Teza Doctorat Florin Prutianu

Embed Size (px)

Citation preview

  • CONTRIBUII

    PRIVIND STRUCTURILE DE

    TESTARE AUTOMAT CU

    APLICAII N AUTOMOTIVE

    Tez destinat obinerii

    titlului tiinific de doctor inginer

    la

    Universitatea Politehnica din Timioara

    n domeniul INGINERIE ELECTRONIC

    I TELECOMUNICAII

    de ctre

    Ing. Florin PRUTIANU

    Conductor tiinific: prof.univ.dr.ing. Viorel POPESCU

    Refereni tiinifici: prof.univ.dr.ing. Adrian GRAUR

    prof.univ.dr.ing. Dorin PETREU

    prof.univ.dr.ing. Dan LASCU

    Ziua susinerii tezei: 20.12.2012

  • Seriile Teze de doctorat ale UPT sunt:

    1. Automatic 9. Inginerie Mecanic

    2. Chimie 10. tiina Calculatoarelor

    3. Energetic 11. tiina i Ingineria Materialelor

    4. Ingineria Chimic 12. Ingineria sistemelor

    5. Inginerie Civil 13. Inginerie energetic

    6. Inginerie Electric 14. Calculatoare i tehnologia informaiei

    7. Inginerie Electronic i Telecomunicaii 15. Ingineria materialelor

    8. Inginerie Industrial

    Universitatea Politehnica din Timioara a iniiat seriile de mai sus n scopul

    diseminrii expertizei, cunotinelor i rezultatelor cercetrilor ntreprinse n cadrul

    colii doctorale a universitii. Seriile conin, potrivit H.B.Ex.S Nr. 14 / 14.07.2006,

    tezele de doctorat susinute n universitate ncepnd cu 1 octombrie 2006.

    Copyright Editura Politehnica Timioara, 2012

    Aceast publicaie este supus prevederilor legii dreptului de autor. Multiplicarea

    acestei publicaii, n mod integral sau n parte, traducerea, tiprirea, reutilizarea

    ilustraiilor, expunerea, radiodifuzarea, reproducerea pe microfilme sau n orice alt

    form este permis numai cu respectarea prevederilor Legii romne a dreptului de

    autor n vigoare i permisiunea pentru utilizare obinut n scris din partea

    Universitii Politehnica din Timioara. Toate nclcrile acestor drepturi vor fi

    penalizate potrivit Legii romne a drepturilor de autor.

    Romnia, 300159 Timioara, Bd. Republicii 9,

    tel. 0256 403823, fax. 0256 403221

    e-mail: [email protected]

  • Cuvnt nainte

    Aspectele tiinifice abordare n cadrul tezei de doctorat Contribuii privind

    structurile de testare automate cu aplicapabilitate n automotive se nscriu n

    tendina actual a cercetrilor privind implementarea sistemelor de testare

    automat n cadrul laboratoarelor de cercetare dezvoltare a productorilor

    internaionali vest europeni de componente electronice.

    Studiul de fa, prin aspectele de cercetare fundamental abordate,

    contribuie la mbuntirea procesului de testare validare al laboratoarelor R&D, prin

    introducerea unui sistem de testare automat controlat de la distan de calculator.

    Caracteristicile acestui sistem de testare automat sunt conforme cu cerinele

    modelului V, proces care ghideaza dezvoltarea unei uniti de control electronic de

    la stadiul de proiect pn la integrarea acestuia n autoturism i respect

    standardele automotive n vigoare.

    Contribuiile aduse de autor, n cadrul acestei teze de doctorat, au stat la

    baza mbuntirii performanelor acestor sisteme. n cadrul proiectelor unde a fost

    folosit acest sistem, cu structura prezentat n acest studiu, rezultatele au fost

    satisfctoare fiind acceptate de un mare productor vest european de autoturisme.

    Desfurarea cercetrilor i elaborarea lucrrilor s-a fcut sub ndrumarea

    domnului prof. Univ. Dr. Ing. Viorel POPESCU, membru al catedrei de Electronic

    Aplicat, al Universitii Politehnica din Timioara. Cercetrile experimentale au fost

    realizate n laboratorul de cercetare dezvoltare al unui productor de componente

    electronice, att n ar ct i n strintate n cadrul unui productor de autoturisme

    german.

    Teza de doctorat s-a materializat prin crearea unui sistem de testare

    automotive implementat ntr-un laborator de cercetare dezvoltare cu rezultate

    acceptate de inginerii proiectani ai concernului.

    Teza de doctorat a fost realizata cu sprijin partial din grantul strategic

    POSDRU/88/1.5/S/50783, Proiect ID50783 (2009), cofinantat din Fondul Social

    European "Investeste in oameni", in cadrul Programului Operational Sectorial

    Dezvoltare Resurse Umane 2007-2013.

    Timioara, Decembrie 2012 ing. Florin PRUTIANU

  • Destinatarii dedicaiei.

    Alese mulumiri i profund recunotin se cuvin adresate conductorului

    de doctorat prof.dr.ing. Viorel POPESCU pentru consilierea permanent i

    ndrumarea atent pe tot parcursul realizrii lucrrii.

    Mulumesc ,de asemenea, mebrilor comisie pentru observaiile i sugestiile

    date privind elaborarea acestei teze. Aduc mulumiri Facultii de Electronic i

    Telecomunicaii din Timioara i cadrelor didactice i colegilor de departament care

    au contribuit la formarea mea profesional.

    Nu n ultimul rnd mulumesc familiei, soiei pentru rbdarea i susinerea

    moral n momente dificile i prinilor mei crora le dedic aceast lucrare.

    Florin, PRUTIANU

    Contribuii privind sistemele de testare automat cu

    aplicaii n automotive

    Teze de doctorat ale UPT, Seria 7, Nr. 59, Editura Politehnica,

    2012, 179 pagini, 113 figuri, 10 tabele.

    ISSN: 1842-7014

    ISBN: 978-606-554-592-2

    Cuvinte cheie: sisteme de testare automat, structura ATS

    hardware, algoritmi software

    Rezumat,

    Prin subiectul abordat, teza de doctorat rspunde unor

    probleme de maxim actualitate privind sistemele de testare

    automate din industria automotive. Acest domeniu tinde spre

    perfecionare, n aceast lucrare fiind aduse contribuiile originale

    ale autorului privind structurile de testare automate destinate

    industriei automotive. Tema vine n ajutorul validrii din punct de

    vedere electric al unitilor de control electronice integrate in

    autovehicule.

  • Cuprins:

    Abrevieri: .......................................................................................... 8

    Lista de figuri: ................................................................................... 9

    Lista de tabele: ............................................................................... 14

    INTRODUCERE ................................................................................. 15

    Capitolul I. Stadiul actual al testrii n industria automotive .......... 18

    1.1 Automotive. Tipuri de dispozitive electronice ........................................... 19

    1.2 Modelul de testare adoptat n industria automotive ................................ 21

    1.3 Nivele de testare ale sistemelor de control electronic in industria

    automotive ............................................................................................................... 24

    1.3.1 Nivel de component hardware ................................................................ 24

    1.3.2 Nivel de component software ..................................................................... 24

    1.3.3 Nivel de component integrat ..................................................................... 24

    1.3.4 Nivel de subsistem .......................................................................................... 25

    1.3.5 Nivel de sistem ................................................................................................. 25

    1.4 Tipuri de testare .............................................................................................. 25

    1.4.1 Testarea manual ............................................................................................ 26

    1.4.2 Testarea automat .......................................................................................... 27

    1.5 Metode, tehnici i strategii de testare ........................................................ 28

    1.5.1 Testare Automata n circuit ICT .................................................................... 28

    1.5.2 Testare funcional ......................................................................................... 29

    1.5.3 Testare non-funcional ................................................................................. 30

    1.5.4 Testare de tip rspuns la stimuli .................................................................. 30

    1.5.5 Testare de tip regresie ................................................................................... 31

    1.5.6 Strategii de testare ......................................................................................... 32

    1.6 Concluzii i contribuii personale .................................................................. 34

  • 6 Cuprins

    Capitolul II. Conceptul sistemului de testare automat pentru

    industria automotive ....................................................................... 36

    2.1 Motivaia apariiei ATS-urilor n procesul de validare/testare/integrare

    automotive ............................................................................................................... 36

    2.2 Prezentarea sistemelor de testare automate din perspectiva tehnicilor

    folosite ...................................................................................................................... 37

    2.2.1 Sisteme de testare HiL Hardware in the loop .............................. 40

    2.2.2 Sisteme de testare SiL Software in the loop ............................... 42

    2.2.3 Sisteme de testare MiL Model in the loop ................................... 43

    2.2.4 Sisteme de testare ICT In circuit test ......................................... 43

    2.3 Caracteristicile i proprietile ATS-urilor n industria automotive ....... 45

    2.4 Prile componente ale ATS-urilor ............................................................... 47

    2.5 Concluzii i contribuii personale .................................................................. 49

    Capitolul III. Structura hardware pentru sistemele de testare

    automat din industria automotive ................................................. 52

    3.1 Arhitectura hardware ...................................................................................... 53

    3.2 Prezentarea/specificaii ale prilor componente ...................................... 56

    3.2.1 Standul de testare ........................................................................................... 56

    3.2.2 Patul de cuie ..................................................................................................... 60

    3.2.3 Sursa de alimentare ........................................................................................ 70

    3.2.4 Echipamente de interfaare/routare ............................................................ 72

    3.2.5 Echipamente de msur ................................................................................. 77

    3.2.6 Echipamente de comunicaie ....................................................................... 83

    3.2.7 Echipamente de calcul ................................................................................... 86

    3.2.8 Echipamente de injectare a semnalelor ...................................................... 87

    3.3 Particulariti hardware ale ATS-ului ........................................................... 89

    3.4 Concluzii i contribuii personale .................................................................. 92

    Capitolul IV. Structura software: algoritmi, cazuri de testare,

    particulariti .................................................................................. 96

    4.1 Medii de programare folosite ........................................................................ 96

  • Cuprins 7

    4.2 Interfaa grafic ............................................................................................. 103

    4.3 Algoritmii programului operaional ............................................................ 106

    4.4 Drivere pentru echipamentele HW ............................................................. 114

    4.5 Cazuri de testare implementate ................................................................. 130

    4.6 Rezultate obinute ......................................................................................... 143

    4.7 Concluzii i contribuii personale ................................................................ 157

    Capitolul V. Concluzii ..................................................................... 161

