用于測(cè)試虛擬控制儀的測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在模擬器中利用模擬環(huán)境（3）測(cè)試虛擬控制儀（2）的至少一部分的測(cè)試裝置，所述測(cè)試裝置具有虛擬控制儀（2）和模擬環(huán)境（3），其中，所述虛擬控制儀（2）包括至少一個(gè)帶有至少一個(gè)外部數(shù)據(jù)接口（7）的軟件組件（4、5、6），其中，模擬環(huán)境（3）包括至少一個(gè)用于與所述虛擬控制儀（2）至少間接地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)接口（8）。帶有減少的匹配耗費(fèi)的測(cè)試裝置通過如下方式實(shí)現(xiàn)，即，虛擬控制儀標(biāo)識(shí)插腳單元（9）具有至少一個(gè)虛擬控制儀接口（10）并且借助于該虛擬控制儀接口（10）至少與虛擬控制儀（2）的軟件組件（4）的外部數(shù)據(jù)接口（7）連接。
【專利說明】用于測(cè)試虛擬控制儀的測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于在模擬器中利用模擬環(huán)境測(cè)試虛擬控制儀的至少一部分的 測(cè)試裝置，所述測(cè)試裝置具有虛擬控制儀和模擬環(huán)境，其中，所述虛擬控制儀包括至少一個(gè) 帶有至少一個(gè)外部數(shù)據(jù)接口的軟件組件，其中，所述模擬環(huán)境包括至少一個(gè)用于與虛擬控 制儀至少間接地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)接口。

【背景技術(shù)】
[0002] 非虛擬、亦即"真實(shí)"控制儀現(xiàn)今大多被理解為帶有I/O接口（1/0=輸入/輸出） 的小型計(jì)算機(jī)，這些小型計(jì)算機(jī)通常配備有實(shí)時(shí)功能性的運(yùn)行系統(tǒng)，該運(yùn)行系統(tǒng)允許在控 制儀上實(shí)現(xiàn)大多調(diào)節(jié)技術(shù)的(也復(fù)雜的)任務(wù)?？刂苾x開發(fā)是技術(shù)開發(fā)大規(guī)模儀器技術(shù)的設(shè) 備的核心組成部分，如這些設(shè)備由工業(yè)實(shí)踐所已知的那樣。要提及的例子是，在自動(dòng)化的領(lǐng) 域中、在航空和航天中和在工業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)的設(shè)備中使用控制儀。
[0003] 在最終產(chǎn)品中使用的系列控制儀的測(cè)試是在控制儀上要實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)或者控制的 大量前置開發(fā)步驟的終點(diǎn)，其中，這些開發(fā)步驟通常利用所謂的V模型或者V循環(huán)來描述。 在對(duì)于多個(gè)技術(shù)設(shè)備的功能必要的調(diào)節(jié)器開發(fā)開始時(shí)，在計(jì)算機(jī)上利用數(shù)學(xué)映射的建模環(huán) 境進(jìn)行調(diào)節(jié)算法的數(shù)學(xué)建模，其中，調(diào)節(jié)器理解為控制儀的組成部分。附加地，也對(duì)控制儀 的環(huán)境進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，因?yàn)楦信d趣的是調(diào)節(jié)器對(duì)控制儀隨著要控制的過程的相互作用。在 這些函數(shù)的數(shù)學(xué)的觀測(cè)時(shí)，大多不需要按實(shí)時(shí)模擬(離線模擬)。
