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1、上 海 同 星 智 能 科 技 有 限 公 司Shanghai TOSUN Technology Ltd.使用使用TSMaster从零打造车辆控制器从零打造车辆控制器HIL实时仿真实时仿真Engineer Everything!解决一切工程难题!罗伟光 目目 录录C O N T E N T W S1关于同星关于同星2实时仿真原理3基于基于TSMaster的的HIL方案方案汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!同星智能成立于2017年,一直专注于研发国产自主可控的汽车电子基础工具链产品,也是该领域国产领导品牌。同星智能的核心
2、软件TSMaster及配套硬件设备,具备嵌入式代码生成、汽车总线分析、仿真、测试及诊断、标定等核心功能,覆盖了汽车整车及零部件研发、测试、试验、生产、售后全流程。全球企业用户超4000家,用户覆盖:汽车整车厂、零部件供应商、芯片厂商、设备/服务供应商、工程机械、航空航天及舰船军工等领域。总部位于上海市嘉定区同济大学国家大学科技园,另外在广州、北京、长春、成都、台北、斯图加特设有分支机构。关于同星关于同星1以可靠的产品、完善的服务、合理的价格,助力工程师解决工程难题。科技部科技型中小企业认定(2018)TSMaster企业用户数达到2000家 完成天使轮融资 高新技术企业 核心软件TSMaste
3、r正式发布,并在当年获得500家企业用户 TSMaster企业用户数达到4000家 完成新一轮战略融资创始团队超过十年汽车电子行业从业经验开始积累开始积累0成立同星成立同星201720202019默默耕耘默默耕耘初现锋芒初现锋芒2021市场认可市场认可2022厚积薄发厚积薄发未未来来可可期期关于同星关于同星发展历程发展历程1汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!员工人数150余人,80%为技术人员知识产权国内已授权37,申请中8国际:申请中9国际组织ASAM,CiA质量保证ISO9001:2015CE认证关于同星关于同星1汽车电子工具链 国产领
4、导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!高新技术企业上海市专精特新企业天使基金优秀项目雏鹰奖中国创新创业大赛工业机器人专场全国二等奖科技部科技型中小企业认定第五届“中国创翼”创业创新大赛上海赛区二等奖嘉定区长三角一体化创新创业大赛总决赛冠军盖世汽车2022最具成长价值奖关于同星关于同星1汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!软件定义汽车,同星定义软件软件定义汽车,同星定义软件嵌入式代码生成C/Python小程序图形编程Matlab自动化控制RBS剩余总线仿真总线数据分析数据记录和回放工具箱开发环境UDS诊断CCP/XC
5、P标定图形曲线/面板ECU刷写功能安全与信息安全加密发布与应用发布测试系统开发用于自定义APP硬件虚拟化和标准化软件定义核心API,实现软硬件解耦TSMaster软件平台软件平台TSMaster软件现在相关功能已经可以覆盖V开发模型右侧除模型相关之外的所有环节;用户基于TSMaster软件所写的每一行代码具有硬件无关性,可分享、可引用、可跨硬件平台。基于基于TSMaster的的测试设备开发测试设备开发ECU生产设备总线测试设备HIL测试系统各类测试台架整车产线设备售后设备V模型全流程需求定义,网络验证快速原型,功能验证功能开发,代码生成单件测试,标定诊断量产测试,程序刷写售后维护,故障分析关于
6、同星关于同星1汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!*全球用户超过全球用户超过30003000家家*以理想、小鹏、比亚迪为例,每家均有以理想、小鹏、比亚迪为例,每家均有1500+1500+工程师使用同星产品工程师使用同星产品关于同星关于同星部分客户部分客户1目目 录录C O N T E N T W S1关于同星2实时仿真原理3基于基于TSMaster的的HIL方案方案汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!实时仿真原理实时仿真原理2通常认为通常认为“实时”就是非常快、或者几乎感觉不到延迟实时性实时