    Capitolul VI. Contribuii personale ................................................ 165

    Bibliografie ................................................................................... 170

  • Abrevieri:

    ATS = Sistem de testare automat (automated testing system)

    CAN = Controller Area Network

    CAN_H = CAN High

    CAN_L = CAN Low

    CI = condiii iniiale

    DMM = multimetru digital (digital multimeter)

    DUT = dispozitiv supus testrii ( device under test)

    ECU = sistem de control electronic (electronic control unit)

    EPROM = Memorie cu posibilitate de scriere citire (erasable programable read only

    memory)

    FG = generator de semnale (function generator)

    FRT = teste de reacie la stimuli

    FT = teste funcionale

    HW = hardware

    ICT = testare n circuit (in circuit testing)

    ID = nume propriu atribuit pentru un semnal

    MEP = Message exchange protocol

    MP = memorie primar

    MS = memorie secundar

    OEM = productor original de echipament (original equipment manufacturer)

    OSC = osciloscop (oscilloscope)

    OVC = protecie la supracurent ( over current protection)

    OVP = protecie la supratensiune (over voltage protection)

    PCB = circuit imprimat (printed circuit board)

    PS = surs de alimentare (power supply)

    REQ = cerine (requirements)

    RF = frecvene nalte - radio frequency

    SW = software

    SCPI = Comenzi standard pentru Instrumente Programabile (Standard Commands

    for Programmable Instruments)

    TA = testare automat (autoamted testing)

    TC = caz de testare ( test case)

    TS = specificaii de testare (test specifications)

    uC = microcontroler

  • Lista de figuri:

    Figura 1.1 Dispozitive electronice componente ale unui autovehicul...................... 19

    Figura1.2 Funciile ndeplinite de sistemele de control electronic .......................... 19

    Figura1.3.a. Vedere habitaclu autoturism .......................................................... 20

    Figura1.3.b. Vizualizare tahometru ................................................................... 20

    Fig.1.4 ECU din industria automotive ................................................................ 21

    Figura1.5 Modelul V ( V-Cycle) dezvoltat de Hughes Aircraft................................ 22

    Figura 2.1 Sistem de testare automat de tip HiL ............................................... 41

    Figura2.2 Structur de testare de tip SiL ........................................................... 43

    Figura2.3 Structur de testare de tip ICT .......................................................... 44

    Figura2.4 Sistem de testare automat control de calculator................................. 48

    Figura3.1 Schema bloc a ATS-ului ................................................................... 54

    Figura3.2 Schema bloc pentru msurarea eficienei surselor de tensiune n

    comutaie ..................................................................................................... 55

    Figura3.3 Structur rack and stack. ................................................................. 57

    Figura 3.4 Sistem de testare de tip stack and rack ............................................. 59

    Figura3.5a Pat de cuie cu placa de multiplexoare integrat ................................. 60

    Figura3.5b Pat de cuie cu placa de repetoare pe emitor integrat ....................... 60

    Figura 3.6 Exemplu de hara a punctelor de testare, de sprijin i de testare .......... 62

    Figura 3.6a Schema electric a repetorului pe emitor din cadrul patului de cuie... .. 63

    Figura 3.6b Schema electric a conectorului de scriere a softwareului JTAG......... . 64

    Figura 3.6c Configuraia conectrii semnalelor la conectorul patului de cuie.......... 64

    Figura 3.6d Schema electric a unui multiplexor din modulul de multiplexoare

    integrat n patul de cuie ................................................................................. 65

    Figura 3.7 Pri componente ale probelor / sondelor de testare ........................... 65

    Figura3.8 Compresia unei sonde de testare.. ..................................................... 67

    Figura 3.9 Vrf ascuit.................................. .................................................. 67

    Figura 3.10 Vrf plat........................................... ........................................... 68

    Figura3.11 Vrf conic invers .............................................. ............................ 68

    Figura3.12 Vrf coroan................................................ ................................. 69

  • 10 Lista de figuri

    Figura3.13 Vrf bullet .................................................................................... 69

    Figura 3.14 Vrf stea .................................................... ................................ 70

    Figura 3.15 Vrf pentru paduri de trecere (via points) ............... ........................ 70

    Figura 3.16 Sursa de alimentare Agilent 3645A / Caracteristica tensiune-curent .. . 71

    Figura 3.17a Echipamente de interfaare folosite n dezvoltarea ATS-ului ...... ....... 73

    Figura 3.17b Echipamente de interfaare folosite n dezvoltarea ATS-ului .... ......... 73

    Figura 3.18a Agilent 34970A partea frontal ................................... .............. 74

    Figura 3.18b Agilent 34970A partea dorsal ........................................ .......... 74

    Figura 3.19a Agilent 34903A schema electric .... .......................................... 75

    Figura 3.19b Agilent 34903A unitatea fizic de multiplexare cu 20 de relee . ..... 76

    Figura 3.20a Implementarea CAD a unitii de multiplexare ................................ 76

    Figura 3.20b Mrirea interiorului unitii de routare a semnalelor ......................... 77

    Figura 3.21 Schema bloc a multimetrului digital Agilent 34410A .......... ............... 80

    Figura 3.22 Multimetrul Digital 34410A ............................................................. 81

    Figura 3.23 Transmisia datelor prin GPIB .......................................................... 85

    Figura 3.24 Principiu de funcionare CAN .......................................................... 86

    Figura 3.25 Instrumente generatoare/amplificatoare de semnal .... ...................... 88

    Figura 3.26 Plan de mas de tip stea ................................................................ 91

    Figura 4.1 Integrarea programului ECU-Test n industria automotive .................... 97

    Figura 4.2 Crearea cazurilor de testare n ECU-Test ............................................ 98

    Figura 4.3 Mod de execuie a cazurilor de testare cu ECU Test ............................ 99

    Figura 4.4 Mediu de programare LABView ...................................................... 100

    Figura 4.5 Structuri logice folosite n LABView ................................................ 101

    Figura 4.6 Interfaa grafic dezvoltat n LABView (GUI)................................... 104

    Figura 4.7 Fereastra Pop-up: Selecia cazurilor de testare ................................ 105

    Figura 4.8 Algoritmul programului operaional ................................................ 107

    Figura 4.9 Algoritm pentru execuia unui caz de testare .................................... 110

    Figura 4.10 Structur pentru cazurile FT ......................................................... 111

    Figura 4.11 Algoritm / Structur pentru cazurile de reacie la stimuli FRT............ 112

    Figura 4.12 Conexiune ECU Test cu fiierele de mapare ................................... 114

    Figura 4.13 Driver pentur DMM-ul Agilent 34410A............................................ 115

    Figura 4.14 Driverul pentru unitatea de routare ............................................... 116

  • Lista de figuri 11

    Figura 4.15a Comanda trimis de dezvoltator pentru configurarea FG-ului .......... 116

    Figura 4.15b Driverul care demultiplexeaz linia de comand a FG-ului .............. 117

    Figura 4.16 Atribuirea de ID pentru formele de und posibile a fi generate

    cu FG-ul ..................................................................................................... 117

    Figura 4.17a Comanda din panoul frontal pentru generarea semnalelor modulate cu

    generatorul de funcii .................................................................................. 118

    Figura 4.17b Implementarea n diagrama bloc a comenzilor SCPI pentru generarea

    semnalelor modulate cu generatorul de funcii ................................................. 118

    Figura4.18a Linia de comand trimis pentru configurarea osciloscopului LeCroy . 119

    Figura 4.18b Interpretarea liniei de comand n diagrama bloc pentru setarea

    osciloscopului Lecroy .................................................................................... 119

    Figura 4.19a Linia de comand trimis pentru configurarea bazei de timp a

    osciloscopului LeCroy ................................................................................... 120

    Figura 4.19b Interpretarea liniei de comand pentru configurarea bazei de timp a

    osiloscopului LeCroy ..................................................................................... 120

    Figura 4.20 a Linia de comand trimis pentru configurarea condiiilor de declanare

    n cazul osciloscopului LeCroy ........................................................................ 121

    Figura 4.20b Interpretarea linie de comand pentru configurarea condiiilor de

    declanare n cazul osciloscopului LeCroy ........................................................ 121

    Figura 4.21a Linia de comand trimis pentru apelarea panoului frontal al

    osciloscopului LeCroy ................................................................................... 122

    Figura 4.21b Interpretarea liniei de comand pentru apelarea panoului frontal al

    osciloscopului LeCroy ................................................................................... 122

    Figura 4.22 a Linia de comand pentru msurarea unui parametru electric al

    semnalelor prezente pe unul din cele 4 canale ale osciloscopului LeCroy ............. 123

    Figura 4.22 b Interpretarea liniei de comand pentru msurarea unui parametru

    electric al semnalelor prezente pe unul din cele 4 canale ale osciloscopului LeCroy 124

    Figura 4.23 Linii de comand ce trebuiesc trimise ctre osciloscop pentru citirea mai

    multor parametrii, pentru fiecare canal al osciloscopului ................................... 124

    Figura 4.24 a Linie de comand trimis pentru afiarea unui parametru cu ajutorul

    osciloscopului Tektronix DPO2000 .................................................................. 125

    Figura 4.24 b Interpretarea liniei de comand trimis pentru afiarea unui

    parametru cu ajutorul osciloscopului Tektronix DPO2000 .................................. 125

    Figura 4.25a Linia de comand ce trebuie trimis pentru efectuarea unei msurtori

    de ntrziere delay cu osciloscopul Tektronix................................................. 125

  • 12 Lista de figuri

    Figura 4.25b Interpretarea liniei de comand ce trebuie trimis pentru efectuarea

    unei msurtori de ntrziere delay cu osciloscopul Tektronix ......................... 126

    Figura 4.26 Construirea unei comenzi SCPI cu mediul de programare LABView

    pentru osciloscopul Tektronix DPO2000 .......................................................... 127

    Figura 4.27a Linie de comand pentru salvarea pozelor pe hard disk-ul local cu

    aplicaia de testare ...................................................................................... 128

