建 HIL 環境,四種板卡來自四家廠商,光把 ECU 一百多支腳位接進去就花了兩個月,線束沒人敢動。本文說明 VT System 如何用「垂直整合」把 I/O 介面、量測、繼電器切換與故障注入收進同一個模組,讓一路訊號一個通道完成、佈線降到最少,並搭配 vTESTstudio 設計、CANoe 執行,附模組架構圖與水平/垂直整合對照表。
HIL 台架的建置成本有很大一塊在佈線:訊號調理、負載、故障注入若各自獨立,機櫃佈線動輒以月計。VT System 把這些功能垂直整合進模組化板卡——一張卡對應一組 ECU 接腳,佈線量與維護複雜度同步下降。
HIL 佈線為什麼是惡夢:傳統系統是「水平整合」
傳統 HIL 之所以佈線惡夢,是因為它是「水平整合」:功能一層一層疊在不同的板卡上,中間全靠線接起來。於是每建一套系統,都會遇到同樣四個難點:
- 高重用的腳本開發:測試單元要模組化、參數化,還要跟需求管理雙向追溯。
- 高保真的模型模擬:要整合 Matlab/Simulink 的模型,還要處理殘餘匯流排模擬。
- 電氣故障與高壓:短路、斷路的注入時序要精確可控;BMS、變流器等高壓部件還有隔離與安全模擬。
- 即時性與持續整合:硬體要有即時反應,又得把實體 HIL 接進 CI/CD。
只要架構還是「一層層板卡靠線接」,佈線與維護的成本就降不下來。
VT System 怎麼解:垂直整合,一路訊號一個模組完成
VT System 的做法不一樣,它是「垂直整合」:每一個模組裡面,就同時有 I/O 介面、量測硬體、繼電器切換,還有專用測試功能。一路訊號從 ECU 的腳位進來、量測、注入故障,全都在同一個模組裡完成——佈線因此降到最少。
| 傳統測試系統(水平整合) | VT System(垂直整合) | |
|---|---|---|
| 架構 | 功能疊在不同板卡、全靠線接 | 一路訊號在一個模組內完成 |
| 佈線 | 動輒數週、還沒人敢動 | 降到最少 |
| 故障注入 | 多半靠額外單元 | 模組內建、時序精確可控 |
依訊號走向分模組:I/O、負載量測、繼電器切換
VT System 的模組照訊號的走向來分,好對照、好選型:
| 模組類型 | 做什麼 |
|---|---|
| 類比/數位 I/O | 感測器模擬,輸出數位與 PWM 訊號 |
| 負載模擬/電流量測 | 接到輸出或負載路徑量測(如 VT1004A,±40 V 級) |
| 繼電器/切換矩陣 | 切換訊號路徑、產生短路或斷線(如 VT2820) |
| 網路・即時・電源 | CAN/LIN/FlexRay/乙太網、即時模型與供電 |
十九吋機櫃可插入多個模組,依專案的 I/O 需求彈性配置。(各模組的精確規格依型號與當期版本,選型時請洽歐特莫夫確認。)
故障注入:重點不是「做得出來」,而是時序精確可控
故障注入是 HIL 最關鍵的能力之一。VT System 可以做訊號線之間的短路、對地短路、對電池電壓短路,還有斷路(斷線模擬)。重點不是「做得出來」,而是時序精確可控——你要它在第幾毫秒發生,它就在第幾毫秒發生,而且每一次都一樣。
工具鏈:設計→執行→物理層
VT System 是物理層,它不單獨作業,而是整條鏈的一環:
- 設計:vTESTstudio 設計測試序列(不獨立執行)
- 執行:CANoe 跑即時模型、控制 VT System 硬體、做殘餘匯流排模擬、產出報告
- 物理層:VT System 直接驅動被測 ECU 的所有腳位,模擬真實感測器、匯流排通訊與電源負載
車輛動力學模型則用 Matlab/Simulink 開發,再透過 XCP 整合進 CANoe 的即時環境。
常見問題釐清
VT System 是什麼?
VT System 是 Vector 模組化、可擴充的 HIL 測試硬體平台。它把連接一路 I/O 所需的電路(介面、量測、繼電器切換、故障注入)整合在同一個模組裡,搭配 CANoe 執行、vTESTstudio 設計,用來建置 ECU 的硬體在環(HIL)測試環境。
「垂直整合」和傳統的「水平整合」差在哪?
傳統水平整合是把功能疊在不同板卡上、中間全靠線接,佈線動輒數週。VT System 垂直整合是一路訊號從進來、量測到注入故障都在同一模組完成,佈線降到最少、也更好維護。
能做哪些故障注入?
可做訊號線間短路、對地短路、對電池電壓短路,以及斷路(斷線模擬)。關鍵在於注入的時序精確可控且每次可重現——這對安全相關的驗證特別重要。
它和 CANoe、vTESTstudio 怎麼搭?
三者分工:vTESTstudio 設計測試序列、CANoe 執行並控制 VT System 硬體、VT System 作為物理層驅動 ECU 腳位。設計→執行→物理層,構成完整的 HIL 測試鏈。
下一步
讓 HIL 機櫃,從一路一路手接兩個月,變成模組化、可長期維持
HIL 環境建得起來不難,難的是長期維護與可重現。歐特莫夫(Vector Informatik 合作夥伴)以 VT System 為核心,從機櫃規劃、模組選型、模型開發到測試執行,協助你用垂直整合把佈線降到最少、把故障注入做到時序精確可控,並和 vTESTstudio、CANoe 串成完整的 HIL 測試鏈。