7、性“实时实时”应理解为应理解为“及时及时”,英文用,英文用“in time”表达,即强调系统应在一个确定的时间内完成表达,即强调系统应在一个确定的时间内完成特定的任务,追求特定的任务,追求“确定性确定性”和和“可预期可预期”汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!实时仿真原理实时仿真原理2举个例子举个例子:ECU中的一个任务的执行周期是5ms,实时性实时性对它的最基本要求便是这个任务必须在当前的5ms周期内执行完毕,而不能推迟到下一个5ms周期;而这仅仅是最基本要求,因为ECU的处理器计算资源有限,在其中有众多不同周期的任务都需要在指定时间内完成
8、。这就是为何需要使用实时系统来执行仿真任务的原因,实时系统完全模拟了ECU的控制器的运行环境,在一个等价的系统中执行ECU甚至是整车的算法,这当然是再理想不过的事情。汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!实时仿真原理实时仿真原理2高实时性高性能个人电脑可以吗?个人电脑可以吗?汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!实时仿真原理实时仿真原理2个人电脑可以吗?个人电脑可以吗?由于个人电脑的操作系统一般都是非实时系统,在此次5ms任务调度结束后,不经过特殊处理,仿真线程很难在下一个5ms任务开启的时刻继
9、续执行该任务。而误差的积累最终导致实际任务的执行与预期大相径庭。其实对于绝大多数的实时仿真来说,死磕100%的实时性没有意义,我们不能说一个任务中有一个tick运行超时就代表仿真失败。这也就意味着一个成功的仿真必然允许一定比例的tick运行超时。100%?超时比例在可接受的范围内超时比例在可接受的范围内即可即可汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!实时仿真原理实时仿真原理2TSMaster的实时能力的实时能力TSMaster的实时能力就是其中一个解决方案。以需要仿真的1ms任务为例,此任务一秒内运行1000次,以TSMaster的能力,可以实现
10、将此任务的运行频率精确控制在1000Hz,甚至更高。TSMaster软件软件HIL的基础的基础在频率正确的情况下,下一步要做的就是通过数学的方法统计每次任务的时间点命中情况,例如在一个任务将要执行的1ms时刻的正负20%的时间范围内,得以运行完毕,则认为此任务的这一次运行成功命中。整个仿真过程结束后,我们可以得到一个命中率,比如97%,这意味着平均100次任务运行,只有3次因为时机的不确定性带来了误差。那么我们完全可以将命中率的大小作为一个评价实际仿真结果与预期结果的相似度依据。显然命中率越高,仿真效果越好。汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题
11、!实时仿真原理实时仿真原理2TSMaster的实时能力的实时能力TSMaster软件内和定时相关的一切模块,都具备软件HIL的实时性要求,包括:报文发送窗口 小程序定时器 剩余总线仿真模块 定时相关的API函数使用同星的硬件接口模块使用同星的硬件接口模块(总线工具、(总线工具、IO模块等)就可以保证硬件的实时性模块等)就可以保证硬件的实时性目目 录录C O N T E N T W S1关于同星2实时仿真原理3基于基于TSMaster的的HIL方案方案汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!基于基于TSMaster的的HIL方案方案举例:空簧举例:
12、空簧HIL3HIL测试系统软硬件架构测试系统软硬件架构31 被测ECU2 可编程电源3 伺服电缸4 继电器、I/O等板卡5 轮速、SENT、PSI5传感器模拟器6 压力、电压、温度等传感器7 小程序库:硬件驱动8 可编程电源驱动库9 电缸实时控制驱动库10 I/O、故障注入设备驱动库11 剩余总线仿真12 小程序库:软件驱动13 CarSim Engine 小程序库14 CarSim Controller 实时仿真软件15 CarSim 车辆动力学引擎16 图形程序测试用例17 测量数据可视化(图形、报文等)18 报告自动生成汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything
13、!解决一切工程难题!HIL测试系统硬件设计方案测试系统硬件设计方案319寸工业显示器急停启动保护键盘鼠标LOGO与名称指示灯、CAN以及OBD接口220V以及ECU接口保险丝以及BOB面板工控机箱大功率可编程电源对外电源以及接地UPS保护电源ECU HIL汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!基于基于TSMaster的的HIL方案方案3TSMaster软件中的Matlab自动化控制模块将ECU算法生成一个小程序在TSMaster环境中运行,这是在TSMaster中实现HIL的基础。该模块还提供了大量用于MBD开发的小工具,还包含可以将C代码自动