    Figura 4.27b Interpretarea liniei de comand pentru salvarea pozelor pe hard disk-ul

    local cu aplicaia de testare ........................................................................... 128

    Figura 4.28a Linie de comand necesar pentru etichetarea canalelor osciloscopului

    Tektronix ................................................................................................... 128

    Figura4.28b Interpretarea liniei de comand necesar pentru etichetarea canalelor

    osciloscopului Tektronix ................................................................................ 129

    Figura 4.29 Structura Buck, prezentare forme de und ..................................... 132

    Figura 4.30 Algoritm pentru testarea eficienei unui convertor BUCK .................. 134

    Figura 4.31 Forma de und generat la intrarea ECU-ului pentru ntreruperi de

    scurt durat ale tensiunii de alimentare ........................................................ 136

    Figura 4.32 Form de und generat pentru testul profilului de start .................. 137

    Figura4.33 Conectarea echipamentelor la magistrala CAN ................................. 138

    Figura4.34 Strile dominante i recesive pentru magistrala CAN ........................ 139

    Figura 4.35 Topologia circuitelor CAN ............................................................. 142

    Figura 4.36 Msurarea ieirii sursei principale de 5V la tensiunea minim i

    maxim a tensiunii de alimentare .................................................................. 144

    Figura 4.37 Msurarea parametrilor semnalelor n cazul testului de ncrcare i

    descrcare treptat a bateriei ........................................................................ 144

    Figura 4.38 Msurarea imunitii ECU-ului la tensiuni nalte ............................ 145

    Figura 4.39 Validarea unitii de control electronice pentru tensiune de alimentare

    sub tensiunea minim admis ....................................................................... 145

    Figura 4.40 Validarea unitii de control electronice n cazul apariei unei

    ntreruperi scurte pe tensiunea de alimentare a ECU-ului .................................. 146

    Figura 4.41 Detecia pragurilor de protecie pentru tensiune sub limita admis . 146

    Figura 4.42 Funcionarea unitii de control electronice n cazul aplicrii unei

    tensiuni de alimentare peste limita admis overvoltage .................................. 147

    Figura 4.43 Verificarea funcionalitii ECU-ului atunci cand avem o tensiune de

    intrare perturbat ....................................................................................... 147

    Figura 4.44 Funcionarea ECU-ului n cazul aplicrii unei tensiuni de alimentare

    inverse reversed voltage ............................................................................ 148

  • Lista de figuri 13

    Figura 4.45 Testarea sursei BUCK de 5V pentru tensiune de intrare de 18V ...... 148

    Figura 4.46 Testarea sursei BUCK de 5V pentru tensiune de intrare de 24V ...... 149

    Figura 4.47 Testarea sursei BUCK de 5V pentru tensiune de intrare de 32V ..... 149

    Figura 4.48 Rspunsul ECU-ului la impulsuri de tipul profilului de start ............ 150

    Figura 4.49 Testarea sursei BUCK de 5V pentru tensiune de intrare de 24V ...... 150

    Figura 4.50 Msurarea nivelelor de tensiune pentru comunicaia CAN .............. 151

    Figura 4.51 Msurarea duratei unui bit pe magistrala CAN ................................ 151

    Figura 4.52 Msurarea tensiunii de mod comun pentru starea dominant a

    comunicaiei CAN ........................................................................................ 152

    Figura 4.53 Msurarea nivelelor de tensiune pentru starea recesiv a comunicaiei

    CAN ........................................................................................................... 152

    Figura 4.54 Msurarea nivelulului de tensiune Vdiff a comunicaiei CAN n starea

    dominant .................................................................................................. 153

    Figura 4.55 Msurarea nivelului de tensiune Vdiff pentru comunicaiei CAN n stare

    recesiv ...................................................................................................... 153

    Figura 4.56 Testarea automat cu ECU Test utiliznd structura veche de testare 156

    Figura 4.57 Testarea automat cu ECU Test utiliznd structura nou de testare 156

  • Lista de tabele:

    Tabelul 3.1 Liniile interfeei GPIB .................................................................. 84

    Tabelul 3.2 Nivelurile logice ale protocolului GPIB ............................................ 84

    Tabelul 4.1 Tensiuni de alimentare pentru sisteme automotive Vi=12V ............ 135

    Tabelul 4.2 Tensiuni de alimentare pentru sisteme automotive Vi = 24V .......... 135

    Tabelul 4.3 Tensiunile Vdrop care trebuie atinse pentru discontinuiti ale Vin .. 136

    Tabelul 4.4 Tensiuni ale formei de und pentru profilul de start ...................... 136

    Tabelul 4.5 Parametrii de tensiune ai magistralei n stare recisiv ................... 140

    Tabelul 4.6 Parametrii de tensiune ai magistralei n stare dominant ............... 140

    Tabelul 4.7 Parametrii minimi i maximi pentru tensiunile liniilor CAN_H&CAN_L 140

    Tabelul 4.8 Parametrii DC pentru starea recesiv pentru un nod al magistralei.. 141

    Tabelul 4.9 Parametrii DC pentru starea dominant a unui nod CAN ................ 141

    Tabelul 4.10 Msurtori efectuate cu DMM-ul .................................................. 154

  • INTRODUCERE

    Automotive reprezint domeniul tehnologic al dispozitivelor electronice utilizate n industria producatoare de maini. Sistemele de control electronic (ECU)

    din industria automotive fac parte din categoria dispozitivelor cu fiabilitate ridicat

    deoarece pe primul loc este sigurana pasagerilor i a mainii pe durata de

    funcionare. Astfel, fiecare ECU din industria automotive se supune unui proces

    riguros de testare standardizat dupa legislaia american, respectiv european.

    Fiecare companie productoare de dispozitive electronice destinate acestei industrii

    trebuie s ndeplineasc standardele la zi impuse industriei automotive. Totodat,

    timpul procesului de testare din industria automotive, se scurteaz. Numai in ultimii

    ani asistm la o injumtire a timpului de dezvoltare alocat pentru o componenta

    electronica, rezultnd o nevoie de mbuntire a sistemelor de testare.

    Aceast tez are ca obiect domeniul testrii la diferite nivele ale industriei

    automotive. Domeniul poate prea ngust la nceput, dar este deosebit de interesant

    si provocator pentru implementarea de noi soluii.

    Industria automotive este structurat pe mai multe nivele, descrise in

    paginile urmatoare. Astfel, fiecare nivel este reprezentat de o mulime de

    particulariti unde pot fi aduse mbuntiri. Autorul dorete ca aceast lucrare s

    prezinte imbuntirile aduse n acest domeniu pentru testarea ECU-urilor.

    Etapele dezvoltrii unei uniti de control electronice presupune urmtoarele

    etape: dezvoltarea (development phase), testare i verificare (test un validation) i

    integrare la diferite nivele (integration). Datorit globalizrii i adaptrii

    autovehiculelor la noile concepte de pia, etapele dezvoltrii unui ECU au un ciclu

    de dezvoltare curpins ntre 2 i 3 ani, comparativ cu anul 1990 cand ciclul de

    dezvoltare ajungea la 5 ani. Totodat pentru noile ECU-uri exist standarde si

    norme care trebuiesc indeplinite. Abaterea de la aceste standarde i norme impuse

    de consiliile europene pot face un produs neutilizabil n industria automotive. Practic

    atingerea unor norme din punct de vedere calitativ atrage sigurana in utilizare a

    autovehiculului. Dar pentru a putea pune in evidena comportamentul unui produs,

    din punct de vedere calitativ, procesul de testare si validare din cadrul

    producatorilor de componente si autovehicule trebuie sa fie structurat pe mai multe

    nivele, eficient i suficient de fiabil.

    Autorul dorete s pun n eviden importana testrii automate,

    caracteristicile procesului de testare / validare n domeniile electrice si electronice

    din industria automotive, ct i din domeniile conexe. O definiie a testrii ne exemplific faptul c un produs trebuie sa ndeplineasca un minimum de cerine, cerine care constituie punctul de plecare

    pentru dezvoltarea produsului. La aceste cerine, denumite n englez requirements,

    se aplic normele i standardele n vigoare eliberate ce consiliile europene sau

  • 16 Introducere

    americane. Autorul dorete s arate c pentru realizarea unui sistem de testare

    automat nu mai sunt suficiente numai cunotinele de electronic, acum sunt

    insoite i de cunotine ale mediilor de programare.

    Practic n ultimele decenii electronica pur a disparut, apariia

    microcontrollerelor i a microprocesoarelor (uP) rezultand n interconectarea celor

    doua domenii majore hardware i software. n esen, la nceputul anilor 70,

    majoritatea circuitelor electrice erau doar cu componente electronice pasive.

    Apariia primelor circuite CMOS, dezvoltarea microcontroller-elor (uC), apariia

    memoriei RAM i a uP-lor a fcut posibil comandarea dispozitivelor electronice cu

    ajutorul software-ului. Posibilitatea de comandare a circuitelor electrice i

    electronice a oferit o mobilitate mai mare i o uurin n proiectarea de circuite.

    Treptat s-au dezvoltat i limbaje de programare, n care se scriu linii de cod pentru

    comandarea acestor circuite. Acestea au reprezentat principalele invenii care au

    contribuit la progresul tehnologic la care asistm n zilele noastre.

    Dar odat cu acest progres tehnologic apare nevoia tot mai mare de testare.

    O problema major a dezvoltrii echipamentelor electronice o constituie timpul.

    Traim n secolul vitezei, ca n orice industrie, timpul alocat dezvoltrii de

    echipamente i componente electronice este tot mai comprimat. Produsele care

    conin circuite electronice devin tot mai complexe iar funcionalitatea lor se testeaz

    tot mai dificil. Acest progres tehnologic asimilieaza noi tehnologii: de realizare, de

    construire i de verificare a echipamentelor electronice. Testarea echipamentelor i

    componentelor electronice trebuie s in pasul cu progresul tehnologic, astfel noi

    tehnici de testare/verificare trebuiesc dezvoltate, trebuiesc adaptate cerintelor

    actuale i adoptate n timpul mersului. Pentru dezvoltarea unui produs este nevoie

    de faza testare att n etapa de dezvoltare ct i n etapa de producie.