[0004] 在下一個(gè)步驟中，事先設(shè)計(jì)好的調(diào)節(jié)算法借助于快速控制樣機(jī)傳輸?shù)礁咝阅艿摹?大多數(shù)實(shí)時(shí)功能性的硬件上，該硬件通過適合的I/O接口與實(shí)際的物理過程連接、亦即例 如與機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)連接。該實(shí)時(shí)功能性的硬件通常與稍后使用的系列控制儀無關(guān)，這里與 證明事先設(shè)計(jì)好的調(diào)節(jié)在實(shí)際中原則上的可操作性有關(guān)。
[0005] 在另一個(gè)的步驟中，在自動(dòng)產(chǎn)生系列編碼的范圍內(nèi)，在稍后在系列控制儀中可能 實(shí)際使用的目標(biāo)處理器上實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。因此，目標(biāo)硬件在該步驟中接近系列控制儀，但與系列 控制儀不相同。在下一個(gè)步驟中，在硬件在環(huán)測(cè)試（HIL)的范圍內(nèi)檢查通常首先存在于后 來的開發(fā)階段中的系列控制儀。在該步驟中物理存在的系列控制儀這里借助于其物理控制 儀接口與高性能的模擬器連接。模擬器模擬要測(cè)試的系列控制儀的必需的參量并且與系列 控制儀交換輸入?yún)⒘亢洼敵鰠⒘?。系列控制儀的物理控制儀接口的插腳通過電纜束與模擬 器連接。因此可能的是，在模擬環(huán)境中模擬車輛發(fā)動(dòng)機(jī)(必要時(shí)帶有發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、行駛機(jī) 構(gòu)和行駛線路（Fahrstrecke)的整個(gè)車輛）的所有必需的參量并且無危險(xiǎn)地檢查與模擬環(huán) 境相互作用的系列控制儀的性能。
[0006] 這樣在HIL模擬的范圍內(nèi)測(cè)試的系列控制儀最終在"真實(shí)的"目標(biāo)系統(tǒng)中、亦即例 如在車輛中安裝并且在真實(shí)的物理環(huán)境中測(cè)試，該環(huán)境事先只在模擬環(huán)境中模仿。
[0007] 特別證實(shí)了在調(diào)節(jié)器開發(fā)時(shí)的先前概述的開發(fā)過程。然而開發(fā)過程隨之帶來：系 列控制儀在開發(fā)結(jié)束時(shí)才完全被集成到開發(fā)過程中并且因此也在稍后的開發(fā)情況中才被 檢查。在系列控制儀實(shí)際存在之前，利用已描述的開發(fā)過程僅能夠在抽象的功能層面上測(cè) 試功能性，亦即實(shí)際上僅在應(yīng)用軟件層面上。稍后在系列控制儀上使用的軟件組件的良好 部分不在早期開發(fā)情況中一起測(cè)試。屬于這些軟件組件的是如下運(yùn)行環(huán)境，這些軟件組件 在應(yīng)用軟件和接近硬件的軟件層之間通信交流。更接近硬件的軟件組件例如是運(yùn)行系統(tǒng)以 及與平臺(tái)無關(guān)的基礎(chǔ)軟件(系統(tǒng)服務(wù)、通信服務(wù)、I/O硬件抽象層等等)并且最終是運(yùn)行系統(tǒng) 和基礎(chǔ)軟件的與平臺(tái)相關(guān)的部分。
[0008] 為了系列控制儀的大規(guī)模的部分及早地包含到開發(fā)過程中，先前提到的軟件組 件(至少部分地）在所謂的虛擬控制儀的范圍內(nèi)被仿制并且在模擬器中模擬（dSPACE目錄 2012 :"系統(tǒng)平臺(tái)V-E⑶生成模塊"以及"dSPACE離線模擬器")。在模擬器中，虛擬控制儀至 少與同樣存在于模擬器中的模擬環(huán)境相互作用。相互作用通過經(jīng)由虛擬控制儀的軟件組件 的所述至少一個(gè)外部數(shù)據(jù)接口以及模擬環(huán)境的數(shù)據(jù)接口來交換數(shù)據(jù)而發(fā)生。虛擬控制儀的 哪些軟件組件供外部數(shù)據(jù)接口使用取決于在虛擬控制儀中映射的、先前提到的軟件層。當(dāng) 抽象的應(yīng)用軟件僅映射在虛擬控制儀中時(shí)，則應(yīng)用軟件的軟件組件提供用于模擬環(huán)境的外 部接口。而如果運(yùn)行環(huán)境附加地也是虛擬控制儀的組成部分，外部數(shù)據(jù)接口通過其供軟件 組件被提供。當(dāng)位于還更深的軟件層(例如運(yùn)行系統(tǒng)的或者基礎(chǔ)軟件組件的軟件層)被映射 時(shí)，則軟件組件提供用于模擬環(huán)境的外部數(shù)據(jù)接口。
