未来汽车质量护航 汽车测试的极端重要性

时间:2018-11-13 09:49来源:21Dianyuan

摘要:从雷达到无线连接和车载网络,再到网络安全,现代车辆中的电子系统和数据系统水平正在快速提升。反过来,这种提升也为汽车制造商和汽车原始设备制造商带来了新的测试和测量(T&M)挑战。

最近,罗德与施瓦茨公司成立了专门的汽车业务部,专注于快速发展中汽车行业的测试需求。该部门的销售总监魏相华先生着眼于现代汽车的电子和数据测试要求,并考虑现今汽车安全应用和关键汽车电子部件的测试和测量解决方案。

从雷达到无线连接和车载网络,再到网络安全,现代车辆中的电子系统和数据系统水平正在快速提升。反过来,这种提升也为汽车制造商和汽车原始设备制造商带来了新的测试和测量(T&M)挑战。这些挑战包括各种情况,从射频技术和以太网技术测试到半导体和电磁兼容性。其中有些可以通过定制和修改现有的测试技术来解决,而其他的则需要开发新的解决方案。

车辆紧急呼叫系统(eCall)
推动车载电子项目增加的因素之一是立法。其中重要的一个案例就是欧盟委员会的eCall倡议。如果发生严重道路交通事故,eCall能让车辆自动联系紧急服务并共享来自各个传感器的关键数据。自2018年3月31日起,汽车制造商被要求必须为在欧盟范围内销售的所有新车配备eCall模块。

为确保eCall的可靠性,在开发过程中需要能够识别和模拟系统可能遇到的真实问题的测试解决方案。目前,这意味着要准确模拟的环境不仅必须包括移动通信网络,而且必须包括GNSS(全球导航导航卫星系统)。这就是罗德与施瓦茨公司研制的eCall测试解决方案要模拟2G和3G电话网络以及GPS、伽利略、GLONASS和北斗GNSS技术的原因。到目前为止,该公司已为汽车行业的原始设备制造商和一级供应商提供了200多部移动通信综测仪。

在选择最适合的测试解决方案时要考虑的另一个重要因素是独立认证。例如,CETECOM已经检查了罗德与施瓦茨公司泛欧紧急呼叫系统解决方案中eCall测试公共安全应答点(PSAP)的实施情况,并认证其符合CEN EN 16454:2015标准。

进一步,设备制造商可能还需要结合GNSS导航信号创建模拟,以实现更精确的定位- 例如采用最新的RTK“载波相位差分”技术。此外,随着移动网络的发展,需要为兼容LTE环境的“下一代”eCall系统提供测试解决方案。

辅助/自动驾驶
辅助驾驶现在司空见惯,半自动驾驶已成为现实,完全自动驾驶也已不再仅是科幻小说的剧情。因此,ADAS(高级驾驶员辅助系统)和相关技术的测试和仿真解决方案必须快速发展。没有哪里比雷达世界更真实的了。如果ADAS技术打算让车辆在复杂的城市环境中进行协商并避开行人和障碍物,那么可靠且抗干扰的雷达的解决方案是所有的基础。并且由于预计在不久的将来,每辆车将有多达30个雷达传感器,为了确保雷达系统的可靠性,复杂的射频测试环境和雷达质量分析环境越来越关键。

遗憾的是,射频测试和模拟非常困难。当考虑与汽车环境中使用的雷达系统相关的独特问题时,这种测试变得更具挑战性,尤其是随着频率的增加。最后一个问题变得尤为重要,因为到2022年,24GHz左右的雷达将逐步退出应用,并逐步转到77 GHz频段。虽然24 GHz的200 MHz带宽仍然可以使用,但在79 GHz频段提供的高达4 GHz的扫描带宽,可以支持更高距离分辨率的雷达系统。拥有更大可用频谱的好处之一是系统可更轻松地分类物体,这有助于识别汽车、行人或其他障碍物。而且,利用更宽的带宽,有可能将雷达传感器间的相互干扰减到最小(例如,通过应用跳频技术)。