    Aceste caracteristici prezentate, tendinele de optimizare din acest domeniu

    precum i opinia autorului referitoare le varietatea de tehnici i soluii n precesul de

    inglobare a noilor tehnologii n procesul de testare / validare reprezint principala

    linie de ghidare pentru aceast tez.

    Autorul a participat la elaborarea documentaiei de testare pentru mai multe

    proiecte din domeniul automotive fiind implicat n toate fazele procesului de testare,

    precum i n fazele de dezvoltare a produsului. De asemenea s-a participat la

    realizarea sistemului de testare automat, la analiza sistemelor, la proiectarea

    interfeelor, la implementarea algoritmilor software fiind conectat n permanen cu

    comunitatea tiinific din domeniu. Sistemul creat se dorete a fi reutilizabil pentru

    o gama cat mai larga de ECU-uri cu eforturi minime de adaptare pentru diferite

    proiecte.

    Teza a fost alcatuit pe scheletul a cinci capitole care evideniaz punctele

    forte ale sistemelor de testare din automotive:

    Capitolul I. Stadiul actual n testarea automat n industria automotive

    trece n revist domeniul i componentele sale importante, metode de

    testare, nivelele de testare din domeniul automotive precum si punctul de

    vedere al autorului cu privire la aceste sisteme;

  • Introducere 17

    Capitolul II. Conceptul sistemului de testare automat pentru industria

    automotive definete procesul de testare din faza de descriere a cazurilor

    de testare pn la execuia propriu-zis. Autorul prezint elementele care

    asigura reutilizarea sistemului n cadrul altor proiecte;

    Capitolul III. Structura hardware pentru sistemele de testare automat

    din industria automotive. Se prezint tipurile de echipamente folosite

    pentru realizarea sistemului, arhitectura acestora, instrumentele frecvent

    utilizate si punctul de vedere al autorului n privina echipamentelor;

    Capitolul IV. Structura software: algoritmi, cazuri de testare,

    particularitati se prezint arhitectura programului operaional de comand

    a sistemului de testare automat, algoritmul de selecie i executare a

    cazurilor de testare , contribuiile autorului referitor la particularitile

    programului pentru a-i conferi portabilitatea necesar unui sistem de

    testare din acest industrie. Tot n cadrul acestui capitol sunt prezentate

    mediul de programare, driverele construite de autor precum i cazuri de

    testare realizate n cadrul proiectului avand ca urmare rezultatele obinute

    de autor cu acest sistem de testare automat i prezentate in cadrul

    capitolului;

    Capitolul V Concluzii se prezinta principalele concluzii ale autorului cu

    privire la sistemul de testare automat, posibiliti de muntire a

    sistemului din perspectiva autorului;

  • Capitolul I. Stadiul actual al testrii n industria

    automotive

    n acest capitol autorul prezint n form succint cteva elemente definitorii pentru activitatea de testare/validare a unor dispozitive electronice complexe.

    Asistarea oferului n diferite situaii ajutnd la evitarea unor accidente n momentul

    conducerii autovehiculului reprezint o ncununare a electronicii aplicate n domeniul

    automotive. n decursul a doua decenii electronica a preluat execuia mecanica i a

    transformat-o n execuie comandat de sisteme electronice. Funcii simple precum

    deschiderea ferestrei, semnalizare la schimbarea benzii de mers, funcii de comfort

    pentru pasageri i oferi dar mai ales funciile de siguran sunt preluate de sisteme

    de comand electronice. Ca urmare a complexitii acestor sisteme electronice

    precum i a funciilor ndeplinite, rezult ca fiind necesar asigurarea fiabilitii

    maxime pentru aceste dispozitive (ECU = electronic control unit).

    Automotive este sectorul care cuprinde dezvoltarea dispozitivelor electronice

    construite pentru diferite autovehicule: autoturisme, autoutilitare, microbuze,

    autobuze precum i maini dedicate unor operaiuni speciale, precum serviciul de

    ambulan. n funcie de particularitile diferitelor autovehicule se vor crea noi

    ECU-uri de complexitate diferit adaptate acestor cerine.

    Testarea funcional a acestor dispozitive decide utilizarea lor n autoturism,

    fiind validate dup standardele in vigoare. Parte dintre dispozitive indeplinesc funcii

    de siguran n cadrul autovehiculului rezultnd necesar testare funcional pe mai

    multe nivele care vor fi prezentate n acest capitol.

    Testarea se realizeaz cu ajutorul unor standuri de testare care vor forma

    un sistem de testare automat. Pentru realizarea unui stand de testare automat

    este necesar un program, rulat pe un calculator destinat operaiilor zilnice, cu

    ajutorul caruia va fi comandat standul de testare. Standul de testare va conine

    aparatura necesar pentru generarea de semnale electrice, aparatura de simulare i

    masur.

    n mod uzual programele de testare sunt construite pe baza unor algoritmi

    implementai n medii de programare specializate. Necesar pentru aceste programe

    este s permit comanda de la distan a standului de testare iar implementarea

    cazurilor de testare s fie realizat ntr-un mod ct mai simplu. Execuia acestor

    cazuri de testare se face realizeaz printr-o aplicaie de tip test executive.

    Concluziile la acest capitol sublinieaz, dup opinia autorului, dezvoltarea

    accelerat din acest domeniu precum i nevoia muntirii procesului de testare din

    cadrul industriei automotive, pentru realizarea testrii/validrii automate a ECU-

    urilor.

  • 1.1 Automotive. Tipuri de dispositive electronice 19

    1.1 Automotive. Tipuri de dispozitive electronice

    Dispozitivele electronice folosite n construcia autovehiculelor realizeaz

    funcii de siguran pasiv i activ, funcii de comfort precum i funcii de control.

    La nceputurile industriei automotive comunicaia ntre doua dispozitive electronice

    se realiza pe protocolul de comunicaie LIN (Local Interconect Network). Dezvoltarea

    ulterioar din domeniul a facut ca sa fie adoptate rnd pe rnd i urmatoarele

    standarde: n proporie ridicat protocolul de comunicaie CAN (Controlled Area

    Network), Ethernet, MOST (Media Oriented System Transport) folosit doar pentru

    aplicaii de infotainment, FlexRay reprezentnd viitorul datorit vitezei de

    comunicare ridicate.

    Figura1.1 Dispozitive electronice componente ale unui autovehicul[193]

    Figura1.2 Funciile ndeplinite de sistemele de control electronic[17]

  • 20 Cap I. Stadiul actual al testrii n industria automotive

    n figura 1.2 se pot observa varietatea de funcii ndeplinite de sistemele electronice de control componente ale unui autovehicul de generaie actual. Autorul

    a reprezentat doar funciile principale, existnd posibilitatea ca anumite funcii sa fie

    omise.

    n figura 1.3 a. i b. autorul dorete s pun n eviden dispozitivele din

    habitaclu componente ale autovehiculului.

    Figura1.3.a. Vedere habitaclu autoturism [17]

    Figura1.3.b. Vizualizare tahometru [17]

  • 1.2 Modelul de testare adoptat n industria automotive 21

    Dup cum se poate observa in figurile anterioare componena dispozitivelor electronice din componena unui autoturism depaesc astazi 80%. Afiajele sunt

    realizate cu ajutorul unor ecrane de tip LCD precum i funcia de navigare. Autorul

    dorete s sublinieze faptul ca majoritatea funciilor din main au n componen

    un dispozitiv electronic care trebuie testat/validat.

    Figura1.4 ECU din industria automotive [205]

    n figura 1.4 este prezentat un dispozitiv electronic de control (ECU) din cadrul industriei automotive. Dupa cum se poate observa acest dispozitiv este

    constituit din carcasa metalic (dur aluminiu), conectori i placa electronic (printed

    circuit board). Incapsularea ECU-urilor este importanta deoarece acestea sunt

    supuse unor teste de umiditate i ocuri mecanice. Principalii producatori de

    echipamente electronice din cadrul industriei automotive sunt: BOSCH, Continental

    AG, Autolive, Yazaki, Hella, Magnetti Marelli, Delphi.

    1.2 Modelul de testare adoptat n industria automotive

    n anii 80 complexitatea mare a echipamentelor electronice n industria avionic, i care este ntr-o continu cretere aduce n prim plan pentru prima dat

    necesitatea unui model de testare. Pn n acel moment majoritatea

  • 22 Cap I. Stadiul actual al testrii n industria automotive

    testrilor/verificrilor din domeniul electronicii se efectuau manual fr o strategie

    prestabilit. n anul 1982 pentru prima dat apare strategia de testare numit

    modelul V (V-cycle) ,figura 1.5, adoptat de compania Hughes Aircraft. Practic acest

    model de testare a fost creat pentru a pune n evidena lacunele software din

    dezvoltarea unui produs, din perspectiva testrii i integrrii[23][44][64].

    Figura1.5 Modelul V ( V-Cycle) dezvoltat de Hughes Aircraft [23]

    n acest V-cycle se poate observa c sunt cuprinse atat faze din dezvoltarea produsului, ct i nivelele la care se face testarea produsului. Practic, punctele de

    referin a acestui model sunt abordarea din punct de vedere al proiectului,

    ncercarea de delimitare a fiecarei etape precum i nivelul de interpretare pentru

    diferite etape din viaa proiectului.

    Acest model este folosit n continuare pn n anul 1991 doar n proiecte ce

    cuprind dezvoltarea de sisteme de satelii. Dupa anul 1991, majoritatea companiilor

    cu profil de testare adopt o astfel de tehnologie de testare , dup modelul V-cycle.

    n paralel cu modelul american este dezvoltat un model asemanator n Germania,

    pentru Ministerul Federal de Aprare. n anul 1992, un astfel de model devine public

    i este folosit la scal larg de companiile de profil.

    Majoritatea punctelor sunt comune pentru cele dou V-cycle-uri, n zilele de

    astzi modelul fiind implementat n cadrul companiilor cu profil electronic care au n

    cadrul lor i departamente de testare i verificare.

  • 1.2 Modelul de testare adoptat n industria automotive 23

    O sumarizare a punctelor importante din strategia V este prezentat de

    ctre autor n cele ce urmeaza:

    Cerine la nivel de sistem;

    Cerine la nivel de componenta;

    Cerine de proiectare;

    Verificare/Testare hardware nivel de baza;

    Verificare/Testare software nivel de baza;

    Integrare la nivel de component nivel de component;

    Verificare/Testare la nivel de component nivel de component;

    Verificare/Testare la nivel de subsistem nivel de subsistem;

    Verificare/Testare la nivel de sistem nivel de sistem.