[0009] 可得出的是，模擬環(huán)境必須根據(jù)在虛擬控制儀中仿制的軟件組件相應(yīng)地匹配于軟 件組件的外部數(shù)據(jù)接口。涉及帶有外部數(shù)據(jù)接口的軟件組件的虛擬控制儀的每個(gè)變化也必 然地引起模擬環(huán)境的變化和模擬環(huán)境的數(shù)據(jù)接口的變化，這是勞力密集的并且隨之帶來在 開發(fā)過程中的錯(cuò)誤來源。也不利的是，通常在HIL模擬的范圍內(nèi)（亦即當(dāng)控制儀物理地存在 并且不再僅虛擬地存在時(shí)）不能直接使用按照確定的虛擬控制儀所匹配的模擬環(huán)境，因?yàn)?在模擬環(huán)境的數(shù)據(jù)接口上并沒有對(duì)于這樣的使用所需要地提供物理控制儀接口的與插腳 有關(guān)的參量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于在模擬器中利用模擬環(huán)境測(cè)試虛擬控制儀 的至少一部分的裝置，在該裝置中減少在虛擬控制儀和模擬環(huán)境之間的相關(guān)性。
[0011] 先前引出的任務(wù)在開頭描述的測(cè)試裝置中首先并且基本上通過如下方式來解決， 艮P，虛擬控制儀插腳單元具有至少一個(gè)虛擬控制儀接口并且借助于虛擬控制儀接口至少與 虛擬控制儀的軟件組件的外部數(shù)據(jù)接口連接，所述虛擬控制儀插腳單元具有至少一個(gè)模擬 環(huán)境接口并且利用模擬環(huán)境接口與模擬環(huán)境的數(shù)據(jù)接口連接，并且所述虛擬控制儀插腳單 元具有至少一個(gè)虛擬控制儀插腳，該虛擬控制儀插腳與要模擬的真實(shí)控制儀的物理接口的 插腳通訊，其中，能通過虛擬控制儀插腳傳輸虛擬的物理控制儀信號(hào)。
[0012] 按照本發(fā)明規(guī)定的虛擬控制儀插腳單元在虛擬控制儀和模擬環(huán)境之間通信交流 (vermitteln)，這基本上開啟了以下可能性：使模擬環(huán)境及其數(shù)據(jù)接口即使在虛擬控制儀 變化時(shí)也保持不變。此外，附加地提供虛擬控制儀插腳隨之帶來定義如下接口的可能性，所 述接口也必須強(qiáng)制地具有真實(shí)控制儀，即，真實(shí)控制儀的物理接口的虛擬映射。這點(diǎn)開辟了 在模擬器上與插腳有關(guān)的定義以及在虛擬控制儀和模擬環(huán)境之間的接口的操作。
[0013] 通過虛擬控制儀插腳單元的虛擬控制儀插腳交換的信息就此而言是"虛擬的物 理控制儀信號(hào)"，因?yàn)樵谶@里雖然沒有涉及真實(shí)控制儀的真實(shí)物理控制儀信號(hào)，亦即涉及電 壓、電流、連接電阻，但是這些物理參量被計(jì)算并且根據(jù)數(shù)值地作為相應(yīng)的數(shù)據(jù)被交換。當(dāng) 在虛擬控制儀中僅映射出更抽象的軟件層時(shí)(亦即例如應(yīng)用軟件或者運(yùn)行環(huán)境)，則虛擬控 制儀的外部數(shù)據(jù)接口可以僅是抽象功能性的，但是不提供真實(shí)控制儀的根據(jù)信號(hào)的仿制。 如果例如由應(yīng)用軟件的組件提供壓力值或者溫度值(例如950巴，275°C)，但不提供相應(yīng)的 電編碼的參量(該參量在真實(shí)控制儀中通過物理接口的插腳來交換)，例如以電壓的形式、 以電流（2至20mA接口）的形式或者以調(diào)制信號(hào)的形式，虛擬控制儀插腳單元現(xiàn)在可以通過 如下方式填補(bǔ)該空缺，即，該虛擬控制儀插腳單元在至少一個(gè)虛擬控制儀插腳上準(zhǔn)確地傳 輸這樣的虛擬的物理控制儀信號(hào)、亦即相應(yīng)的真實(shí)的物理控制儀信號(hào)的值。