高频率仅是问题之一。其他需重点考虑的因素包括模拟移动物体,以及事实上,由于实际和美学原因,汽车雷达传感器通常安装在车辆保险杠、徽标或车身面板后面。不幸的是,这些复杂的“雷达天线罩”会严重损害传感器的性能,在最糟糕的情况下甚至会导致传感器失效。

幸运的是,解决这些挑战的测试解决方案正在陆续提供。例如,罗德与施瓦茨公司已经创建了一套测试技术,可以生成多维汽车雷达回波环境,测量77 GHz和79 GHz频率范围内的材料衰减和反射率,以及分析天线罩和保险杠上油漆等因素如何影响雷达信号质量。这些解决方案 最初使用在机场安检仪等毫米波成像设备上,经过改装,可以实现雷达罩测试,设备制造商能够在研发、质检和生产装配中,表征汽车雷达传感器的性能。分辨率仅2毫米的分辨率测试,可在几秒钟内完成。

IVN 和 V2X
车辆内部、车辆之间以及车辆与外界之间的数据传输正在推动车载网络(IVN)和V2X通信技术快速发展。两者都对汽车测试有重大影响。

IVN的场景,汽车安全应用和信息娱乐应用对车辆内大数据量高速传输的需求,已经推动汽车以太网的增长,并且逐步淘汰传统的MOST(媒体导向系统传输)总线。实际上,业界已经创建了专用的汽车以太网标准(IEEE 100BASE-T1,基于OPEN Alliance BroadR-Reach物理层)。IEEE 100BASE-T1通过非屏蔽以太网双绞线电缆进行全双工以太网通信。

对于汽车以太网来说,一致性测试至关重要。这需要测量双绞线电缆上的干扰和衰减。但是,如果在信号传输过程中出现问题,传统的以太网协议分析很难满足要求。因此,很多公司不得不寻求更复杂的汽车以太网一致性测试解决方案。为满足这一需求,罗德与施瓦茨公司开发了汽车专用示波器触发和解码软件包。该软件包可以根据以太网协议内容进行触发,对内容解码,然后将内容的时序与电气总线信号关联。在故障排除过程中,这能显著加快问题分析进度。

在涉及车辆对车辆网络和车辆对基础设施网络时,目前正在考虑两种技术:IEEE 802.11p专用短程通信(DSRC)和3GPP蜂窝车辆到一切(C-V2X)。前者将扩展到WiFi标准IEEE-802.11,而4G LTE构成了C-V2X的基础,并提供到5G V2X的路线图。在欧洲和美国,汽车制造商正在研究这两种技术,而中国的汽车制造商已经走上C-V2X之路。

独立于所选标准,成功部署V2X通信的基本要求是强大的射频测试。例如,对于C-V2X情况,分析4G和5G通信的能力将至关重要。然而,还应该注意到领先的半导体制造商正在开发芯片级V2X解决方案。在这种情况下,芯片测试也很重要。

作为一家既提供全面移动通信测试解决方案组合,又与众多领先半导体供应商合作的公司,罗德与施瓦茨公司能够提供支持车辆与外界基础设施之间牢靠通信所需的测试和测量方案。这其中包括支持空口软件升级(SOTA)实施环境,在这样的环境下汽车制造商可以远程软件更新,自动修改和改进车辆操作。

罗德与施瓦茨公司和汽车市场
当今汽车内有线通信和无线通信的日益普及,意味着汽车制造商和原始设备制造商正在寻找先进的测试硬件、软件和环境,以便他们能够应对各种各样的保证测试、一致性测试和性能测试。罗德与施瓦茨公司特别适合满足这些需求,这要归功于该公司为这些技术开发测试与测量解决方案的悠久历史,尤其是在射频通信、移动电话和以太网技术领域。此外,从电磁兼容到网络安全,该公司还在其他对汽车行业日益重要的领域提供硬件、软件和专门技术。这些能力,结合高质量德国制造商声誉,以及最近创建专职汽车业务的汽车事业部,确保罗德与施瓦茨公司将继续提供并扩展这一快速发展行业所需的优质解决方案。

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