    Practic dup acest model, procesul de verificare/testare dorete s confirme

    c ceea ce a rezultat ca produs finit, cu proporietti fizice i msurabile, satisface

    cerinele de sistem pentru respectivul produs. Practic verificarea bazata pe modelul

    V dorete s confirme o ndeplinire a cerinelor de la fiecare nivel, pornind de la

    nivelul de baza pana la nivelul de sistem. Dezvoltarea produselor se face pe etape,

    astfel ca pentru a realiza un produs finit sunt etape intermediare de integrare a

    diferitelor componente n ansamble mai mari. Practic n industria automotive

    activitatea de testare este complex i implic mai multe tipuri de activiti:

    Analiza folosirea modelelor matematice i analitice pentru a prezice

    comportamentul produsului bazat pe modele matematice sau pe date

    primite de la nivelul de component aparinnd sistemului. Analiza

    presupune atat activitti de modelare ct i activiti de simulare;

    Inspecia cel mai intalnit tip de inspecii n industria electronic este

    inspecia vizual de la cel mai mic nivel la cel mai inalt. E.g. n producie

    este important inspecia vizual pentru verificarea amplasrii

    componentelor, la nivel de hardware inspecia este doar pentru a fi

    observat integritatea dispozitivului, la nivel de subsistem se dorete

    inspecie pentru integritatea subsistemului iar la nivel de sistem de cele

    mai multe ori este pentru a vedea forma finit a produsului.

    Demostraia pentru a vizualiza dac sistemul respect toate cerinele

    care au stat la baza dezvoltrii proiectului. n timpul demonstraiilor se

    creaz o prim impresie despre maturitatea produsului.

    Testarea efectiv aici se adun date care sa ateste funcionarea n

    parametrii impui de cerine. Dac n timpul demonstraiilor nu au putut fi

    catalogate rezultatele sistemului, n aceast etap se poate determina

    starea de maturitate a proiectului.

    Pentru a ajunge la un produs finit fiecare produs cunoaste mai multe cicluri

    de via, n termenii din industrie numite bucle de cercetare i dezvoltare. Natural,

    aceste bucle exist i n cadrul testrii. Modelul de testare a cunoscut o dezvoltare

    exponential, cerinele fiind de cele mai multe ori imprite pn la nivelul de baza,

    astfel strategia de testare de tip V este folosit acum pentru fiecare nivel. Testarea

    la fiecare nivel, se supune modelului V prezentat anterior, existnd pentru fiecare

    bucla de testare un nou ciclu V.

  • 24 Cap I. Stadiul actual al testrii n industria automotive

    n rndurile urmatoare se dorete exemplificarea metodelor de testare la

    nivel hardware, la nivel software, nivel de componenta, la nivel de subsistem si la

    nivel de sistem.

    1.3 Nivele de testare ale sistemelor de control

    electronic in industria automotive

    n cele ce urmeaz autorul acestei teze dorete s prezinte principalele

    caracteristici ale nivelelor de testare existente n industria automotive.

    1.3.1 Nivel de component hardware

    Acest nivel de testare presupune testarea componentei electronice din punct

    de vedere al parametrilor electrici. La acest nivel sunt testate: amplasarea corect a

    componentelor pe poziia corespunztoare, modulele principale n funcionarea ECU-

    ului existente pe PCB. Pentru testare este nevoie de o surs de tensiune (PS),

    osciloscop (OSC) sau multimetru digital (DMM). La acest nivel rezultatele testrii se

    compar cu valorile nominale ale parametrilor electrici. n cadrul acestui nivel pentru

    primele sample-uri (A0 prima bucla de testare) se adopta tipul de testare manual

    deoarece nc nu sunt cunoscute toate detaliile proiectului. n paralel se poate

    ncepe dezvoltarea ATS-ului. n cadrul acestui nivel sunt descoperite primele greeli

    majore din cadrul proiectului cum ar fi: nefuncionarea n paramaterii a surselor de

    tensiune, routarea greita a unor trasee, poziionarea incorect a unor componente.

    1.3.2 Nivel de component software

    n mod tradiional dezvoltarea software se efectueaz cu o intarziere mic fa de nivelul componentei hardware sau chiar n paralel cu aceasta. Partea de

    testare la nivel de component software se efectueaz atunci cand partea hardware

    este suficient de matur pentru ca partea software sa fie scris n ECU. Se folosesc

    metode de testare prezentate de autor n randurile urmtoare. Se identific

    principalele greeli la nivel de algoritm, daca exist probleme de configurare a ECU-

    ului.

    1.3.3 Nivel de component integrat

    Pentru prima dat la acest nivel mai multe pari componente sunt intgrate i

    pregatite pentru o testare funcional. n aceast etap ECU-ul se afl n stare

    matur att din punct de vedere hardware ct i din punct de vedere software.

    Acum se verific pentru prima dat ECU-ul din punct de vedere funcional dar

  • 1.3 Nivele de testare ale sistemelor de control electronic n industria automotive 25

    mpotriva specificaiilor de proiectare oferite de producatorul original (ex: BMW).

    Trebuiesc ndeplinite cerine legate de timp, consum de putere, tensiuni de

    alimentare, posibiliti de diagnoz, management al erorilor, compatibilitate

    electromagnetic, comportamentul ECU-ului la condiii de mediu, la vibraii respectiv

    la ocuri mecanice.

    1.3.4 Nivel de subsistem

    n aceast etap producatorul ECU-ului livreaz productorului original un

    produs complet testat dupa primele nivele adoptate de industria automotive. Acum

    este rndul productorului automotive (ex: BMW) s observe comportamentul ECU-

    ului n subsistemul din care face parte (ex: infotainment).Sistemul de infotainment

    este reprezentat de unittile de control electronice ce vin in ajutorul ghidrii

    conductorului auto, e.g. sistemul de navigaie impreun cu sistemul de sonorizare

    al autoturismului. n cadrul acestui nivel se poate vedea maturitatea produsului,

    deoarece funcionarea ECU-ului se efectueaz ntr-un mediu de testare n care

    ceilalti senzori sunt prezeni sau simulai. Nivelul de dezvoltare al tuturor

    componentelor este aproape de cel n care vor fi montate n autovehicul. Din cadrul

    testelor efectuate n aceast etap autorul dorete s evidenieze testele funcionale

    FT i testele de reacie la diferii stimuli FRT. Remedierea unei defeciuni n aceast

    etap va crete costurile de dezvoltare ntr-un mod exponenial dac greeala

    descoperit este hardware. Pentru greelile de tip software exist posibiliti de

    remediere cu costuri sczute.

    1.3.5 Nivel de sistem

    n cadrul acestei etape, ECU-ul va fi testat n mediul real de funcionare

    alaturi de celelalte componente constitutive ale sistemului. Acum se realizeaz

    integrarea autoturismului i se dorete testarea din punct de vedere funcional. n

    aceast etap greelile de proiectare din cadrul celorlalte nivele va conduce la

    creterea costurilor de producie ct i a celor de dezvoltare. Testarea sistemlui se

    efectueaz n condiii de mediu reale, autoturismul fiind la nivel de prototip avnd

    posibilitatea de a circula pe strada.

    1.4 Tipuri de testare

    Autorul acestei teze dorete s pun n eviden cele dou tipuri de testare

    prezente n industria automotive: automat i manual. n urm cu dou decenii

    testarea manual era predominant n industria automotive, raportul inversandu-se

    n ultimii ani datorit dezvoltrii tehnologice dar i datorit reducerii timpilor de

    dezvoltare a unui produs din aceast industrie. n urmtoarele paragrafe autorul

    dorete s prezinte principalele caracteristici ale acestor dou tipuri de

    testare[153][192][194].

  • 26 Cap I. Stadiul actual al testrii n industria automotive

    1.4.1 Testarea manual

    n industria automotive un produs trebuie s parcurg anumite stadii de dezvoltare n funcie de complexitatea produsului. Astfel n cazul testrii unui produs

    n fazele incipiente prototip este preferat testarea manual. n aceast faz

    cerinele produsului mai pot fi modificate iar testarea ntregului produs nu este

    posibil, datorit posibilelor greeli aparute n proiectare. n concluzie pentru

    evaluarea rapid a stadiului n care se afl produsul este aleas metoda de testare

    manual. n urmtoarele rnduri autorul dorete s pun n eviden principalele

    avantaje ale testrii manuale.

    Avantaje: Validare rapid a unor circuite, posibiltatea ca toate circuitele s fie

    complet funcionale este redus;

    Posibilitatea de manipulare ridicata, operatorul poate efectua msurarea

    parametrilor electrici ale ECU-urilor n diferite condiii i medii;

    Posibilitatea de intervenire n circuit, operatorul poate modifica cu uurin

    componente ale circuitului electric, de exemplu acesta poate taia trasee

    ntre circuite iar modificarea traseelor se poate efectua cu fire de cupru;

    Posibilitatea de a efectua mai multe teste ad-hoc;

    Costuri pe termen scurt reduse, costurile fiind reprezentate doar din orele

    petrecute de inginerul de testare pentru testarea produsului i utilizarea

    unor echipamente minimale

    Operatorul uman poate gasi mai multe defecte, paleta de teste posibile de

    efectuat fiind mai ridicat in faza incipent a produsului;

    Inspectie vizual la costuri reduse pentru o singura bucla de testare

    prototip;

    Dezavantaje:

    Consumatoare de timp, prin adoptarea ca fiind principala metod de

    testare din cadrul proiectului;

    Pentru fiecare bucla de testare rularea aceluiasi test, pe un numar mare

    de sample-uri (mostre) poate deveni monoton iar ca durata de testare, n

    mod sigur va fi mai lung n comparaie cu testarea automat;

    Posibilitatea aparitiei unor erori in procesul de masurare datorita

    operatorului uman, erori de tip: grosolan sau erori de manipulare;

  • 1.4 Tipuri de testare 27

    1.4.2 Testarea automat

    Testarea automat datorit faptului c n procesele moderne de testare timpul alocat testrii este n cele mai multe instane limitat, a aprut nevoia de

    dezvoltare a unor produse de testare automate. Astfel crescnd interesul , din

    partea producatorilor i a dezvoltatorilor de echipamente, pentru diverse sisteme de

    testare automate au aprut i primele produse pentru testare automat dedicate.