[0014] 按照一種有利的實(shí)施例，在所述測(cè)試裝置中規(guī)定，所述虛擬控制儀插腳單元的模 擬環(huán)境接口具有至少一個(gè)虛擬控制儀插腳，從而通過模擬環(huán)境的數(shù)據(jù)接口也能傳輸虛擬的 物理控制儀信號(hào)。因此這是特別有利的，因?yàn)槟M環(huán)境的數(shù)據(jù)接口于是自動(dòng)地匹配于真實(shí) 控制儀的物理接口的物理控制儀信號(hào)。因?yàn)檫@樣設(shè)立的模擬環(huán)境于是也直接適合于在HIL 模擬器(如在HIL模擬的情況下常見的那樣)上與通過物理的I/O接口連接的真實(shí)控制儀一 同運(yùn)行。
[0015] 在按照本發(fā)明的測(cè)試裝置的進(jìn)一步擴(kuò)展方案中規(guī)定，所述虛擬控制儀插腳單元的 模擬環(huán)境接口完全由虛擬控制儀插腳形成，從而通過模擬環(huán)境的數(shù)據(jù)接口僅傳輸虛擬的物 理控制儀信號(hào)。如此構(gòu)造的虛擬控制儀插腳單元的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)虛擬控制儀的軟件組件的 外部數(shù)據(jù)接口變化時(shí)，模擬環(huán)境實(shí)際上能夠在整個(gè)開發(fā)過程上保持不改變，至少不是必須 改變。模擬環(huán)境與虛擬控制儀的硬件接近性無關(guān)。
[0016] 在按照本發(fā)明的測(cè)試裝置的另一種有利的進(jìn)一步擴(kuò)展方案中規(guī)定，所述虛擬控制 儀插腳單元的模擬環(huán)境接口不具有虛擬控制儀插腳，從而虛擬控制儀插腳單元建立了在虛 擬控制儀和模擬環(huán)境之間的直接連接，并且虛擬控制儀插腳單元除了模擬環(huán)境接口之外具 有至少一個(gè)虛擬控制儀插腳。通過這樣的虛擬控制儀插腳可以檢查：所希望的信號(hào)是否在 這樣的虛擬控制儀插腳上出現(xiàn)，從而即使模擬環(huán)境本身不利用虛擬的物理控制儀信號(hào)時(shí)， 在這里也能實(shí)現(xiàn)虛擬控制儀的根據(jù)信號(hào)的檢查。
[0017] 整體上由事先所述的得出，不言而喻地，實(shí)施例的混合形式也是可能的。因此虛擬 控制儀插腳例如可以不僅設(shè)置為模擬環(huán)境接口的組成部分而且可以設(shè)置為除了模擬環(huán)境 接口之外的組成部分。
[0018] 此外，在按照本發(fā)明的測(cè)試裝置的一種優(yōu)選的實(shí)施例中規(guī)定，所述虛擬控制儀插 腳單元具有至少一種通訊，所述通訊在一方面能在虛擬控制儀和/或虛擬控制儀插腳單元 和/或模擬環(huán)境之間交換的數(shù)據(jù)和另一方面與所述能交換的數(shù)據(jù)的確定相關(guān)的虛擬控制 儀插腳之間進(jìn)行。通過該通訊，在虛擬控制儀插腳單元中可能是，求解這樣的虛擬控制儀插 腳，這些控制儀插腳是對(duì)于確定整個(gè)要交換的數(shù)據(jù)是有意義的，例如因?yàn)閷?duì)于確定能交換 的數(shù)據(jù)需要這些插腳的所屬的虛擬的物理控制儀信號(hào)。在事先提到的測(cè)試裝置的一種進(jìn)一 步擴(kuò)展方案中規(guī)定，對(duì)于由通訊所包括的虛擬控制儀插腳，用于確定所屬的虛擬的物理控 制儀信號(hào)的求解命令也存儲(chǔ)在虛擬控制儀插腳單元中。由此，虛擬控制儀插腳單元能夠求 解相應(yīng)的虛擬的物理控制儀信號(hào)，要么獨(dú)立地求解，要么通過在其他位置上、例如在模擬環(huán) 境中開始（Ansto?en )虛擬的物理控制儀信號(hào)的計(jì)算來求解。