14、转化为Stateflow代码的程序。TSMaster中实现软件中实现软件HIL的基础之一的基础之一Matlab自动化模块自动化模块汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!基于基于TSMaster的的HIL方案方案3ECU算法算法数据交互数据交互在TSMaster加载一个CarSim controller的客户端CarSim engine小程序库。CarSim engine小程序库中有一系列自动控制的API,它们负责完成CarSim车辆各类参数自动修改,动力学模型实时控制等等一系列无人值守的自动化命令,从而实现仅仅使用个人电脑就可以执行CarSim
15、 RT的实时仿真功能。汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!基于基于TSMaster的的HIL方案方案3基于基于TSMaster打通打通ECU算法与整车模型之间的桥梁算法与整车模型之间的桥梁我们采用了CarSim controller自带的CarSim engine客户端,需要对代码库做一些配置,也就是需要引用CarSim controller开发包的相关sdk文件。在SDK融入TSMaster的运行环境中之后,就可以通过调用SDK来轻松控制动力学模型。可以使用CarSim engine自带的这 47 个API函数来操作CarSim,当然也可以
16、选用基于CarSim engine开发的SDK来实现汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!基于基于TSMaster的的HIL方案方案测试参数测试参数3测试参数管理测试参数管理n 车辆参数n 板卡参数n 测试执行参数汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!基于基于TSMaster的的HIL方案方案测试信号测试信号3测试信号管理,实现信号从dbc到本地变量的自动转换n 系统变量自动映射n 映射条目支持放大因子和偏移量自定义 y=ax+b,支持任意表达式 y=x1*x2+x3/x4 x5汽车电子工具链
17、国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!基于基于TSMaster的的HIL方案方案板卡和函数库板卡和函数库3数百个API,涵盖电源、CarSim、继电器、AI、AO、DI、DO、轮速、SENT、PSI5、CAN、LIN、FlexRay、Ethernet等等汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!基于基于TSMaster的的HIL方案方案图形编程语言图形编程语言3流程图即控制代码,可自动触发执行、可暂停、可下断点、可单步、可人为干预流程图走向板卡函数调用总线信号读写汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Ev
18、erything!解决一切工程难题!HIL实例实例制动过程中轮速传感器失效制动过程中轮速传感器失效3ABS043ABS043-断开FL或是FR任意一个轮速传感器后(或是用其他方式制造错误),快速制动,制动力低于车轮抱死压力,但尽量接近。制动车速50kph,高附,挂挡。所有车型。通过条件通过条件:制动过程中,前轴达到主缸压力;后轴进入EBD控制汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!HIL实例实例制动过程中轮速传感器失效制动过程中轮速传感器失效3测试流程图即代码,运行后测试逻辑走过的路径会被动态高亮;暂停、步进、错误的步骤会以不同颜色提示汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!基于基于TSMaster的的HIL方案方案的的优势优势3成本低成本低部署更快部署更快自动化程度高自动化程度高汽车电子工具链 国产领导品牌 Engineer Everything!解决一切工程难题!联系我们上海同星智能科技有限公司上海同星智能科技有限公司电话:+86-邮箱:(销售)(技术支持)上海|广州|北京|成都|台北|斯图加特TOSUN同星Shanghai TOSUN Technology LtdTOSUN同星TOSUN同星TOSUN同星TOSUN扫码关注,获取软件下载链接