    Firmele producatoare de echipamente electronice i de sisteme de testare pun la

    dispoziia clienilor o gam larg de variante. Problema major este reprezentat de

    faptul ca aceste variante trebuiesc adaptate cerinelor clientului, iar clientul are

    posibilitatea s dezvolte pe aceast platform un unic produs supus testrii. Din

    firmele producatoare a sistemelor de testare automat putem aminti: ETAS, dSpace,

    National Instruments cu produsul LABView precum i alte produse, Agilent,

    Terradyne.

    Avantaje:

    In cazul proceselor cu mai multe bucle de testare bazat pe modelul V

    este rentabil investiia ntr-un sistem de testare automat;

    Eliminarea posibilitii de introducere a unor erori de tip grosolan,

    aleatoare sau de manipulare;

    Posibilitatea de atasare a unei camere video pentru inspectie vizuala

    pentru productia de serie;

    Efectueaza teste de compatibilitate pentru mai multe configuratii cu

    modificri minore efectuate asupra sistemului;

    Timpii de testare pentru mai multe sample-uri sunt optimizai la maxim;

    Permite efectuarea unor teste de regresie ntr-un timp relativ scurt;

    Costuri pe termen lung reduse, costurile fiind foarte ridicate n faza

    incipient;

    Repetabilitate crescuta pentru acelasi caz de testare, n aceleai condiii;

    Posibilitatea de generare automat a raporturilor de testare;

    Posibilitatea de reutilizare a unor parti componente din sistem,

    echipamente de masura, surse de tensiuni, amplificate, generatoare de

    semnal, sisteme de comunicaie;

    Posibilitate de folosire a metodei de testare boundry scan cu vizualizare

    imediat;

    Adaptibilitate rapid pentru mai multe produse cu adaptri mici ale

    sistemului;

    Timp de lucru eficientizat 24/7, n cadrul sistemelor de testare automat

    cazurile de testare pot fi efectuate fr supervizarea operatorului uman;

  • 28 Cap I. Stadiul actual al testrii n industria automotive

    Dezavantaje:

    Aparitia de erori sistematice;

    Limitari legate de performantele echipamentelor si a tool-urilor folosite;

    Nu are gandire proprie, interpretarea rezultatelor se face pe baza unor

    algoritmi implementai n soft-ul operaional;

    Costuri ridicate pe termen scurt, investiie mare n faza incipient a

    sistemului de testare automat pentru prima bucl de testare a

    produsului;

    Dezvoltarea lent, experiena operatorului/inginerului aducnd un aport

    important n dezvoltarea ATS-ului;

    Flexibilitate scazuta la transport, manipulare, prindere;

    Nu se pot automatiza toate cazurile de testare;

    Pentru o testare complet a unui produs electronic n industria automotive este

    necesar o interploare a celor doua metode de testare. n contextul cerinelor

    actuale i a timpilor dedicai testrii/validrii produsului este preferat metoda de

    testare automat n proprotie de 70%.

    1.5 Metode, tehnici i strategii de testare

    Dup nivelul dorit pentru testarea unui ECU exist mai multe moduri de

    testare. Decizia de a adopta un mod de testare sau altul depinde managementului

    proiectului iar aceasta va fi comunicat inginerului de test. Binenteles iniginerul de

    test este implicat n adoptarea aceste decizii deoarece va putea aduce argumente

    pro i contra n funcie de necesitile produsului[25][26][27][176][190][191].

    1.5.1 Testare Automata n circuit ICT

    Testarea n circuit este metoda de testare standard pentru producatorii de

    echipamente electronice. Prin aceast metod de testare producatorul de

    echipamente electronice poate stabili calitatea unui produs. Pentru o serie mare de

    plci electronice PCB-uri testarea n circuit se poate efectua pe eantioane, analiza

    unui lot fcndu-se pe baza statisticii. Metoda aceasta de testare permite testarea

    fiecarei componente electronice montata deja pe placa. Informaia de defect se

    poate realiza la nivel de pin de componenta pentru o remediere uoar a defectului.

    Recomandat pentru majoritatea producatorilor, de obicei se implementeaz,

    este ca produsul sa fie testat ICT. Pe lang posibilitatea de testare n cazul acestei

    metode de testare se poate introduce posibilitatea de scriere a software-ului necesar

    funcionrii echipamentului electronic. Aceast modalitatea de testare a fost

    adoptat i de ctre centrele de development unde numarul produselor de testare

    este sensibil mai scazut. Principalul avantaj este reprezentat de gradul ridicat de

    reutilizare, pentru fiecare produs fiind necesar doar un singur pat de cuie.

  • 1.5 Metode, tehnici i strategii de testare 29

    Avantaje:

    Posibilitate de testare a unui mare de PCB-uri, numrul depinde de fiecare

    producator n parte;

    Testarea foarte rapida, avnd acces la nodurile circuitului electronic;

    Indicarea defectului ntr-un timp rapid, pe baza algoritmului;

    Timp de functionare 24/7;

    Elimin erorile datorate operatorului uman: grosolane i aleatoare;

    Costuri reduse pentru perioade lungi de testare;

    Posibilitate de reutilizare n cadrul mai multor proiecte.

    Dezavantaje:

    Datorit faptului ca accesul la nodurile electronice se face cu ajutorul

    sondelor de testare, patul de cuie trebuie schimbat atunci cnd accesul la

    un nod de testare (pad) este modificat, un nou sampel/model/produs;

    Limitarea performanelor la nivelul echipamentelor componente;

    Cost iniial ridicat;

    Experiena operatorului / dezvoltatorului un criteriu important.

    1.5.2 Testare funcional

    Prin aceast metod se dorete testarea funcional a produsului pentru a fi

    observat gradul de dezvoltare a acestuia, dac cerinele OEM-ului sunt ndeplinite.

    n funcie de nivelul la care se efectueaz testarea funcional cerinele de la produs

    sunt diferite. Acest tip de testare se efectueaz ntr-o anumit ordine a funciilor.

    Teoretic acest tip de testare funcional reprezint procesul de verificare a unui ECU

    pentru a fi observat capabilitatea de execuie a funciilor pentru care dispozitivul a

    fost creat. Testarea funcional se efectueaz printr-o nlnuire de experimente

    succesive n care funciile unitii sunt verificate. Pentru testarea funcional sunt

    folosite strategiile de testare expuse de autor la punctul 1.5.6.

    Avantaje:

    Defectele identificate pot fi izolate usor;

    n cadrul testelor de regresie aceste defecte pot fi retestate uor;

    Ofer o trasabilitate ridicat, deoarece cerinele vor fi ntotdeauna legate

    de funcionalitate.

    Dezavantaje:

    Testarea funcional depinde foarte mult de claritatea cerinelor;

    n cadrul unor funcii complexe testarea se cere a fi amnunit existnd posibilitatea ca testarea automat s nu fie posibil.

  • 30 Cap I. Stadiul actual al testrii n industria automotive

    1.5.3 Testare non-funcional

    Acest tip de testare nu va testa din funcionalitile ECU-ului dar va testa c

    produsul ndeplinete cerinele non-funcionale ale OEM-ului. Aceste cerine non-

    funcionale ale ECU-ului vor reprezenta constrngerile pentru dezvoltarea

    produsului. n cele mai multe cazuri dac aceste cerine nu sunt ndeplinite produsul

    este neutilizabil. Dintre aceste cerine autorul dorete s ofere cteva exemple

    pentru o mai bun nelegere: parametrii de intrare, parametrii de ieire, timpii de

    raspuns, fiabilitate, portabilitate, etc.

    Avantaje:

    mpreun cu testarea funcional pot fi oferite date foarte precise despre

    produs;

    OEM-ul poate impune cerinele dorite pentru integrarea ECU-ului;

    Dezavantaje :

    Nerespectarea cerinelor face ca produsul s fie neutilizabil;

    1.5.4 Testare de tip rspuns la stimuli

    Aceast metod de testare se folosete n industria automotive pentru

    observarea comportamentului ECU-ului n anumite condiii de stres pentru acesta.

    n felul acesta sunt evitatea producerea unor evenimente nedorite n funcionarea

    autoturismului. Aceast metod este folosit cu precdere n toate nivelele

    modelului V, avnd un rol important n integrarea ECU-ului n arhitectura

    autovehiculului.

    Autorul dorete s pun n eviden cele mai folosite metode de testare de

    tip rspuns la stimuli:

    Rspunsul ECU-ului la scurt-circuit cu planul de mas. Aceast situaie se

    poate ntalni cu precdere din cauza unor fire dezizolate, a unor contacte

    imperfecte sau a unor factori externi ce au produs scurt circuitul;

    Rspunsul ECU-ului la scurt-ciurcuit cu planul de alimentare. Aceast

    situaie poate fi ntalnit la conectarea greit a unui conector sau a unei

    alte surse de tensiune suplimentare;

    Rspunsul ECU-ului la scurt-circuitarea comunicaiei, n special a liniei de

    CAN;

    Rspunsul ECU-ului la tensiuni de alimentare mai mare (overvoltage);

    Rspunsul ECU-ului la tensiuni de alimentare mai mici (undervoltage);

    Rspunsul ECU-ului la semnale perturbatoare pe liniile de alimentare;

    Autorul dorete s sublinieze faptul c aceast testare de tip rspuns la

    stimului nu face parte din testarea compatibilitii electromagnetice. Testarea

    compatibilitii electromagnetice se efectueaz n laboratoare acreditate, special

  • 1.5 Metode, tehnici i strategii de testare 31

    construite pentru executarea unor asemenea teste dup nite standarde

    internaionale definite de consiliile europene/americane.

    Acest tip de testare servete pentru dezvoltarea diagnozei, urmnd ca la

    final autovehiculul s ofere posibilitatea atelierelor specializate s constate defectele

    ntr-un mod rapid i cat mai exact posibil. Componenta defect va fi evideniat, iar

    standardele automotive nu ofer alt posibilitate dect schimbarea cu o component

    nou.