[0019] 此外，從開頭引出的任務(wù)也利用用于虛擬地映射要模擬的真實(shí)控制儀的與插腳有 關(guān)的物理接口的虛擬控制儀插腳單元來解決，其中，所述虛擬控制儀插腳單元具有至少一 個(gè)虛擬控制儀接口、至少一個(gè)模擬環(huán)境接口以及至少一個(gè)虛擬控制儀插腳，其中，借助于虛 擬控制儀接口能建立與虛擬控制儀的軟件組件的至少一個(gè)外部數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)連接，其 中，利用模擬環(huán)境接口能建立至少一個(gè)與模擬環(huán)境的數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)連接，并且其中，虛擬 控制儀插腳與用于要模擬的真實(shí)控制儀的物理接口的插腳通訊，其中，能通過虛擬控制儀 插腳傳輸虛擬的物理控制儀信號(hào)。
[0020] 此外，按照本發(fā)明的虛擬控制儀插腳單元的特征在于如下特性，這些特性是與按 照本發(fā)明的測(cè)試裝置和在那里實(shí)現(xiàn)的虛擬控制儀插腳單元相關(guān)的。
[0021] 現(xiàn)在詳細(xì)地有多個(gè)可能性來構(gòu)造并且進(jìn)一步擴(kuò)展按照本發(fā)明的測(cè)試裝置以及按 照本發(fā)明的虛擬控制儀插腳單元。為此參閱附圖參考設(shè)在權(quán)利要求1和10后面的權(quán)利要 求以及參閱本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例參照附圖的以下描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖中示出：
[0023] 圖1示出由現(xiàn)有技術(shù)已知的用于利用模擬器測(cè)試真實(shí)控制儀的測(cè)試結(jié)構(gòu)；
[0024] 圖2示出由現(xiàn)有技術(shù)已知的用于利用模擬環(huán)境測(cè)試虛擬控制儀的測(cè)試裝置；
[0025] 圖3示出按照本發(fā)明的測(cè)試裝置的第一種實(shí)施例，該測(cè)試裝置用于利用虛擬控制 儀插腳單元測(cè)試虛擬控制儀；
[0026] 圖4示出按照本發(fā)明的測(cè)試裝置的另一種實(shí)施例，該測(cè)試裝置用于利用虛擬控制 儀插腳單元測(cè)試虛擬控制儀；
[0027] 圖5示出帶有虛擬控制儀插腳單元的按照本發(fā)明的測(cè)試裝置的另一種實(shí)施例，以 及
[0028] 圖6a、6b示出實(shí)現(xiàn)在虛擬控制儀、虛擬控制儀插腳單元以及模擬環(huán)境之間的數(shù)據(jù) 交換的圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了闡明按照本發(fā)明的測(cè)試裝置，首先在圖1中示出由現(xiàn)有技術(shù)已知的按照硬件 在環(huán)測(cè)試的原理的測(cè)試結(jié)構(gòu)。在所示的測(cè)試結(jié)構(gòu)中未出現(xiàn)虛擬控制儀，測(cè)試的對(duì)象是真實(shí) 控制儀101、102。真實(shí)控制儀101、102與其物理接口 103、104連接并且通過電纜束105、106 與模擬器109的相應(yīng)的I/O接口 107、108連接。模擬器109本身除了 I/O接口 107、108也 具有一個(gè)模擬環(huán)境110,該模擬環(huán)境以通過框圖111表示的數(shù)學(xué)的車輛模型為主題。此外， 當(dāng)系列控制儀1〇1、1〇2存在于開發(fā)過程結(jié)束時(shí)，在圖1中示出的測(cè)試結(jié)構(gòu)才產(chǎn)生。首先在 這種情況中可能的是，真實(shí)控制儀1〇1、1〇2的軟件組件與模擬環(huán)境相互作用地測(cè)試。
