teste Processo Simulado Perfil de teste Registro de dados/ análise Set-Point desejado Controlador Atuação Resposta

7 FPGAs Por que são úteis? Alto determinismo Tempo de simulação realístico, inteligência local. Processamento Off-load Alcança desempenho de tempo real para várias simulações complexas. E/S Personalizáveis Criação de interfaces de E/S personalizadas. Hardware Reconfigurável Se adapta a vários tipos de unidade sob teste UUT (unit under test)

8 FPGAs em sistemas de teste HIL Micro processador E/S Unidade sob teste Aplicação de Teste Condicionamento de sinal

9 FPGAs em sistemas de teste HIL Micro processador FPGA E/S Unidade sob teste Aplicação de Teste FPGA Personalizável Condicionamento de sinal

10 FPGAs em sistemas de teste HIL Plataforma de E/S reconfiguráveis da NI (RIO) Micro processador FPGA E/S Unidade sob teste Aplicação de Teste FPGA Personalizável Condicionamento de sinal Interfaces da aplicação de teste Interfaces de E/S de hardware

11 Protocolos de comunicação Interface XMT Interface RCV Interface com protocolos personalizados Simulação de erros no protocolo

12 Protocolos de Comunicação Micro processador rst Dados XMT Dados RCV FPGA (X305) E/S Entrada de dados Saída de dados rst clk Unidade em teste

13 Simulação de atuadores Motores Brushless Controller Requer a resolução de equações complexas em microssegundos

14 Simulação de Atuadores Motor Brushless DC Micro processador Motor Param Trq Vbus FPGA (Brushless DC) E/S FET (6) Hall (3) tacômetro Unidade em teste

15 Interfaces E/S Personalizáveis Temporização/Sincronização personalizado E/S analógicas Trigger personalizado E/S com diferentes taxas Análise In-Line Contadore personalizados PWM

16 Interfaces de E/S reconfiguráveis V6 ECU Micro processador FPGA E/S V8 ECU Diversos tipos de UUT (Unidades em teste) Evolução das interfaces das UUTs (Unidades em teste)

17 Estudo de caso Aplicação Criar um sistema de teste flexível para HIL com interfaces de E/S que requerem esquemas personalizados de temporização e sincronização de difícil desenvolvimento em hardware tradicional. Produtos NI Módulo LabVIEW FPGA, PXI, e hardware com E/S reconfiguráveis (RIO). Benefício Fundamental Ganhar habilidade para desenvolver interfaces de hardware personalizadas que podem ser reconfiguradas após desenvolvimento, para se adaptar a diferentes tipos de ECU e mudanças em suas interfaces. Com o LabVIEW FPGA e o hardware RIO, fomos capazes de desenvolver de forma rápida e eficiente interfaces analógicas e digitais peronalizadas para nosso sistema de teste HIL. Roy Kranz, Wineman Technology Inc.

18 Resumo Interfaces de E/S baseadas em FPGA são usadas para expandir a capacidade e desempenho de sistemas de teste HIL. Alto Determinismo Tempo de simulação realístico e inteligência local com 25ns de resolução. Processamento off-load Alcança desempenho de tempo real com simulações mais complexas. E/S Personalizável Cria de forma eficiente interfaces de E/S personalizadas Hardware Reconfigurável Teste de vários tipos de UUT e adaptação as mudanças de suas interfaces, sem necessidade de mudança de hardware.

19 Continue aprendendo Fontes sobre HIL em ni.com ni.com/hil ni.com/ipnet Treinamento LabVIEW FPGA LabVIEW FPGA Module Oferecido no centro de treinamento da NI (SP) ou ON-Site (Cliente) Formação fundamental e cursos relacionados LabVIEW Core I & LabVIEW Core II LabVIEW Real Time 1 & 2 Oferecido no Centro de Treinamento NI (SP) ou ON-Site (Cliente)

20 Obrigado! Plataforma de E/S reconfiguráveis da NI (RIO) Micro processador FPGA IO Unidade em teste Aplicação de Teste FPGA personalizável Condicionamento de sinal Interfaces da aplicação de teste Interfaces de E/S de hardware