    Avantaje:

    Efectuat la toate nivelele ajut la constituirea diagnozei;

    Evit posibilitatea apariiei unor situaii neplacute n comportamentul ECU-

    ului sau a autovehiculului;

    Cerine concrete legate de comportamentul ECU-ului.

    Dezavantaje :

    Mrete perioada alocat pentru testare;

    Exist posibilitatea ca unele teste s nu poat fi automatizate.

    1.5.5 Testare de tip regresie

    Acest tip de testare este unul dintre cele mai folosite n industria

    automotive. Autorul dorete s sublinieze faptul ca una dintre cele mai eficiente

    metode de testare din industria automotive este cea de tip regresie deoarece

    permite o urmrire a istoriei unei componente automotive. Astfel, fiecare ECU atunci

    cnd va trece ntr-o nou bucl de testare va avea parte de o prim testare, numit

    testare de regresie. n aceast tez autorul va prezenta un caz de testare de tip

    regresie implementat cu succes la nivel de component hardware. La nivelele

    superioare majoritatea testelor fac parte din aceast categorie, deoarece funciile

    noi sunt dezvoltate n timp si integrate ntr-un ciclu de via de 3 ani. Autorul ofer

    urmtoarele exemple pentru o mai bun nelegere: cutia automat integrat n

    autovehicule de OEM acioneaz poziia parcare n momentul n care se ndeplinesc

    condiiile: este apsat butonul P (parcare), viteza este mai mic decat 2 km/h.

    Datorit introducerii noilor tipuri de cheie de tip key-less (fr cheie) o condiie

    suplimentar devine atunci cnd cheia se afl la o distan mai mic de 1.5 m de

    antena receptoare. n cazul n care cheia nu este prezent la mai puin de 1.5 m,

    autovehiculul nu poate porni.

    n cazul nivelului de componente hardware la modificarea unui condensator

    de ieire din cadrul unei surse de alimentare de tip SMPS sau a altei componente se

    efectueaz teste de regresie care s evidenieze: tensiunea de ieire, forma tensiunii

    de ieire, eficiena sursei, frecvena de operare, pulse width.

  • 32 Cap I. Stadiul actual al testrii n industria automotive

    n cadrul nivelelor de componente software o importan major o constituie

    testele de regresie asupra funciilor ndeplinite. Schimbarea unei componente

    hardware, de tip EPROM sau uC pot avea un impact important asupra funciei SW.

    Avantaje:

    Creaz o istorie a comportamentului unui modul, ECU sau autovehicul;

    Poate identifica unele defecte n faz incipient fiind uor de identificat ca

    modul sau component;

    Costuri reduse privind testarea, nu implic dezvoltarea de noi cazuri de

    testare;

    Eficien ridicat dup prima bucl de testare a prototipului att n gsirea

    defectelor ct i n execuia testelor.

    Dezavantaje :

    Trebuie efectuat atunci cand situaia o impune, de exemplu schimbare

    orict de minor;

    n cazul descoperirii unor defecte modul se retesteaz n ntregime fiind

    nevoie de investigaii suplimentare.

    1.5.6 Strategii de testare

    Aceste strategii de testare sunt folosite cu precdere la nivel de component

    software dar pot fi extinse i la celelalte nivele precum subsistem sau sistem.

    Testare de tip cutie neagr(Black-box testing)

    Strategia de testare de tip black-box testing este asemantoare metodei de

    testare funcionale cu precizarea c specificaiile de testare trebuie s fie realizate n

    strans legatur cu cele non-funcionale. Prin aceast strategie nu se ine cont de

    componena unei componente/sistem. Black-box testing presupune observarea unui

    rezultat la ieire prin aplicarea unor anumii stimuli la intrare. Autorul subliniaz

    importana acestei strategii de testare deoarece este foarte des folosit n industria

    automotive. La nceput a fost folosit doar de nivelul de component software mai

    tarziu fiind adoptat i la celelalte nivele cu succes. Cazuri de testare ce pot fi

    construite pe baza acestei strategii sunt numeroase n funcie de nivelul de testare

    la care se aplic strategia.

    Testare de tip cutie alba (White box testing)

    Strategia de testare este folosit n industria automotive n special la nivelul

    de component SW. Aceast strategie dorete s evidenieze structura/logica

    programului examinat exprimand gradul de acoperire a funciilor/instruciunilor

    componente. Un criteriu de folosire a funciei/instruciunii n cadrul programului este

  • 1.5 Metode, tehnici i strategii de testare 33

    numarul minim de executri per funcie/instruciune. Fiecare funcie/instruciune

    trebuie executat minim o dat. Alt criteriu de testare se alege un set de date astfel

    ncat s se apeleze fiecare rutin/subrutin a programului. Testarea automat a

    facut posibil ca aceast strategie s fie aplicat pe ntreaga plaj de valori a unei

    declaraii de intrare sau a unei ieiri.

    Testare de tip Bottom-Up (Bottom-Up testing)

    Strategia de testare este rspandit n cadrul componentelor automotive

    foarte complexe. Originea strategiei de testare este nivelul componentei SW dar a

    fost aplicat cu succes i n cadrul celorlalte nivele de testare/validare automotive.

    Strategia presupune testarea ncepnd cu nivelul inferior (de baz) avansnd spre

    nivelul superior. Astfel este important de vizualizat comportamentul fiecrui nivel de

    importan. Evident aceast strategie are un mare avantaj care const n: un defect

    identificat la nivelul de baz duce automat la oprirea dezvoltrii i conduce la

    aplicarea de soluii corective localizate la nivel de modul. Totodat acesta reprezint

    i dezavantajul principal deoarece ultimul nivel al unui produs nu poate fi testat

    dect dup rezolvarea problemelor din cele anterioare.

    Testare de tip thread

    Thread testing urmrete cerinele SW pe blocuri. Este folosit atunci cnd

    se dorete vizualizarea rspunsului unei componente n timp real. De obicei acest

    strategie de testare este folosit n cadrul funciilor critice care se doresc a fi n timp

    real. Cazurile de testare sunt create n stransa legatur cu specificaiile de sistem.

    Testarea de tip ncredere (Reliability testing)

    Un obiectiv al acestei strategii de testare este msurarea statistic n timp a

    maturitii produsului n comparaie cu nivelul de ncredere dorit. n general testele

    pentru msurarea ncrederii in gradul de dezvoltare se pot efectua prin teste

    repetitive, alese la ntamplare prin sondaj sau teste alese n funcie de un model

    statistic cu probleme comune ntalnite.

    Testarea eficienei (Efficiency testing)

    Testele de eficien sunt cele care se bazeaz pe evaluarea produsului din

    punct de vedere al timpului i al folosirii resurselor. Este evident trendul actual al

    industriei automotive de a ngloba ct mai multe funcii electronice n arhitectura

    autovehiculului, dar testele de eficien vor demonstra eficiena implementrii

    acestor funcii. Dintre teste efectuate pentru stabilirea eficienei autorul dorete s

    le prezinte succint:

  • 34 Cap I. Stadiul actual al testrii n industria automotive

    Teste de performan n conformitate cu cerinele non-funcionale.

    Exemplu: sistemul trebuie s rspund la stimulii de intrare ntr-o

    perioad de timp bine stabilit;

    Teste de incrcare sunt testele care anticipeaz nivelul de ncrcare al

    unei componente automotive;

    Stress testing teste de capabilitate a componentei automotive de a

    accepta vrfuri de sarcin;

    Teste de reutilizare a resurselor capabilitatea unei componente de a

    reutiliza din resursele devenite libere pe parcurs. Exemplu: memorie,

    spaiu, conexiuni.

    Testarea portabilitii (Portability testing)

    Astfel de teste se efectueaz pentru a fi observat comportamentul

    componentei automotive din punct de vedere al reutilizrii n alt sistem. De obicei

    componentele sunt create pentru a fi compatibile pentru mai multe sisteme

    aparinnd unui OEM. Testele de portabilitate vor include ntotdeauna teste

    referitoare la: instabilitate, compatibilitate, adaptibilitate i nlocuire.

    Recenzia (Review)

    Dei nu este o metod efectiv de testare n industria automotive la nivelul

    fiecrui nivel sunt implementate mai multe tipuri de review. Practic ntalnirile pentru

    review efectuate asupra cerinelor se efectueaz ntre OEM, productorul de

    component i inginerii de testare n funcie de nivelul la care se efectueaz. Autorul

    dorete s sublinieze importana existenei acestei strategii deoarece poate conduce

    la reducerea costurilor de dezvoltare nc din faza incipient atunci cand testarea

    efectiv nu este posibil. n cadrul acestor tipuri de review pot fi descoperite defecte

    la nivel de cerine, REQ incomplete, defecte la nivel de specificaii precum i lipsa

    unor rezultate relevante pentru documentarea produsului. Partea de review este

    integrat i ancorat att n modelul V ct i n alte modele i procese de testare.

    1.6 Concluzii i contribuii personale

    n acest capitol s-a realizat un studiu sintetic al tehnicilor de testare, al

    metodelor i strategiilor de testare utilizate n industria automotive. Datorit faptului

    c perioada de dezvoltare a unui produs electronic din cadrul industriei automotive a

    sczut, apare iminenta nevoie de mbuntire a procesului de

    validare/testare/integrare prin adoptarea de noi sisteme de testare, automate sau

    semiautomate la diferitele nivele de testare. Autorul prezint n acest capitol

    principalele caracterisitici ale procesului de validare/testare/integrare adoptat n

    industria automotive de marii productori ai industriei automotive: BMW, Mercedes,

    VW, Audi, Porsche, Volvo, Dacia, Seat, Skoda, Opel, Mazda, Toyota, Ford.

  • 1.6 Concluzii i contribuii personale 35

    Procesul de validare/ testare/integrare este aplicat doar componentelor

    electronice, ECU-uri, att n cadrul productorilor de echipamente originale (OEM),

    cei amintii mai sus, ct i a furnizorilor de componente electronice (ECU-uri). Dintre

    furnizorii de componente electronice n care este aplicat procesul de

    validare/testare/integrare se menioneaz: Bosch, Continental, Hella, Autolive,

    Delphi, Magnetti Marelli, Brusa, Valeo, iar lista poate continua. Autorul a realizat un

    studiu asupra modelulului V cycle, adoptat i aplicat n industria automotive de ctre

    producatorii de autovehicule precum i de productorii de componente electronice.