[0030] 為了在調(diào)節(jié)器開發(fā)的前述的步驟中也已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)稍后在真實(shí)控制儀101U02上 要運(yùn)行的軟件的組件，引入在圖2中示意性地示出的并且由現(xiàn)有技術(shù)已知的測(cè)試裝置1，這 些測(cè)試裝置能實(shí)現(xiàn)利用模擬環(huán)境3測(cè)試虛擬控制儀2。這種測(cè)試裝置1在一個(gè)模擬器上運(yùn) 行，該模擬器在圖2至6中未明確示出。
[0031] 虛擬控制儀2包括多個(gè)軟件組件4、5、6,這些軟件組件屬于不同的抽象的軟件層。 不同的軟件層在圖2中通過水平線a、b表示。在所示的實(shí)施例中，軟件組件6. 1、6. 2、6. 3 和6. 4是應(yīng)用層的組件，在應(yīng)用層中完全與機(jī)械無關(guān)地、亦即與目標(biāo)平臺(tái)無關(guān)地實(shí)現(xiàn)軟件。 所有位于其下的軟件層是更接近硬件的。軟件組件5在所示的實(shí)施例中包括運(yùn)行環(huán)境，并 且軟件組件4. 1、4. 2和4. 3包括與平臺(tái)無關(guān)的以及與平臺(tái)相關(guān)的基礎(chǔ)軟件、例如以運(yùn)行系 統(tǒng)的形式以及以不同的通信服務(wù)的形式。軟件組件4、5、6是稍后也應(yīng)使用在真實(shí)控制儀上 的軟件組件，但是該軟件組件在虛擬控制儀2的范圍內(nèi)在模擬器上運(yùn)行，該模擬器是按照 裝置完全不同于稍后的真實(shí)控制儀的。
[0032] 軟件組件4保持與模擬環(huán)境3連接。此外，軟件組件4具有外部數(shù)據(jù)接口 7. 1、7. 2 和7. 3。模擬環(huán)境相應(yīng)地具有數(shù)據(jù)接口 8. 1、8. 2和8. 3。在圖2中示出的虛擬控制儀2非 常接近硬件地建模。在實(shí)際中不總是這樣的情形，在虛擬控制儀2的另一種建模中例如可 以僅在應(yīng)用層面上只存在軟件組件6. 1至6. 4,從而這樣的虛擬控制儀不具有軟件組件4和 5。在這種情況下，軟件組件6的接口是外部數(shù)據(jù)接口，因?yàn)檫@些接口必須保持與模擬環(huán)境 3連接，以便能夠保證數(shù)據(jù)交換。在該例子中可看出，在現(xiàn)有技術(shù)中虛擬控制儀2的變化必 須引起模擬環(huán)境3的所包括的匹配，這隨之帶來了相應(yīng)的缺點(diǎn)：軟件維護(hù)、充滿錯(cuò)誤的變化 等。
[0033] 現(xiàn)在在圖3中示出帶有虛擬控制儀2的并且?guī)в心M環(huán)境3的按照本發(fā)明的測(cè)試 裝置1，其中，但現(xiàn)在也設(shè)有在虛擬控制儀2和模擬環(huán)境3之間通信交流的虛擬控制儀插腳 單元9。虛擬控制儀插腳單元9具有虛擬控制儀接口 10. 1、10. 2、10. 3,借助于這些控制儀接 口，虛擬控制儀插腳單元9與虛擬控制儀2的軟件組件4. 1、4. 2、4. 3的外部數(shù)據(jù)接口 7. 1、 7. 2、7. 3連接。此外，虛擬控制儀插腳單元9具有模擬環(huán)境接口 11. 1、11. 2、11. 3并且借助 于模擬環(huán)境接口 11. 1、11. 2、11. 3與模擬環(huán)境3的數(shù)據(jù)接口 8. 1、8. 2、8. 3連接。因?yàn)樵谶@ 里全部涉及在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的組件，所以接口不應(yīng)被實(shí)體地來理解，所述接口應(yīng)按如下意 義在功能上被理解，即，通過所創(chuàng)造的接口能夠交換數(shù)據(jù)。