    Au fost prezentate principalele caracteristici ale acestui model V, au fost evideniate

    cerinele i specificaiile ce trebuiesc ndeplinite n cadrul procesului de validare

    testare al unei componente electronice din cadrul industriei automotive. De

    subliniat, c nerespectarea etapelor de testare prezentate n tez poate conduce la o

    validare eronata a unei componente electronice, respectiv a imposibilitii de

    integrare a componentei n autovehicul.

    Totodat trebuie evideniat c procesul de testare este unul complex i este

    structurat pe mai multe nivele. Rezultatele obinute dup testarea n funcie de

    nivel, poate determina starea de maturitate a unei produs/componente electronic/e.

    n urma experienei dobndite de autor n activitatea de testare a industriei

    automotive, la rand de axiom este valabil concluzia: corectarea erorilor

    descoperite n timpul testrii din nivelele de baz , pn la nivelul de subsistem, se

    realizeaz cu costuri mult mai mici comparativ cu descoperirea i corectarea unei

    erori ntr-un nivel superior.

    Contributii personale:

    Studiu sintetic asupra modelului V cycle adoptat n industria autmotive;

    Evidenierea de ctre autor a nivelelor de testare prezente n industria

    automotive;

    Studiu sintetic asupra tipurilor de testare cu prezentarea principalelor

    avantaje i dezavantaje;

    Studiu sintetic asupra metodelor/tehnicilor i strategiilor de testare utilizate n industria automotive, cu fiind prezentarea principalelor caracteristici sub

    forma de avantaje si dezavantaje n utilizarea acestora.

  • Capitolul II. Conceptul sistemului de testare

    automat pentru industria automotive

    n acest capitol, autorul prezint principalele caracteristici ale sistemelor de

    testare automate, prezente pe pia la ora actual, precum i cele patru tipuri de

    sisteme de testare automat: testarea Hardware in the loop (testarea unei

    componente hardware in bucl), Software in the loop- (testarea unei componente

    software n bucl), Modell in the loop- (testarea unui model n bucl) i ICT

    testare n circuit (in circuit test).

    n acest capitol se evideniaz proprietile i echipamentele ce stau la baza

    construciei unui sistem de testare automat, n strns legtur cu modelul V

    prezentat anterior. Sistemele de testare automat au la baz documente oficiale i

    cerine provenite din industria automotive, utilizate la marii productori de

    autovehicole.

    n cele ce urmeaz se prezint necesitatea folosirii sistemelor de testare

    automat precum i tipurile de testare folosite de acestea. Se vor descrie procesele,

    aplicaiile i documentele care particip la identificarea proprietilor componente ale

    sistemelor de testare automat.

    Se vor prezenta sistemele de testare automate folosite n industria

    automotive la diferitele nivele, fiind identificate n urma studiului caracteristicile

    principale ale acestora, acestea fiind parte integrat a sistemului de testare propus

    de autor pentru laboratorul de cercetare dezvoltare.

    2.1 Motivaia apariiei ATS-urilor n procesul de validare/testare/integrare automotive

    Un ECU (electronic control unit), prinde contur n momentul n care poate fi

    satisfcut o nevoie, ce acoper o marte parte din potenialul cumprtorilor, cei

    pentru care este destinat autovehicolul. Spre exemplu, se prezint: recunoaterea

    semnelor de circulaie cu limitare de vitez. De cele mai multe ori conductorul

    autovehicolului trece prin zone cu resticii de viteza, primete penalizarea iar ca

    scuz este folosit venicul Nu am vzut semnul. Astfel datorit dorinei

    conductorilor de a avea n echiparea mainii un astfel de sistem care s recunoasc

    astfel de semne de circulaie, productorii OEM ncep dezvoltarea produsului. Astfel,

    cerinele de acest tip ajung pe masa de lucru i ncepe construcia specificaiilor de

    proiectare. n acest moment putem spune ca suntem n primul pas al modelului V,

    cerinele de sistem i subsistem. Aici sunt incluse nivelele de sistem i subsistem.

    Urmtorul pas: ntlnirea dintre productorii de componente i productorii de

    autovehicule. Dup primirea acestor specificaii de sistem, productorii de

  • 2.2Prezentarea sistemelor de testare automate din perspectiva tehnicilor folosite 37

    componente compun specificaiile atribuite diferitelor nivele existente n industria

    automotive. Productorii de componente vor construi specificaiile pentru nivelul de

    component integrat, produsul livrat de acetia, nivelul de component software i

    nivelul de component hardware. Dup construirea acestor specificaii numite

    Design specification, se trece efectiv la procesul de proiectare hardware, software,

    algoritmi. Binenteles intercalate ntre aceste etape sunt folosite tehnicile de testare

    de tip review pentru sigurana ntelegerii detaliilor de proiectare. Despre proiectarea

    ECU-ului autorul menioneaz c se efectueaz pe durata a mai multor cicluri de

    via, numite bucle. Astfel apar mai multe bucle de via care se succed, toate

    avnd la baza modelul V. Astfel avnd specificaiile de proiectare de la diferite nivele

    se vor construi diferite cazuri de testare pentru a valida gradul de maturitate al

    produsului. Putem s observam c n modelul V avem dou pri, prima de

    construire a specificaiilor i una de testare mpotriva specificaiilor de testare. Un

    prototip al unui ECU va conine n mod obligatoriu o parte de testare, numit n

    industria automotive proces de testare i validare. Mai mult, n industria automotive

    la toate nivele s-a trecut la adoptarea acestui model V dar pe o scara mai mic.

    Pentru fiecare nivel din industria automotive se poate identifica o parte stang a

    modelului, partea de specificaii i o parte dreapt, partea de testare.

    Pn la mijlocul anilor 90 testarea manual era preferat n locul celei

    automate, deoarece era mai eficient din punct de vedere al costurilor i al timpului

    investit. Autorul ine s menioneze c durata de proiectare a unui produs a sczut

    treptat de la nceputul anilor 90 cnd era de 5 ani la 4 respectiv 3 ani. Dupa anul

    2000 rar se poate ntalni un produs dezoltat pentru industria automotive pe

    parcursul a mai mult de trei ani [119]. Astfel apare nevoia de mai mult timp alocat

    proiectrii, soluia gsit fiind reducerea timpului de testare. Prin reducerea timpilor

    de testare industria ncepe s adopte sistemele de testare automat construite pe

    baza modelului V n ritm accelerat. Eforturile autorului au fost ndreptate spre

    dezvoltarea unui nou sistem de testare automat, acesta fiind destinat

    laboratoarelor de cercetare dezvoltare. Reducerea acestor timpi de testare pn la

    un nivel aproape de minim reprezint principalul el al acestui sistem. Astfel, dup

    2010 se pot identifica sisteme de testare automat la fiecare nivel din industria

    automotive. ATS-urile sunt parte reprezentativ a procesului de

    testare/validare/integrare a industriei automotive ncepnd cu producia i pn la

    nivelul de autoturism prototip.

    2.2 Prezentarea sistemelor de testare automate din

    perspectiva tehnicilor folosite

    Datorit apariei diferitelor sisteme de testare automat, datorate reducerii

    timpului de dezvoltare a unui produs al industriei automotive, sistemele de testare

    automat pot fi clasificate n funcie de scopul testrii. O clasificare a acestor

    sisteme de testare automat este prezentat de autor n rndurile urmtoare [60]:

  • 38 Cap II. Conceptul sistemului de testare automat pentru industria automotive

    Sisteme de testare automat hardware n bucl (Hardware in the Loop -

    HiL);

    Sisteme de testare automat software n bucl (Software in the Loop - SiL);

    Sisteme de testare automat model n bucl (Model in the Loop - MiL);

    Sisteme de testare automat de tip ICT (In circuit testing - ICT);

    Aceste sisteme de testare automat se folosesc pentru a valida gradul de

    dezvoltare a unui produs al industriei automotive, concomitent fiind ndeplinite

    standardele i cerinele legislative aflate n vigoare. Se evideiaz tipurile de testare

    folosite de aceste ATS-uri n cadrul nivelelor constitutive ale industriei productoare

    de autovehicule. Pentru fiecare nivel al industriei automotive, aceste tehnici sunt

    folosite pentru a testa diferite cerine legate de produsul final al etapei de

    proiectare. Pentru o mai bun exemplificare, voi prezenta folosirea tehnicilor de tip

    regresie, rspuns la stimuli pentru dieferite validri, funcional i non-funcional

    pentru urmtoarele nivele:

    Component hardware;

    Component software;

    Component electronic ( partea hardware are integrat partea software);

    Subsistem;

    Sistem.

    Pentru primul nivel al industriei automotive, de testare a componentei la

    nivel de component hardware, cele mai rspndite sisteme de testare automat

    sunt cele de tip ICT. n urma analizei fcute, a unor proiecte dezvoltate la acest

    nivel, am constatat c principalele tehnici de testare automat folosite pentru

    dezvoltarea sistemelor sunt:

    Tehnici de testare de tip regresie valori ale semnalelor electrice, pentru

    nivelul hardware, trebuiesc testate pentru fiecare ECU n cadrul fiecrei noi

    bucle de testare. Avantajul principal al acestei tehnici este vederea de

    ansamblu a comportamentului ECU-ului, dup ce s-a efectuat primul ciclu

    complet de testarea/validare asupra ECU-ului;

    Tehnici de testare de tip rspuns la stimuli pentru a valida

    comportamentul anumitor module, din cadrul unui ECU, trebuiesc injectate

    semnale electrice cu parametrii de tip amplitudine, frecvena, durat, forma

    n sistem. Avatantajul acestei tehnici de testare este validarea ECU-ului, din

    punct de vedere hardware, la diferii stimuli provenii din mediul exterior;

    Tehnici de testare de tip funcional acest tip de testare este folosit

    pentru a valida comportamentul a doua sau a mai multor module hardware,

    din cadrul unui ECU. Avantajul acestei tehnici de testare este validarea

    ECU-ului mpotriva cerintelor funcionale existente. Practic se poate observa

    gradul de respectare a cerinelor avute de productor, cerine transpuse

    evident