[0034] 此外，虛擬控制儀插腳單元9具有虛擬控制儀插腳12,該虛擬控制儀插腳與要模 擬的真實(shí)控制儀的物理接口的插腳通訊，其中，通過虛擬控制儀插腳12能傳輸虛擬的物理 控制儀信號(hào)。因此利用虛擬控制儀插腳12仿制真實(shí)控制儀的物理接口的插腳。因此這 里以數(shù)據(jù)的形式傳送這樣的與該插腳的物理控制儀信號(hào)相符合的參量。因此，虛擬控制 儀插腳12能實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬控制儀2上的可視性，該可視性通過要模仿的真實(shí)控制儀的真實(shí) 物理接口的物理信號(hào)形式來預(yù)先規(guī)定。當(dāng)例如溫度在虛擬控制儀2的應(yīng)用層面上以數(shù)據(jù) /說明T=20°C的形式被操作時(shí)，則該相同的信息通過虛擬控制儀插腳12例如輸出為信號(hào) U=2. 35V。虛擬控制儀插腳單元9至少能實(shí)現(xiàn)信號(hào)到虛擬控制儀2上的可視性，其中，該信 號(hào)可視性能夠以不同的方式被利用。
[0035] 在按照?qǐng)D4的實(shí)施例中，虛擬控制儀插腳單元9的模擬環(huán)境接口 11包括虛擬控制 儀插腳12,從而通過模擬環(huán)境3的數(shù)據(jù)接口 8也可以傳輸虛擬的物理控制儀信號(hào)。
[0036] 在按照?qǐng)D5的實(shí)施例中，虛擬控制儀插腳單元9的模擬環(huán)境接口 11完全由虛擬控 制儀插腳12組成，從而通過模擬環(huán)境3的數(shù)據(jù)接口 8僅傳輸虛擬的物理控制儀信號(hào)。這點(diǎn) 是有利的，因?yàn)槟M環(huán)境3因此完全與在虛擬控制儀2的建模中的變化無關(guān)。當(dāng)虛擬控制 儀2用真實(shí)控制儀替換時(shí)，按照?qǐng)D5形成的模擬環(huán)境3可以實(shí)際上無改變地在模擬器中使 用，因?yàn)槟M環(huán)境3已經(jīng)按照真實(shí)控制儀的物理接口的插腳校準(zhǔn)好。不言而喻地，接著還必 須在模擬器中設(shè)立相應(yīng)的I/O功能性，以便也能夠相應(yīng)真實(shí)控制儀的物理接口的插腳，但 是不再在功能上改變模擬環(huán)境3。
[0037] 按照?qǐng)D5的模擬環(huán)境3能夠在整個(gè)調(diào)節(jié)器開發(fā)過程期間使用，這與虛擬控制儀2 的建模(必要時(shí)變化的)硬件接近性無關(guān)。通過改變虛擬控制儀2的建模所需要的匹配能在 虛擬控制儀插腳單元9中實(shí)施。盡管虛擬控制儀插腳單元也必須被匹配，但按照?qǐng)D5的解 決方案是有利的，因?yàn)槟M環(huán)境3在每種情況下在由虛擬測(cè)試過渡到真實(shí)測(cè)試時(shí)能夠進(jìn)一 步地在HIL模擬器中使用，這在其他情況下是不可能的。
[0038] 在圖6a和6b中分別示出，如在虛擬控制儀2、虛擬控制儀插腳單元9和模擬環(huán) 境3之間的數(shù)據(jù)交換能夠通過相應(yīng)的接口來實(shí)現(xiàn)，特別是對(duì)于以下情況：虛擬控制儀插腳 12作為模擬環(huán)境3的補(bǔ)充的接口被利用。在圖6中示出，虛擬控制儀2在這里通過函數(shù)指 令要求模擬環(huán)境3的接口的數(shù)據(jù)rl。虛擬控制儀插腳單元9接受函數(shù)指令并且啟用通訊 rl: f (Al，B1)，該通訊存儲(chǔ)在虛擬控制儀插腳單元9中。在這里涉及在一方面能在虛擬控制 儀2和/或虛擬控制儀插腳單元9和/或模擬環(huán)境3之間交換的數(shù)據(jù)rl和另一方面與該 能交換的數(shù)據(jù)rl的確定相關(guān)的虛擬控制儀插腳Al、B1之間的通訊。在虛擬控制儀插腳單 元9中對(duì)于由通信所包括的虛擬控制儀插腳A1、B1也存儲(chǔ)有用于確定所屬的虛擬的物理控 制儀信號(hào)u(Al)、u(Bl)的求解命令，從而能夠求解虛擬的物理信號(hào)u(Al)、u(Bl)。在此，模 擬環(huán)境3的虛擬控制儀插腳Al、B1的電信號(hào)值實(shí)際上供使用。其他的工具如例如實(shí)驗(yàn)和 自動(dòng)化測(cè)試工具也能夠與在模擬環(huán)境3中使用無關(guān)地利用虛擬的物理控制儀信號(hào)u(Al)、 u(Bl)。用于計(jì)算數(shù)據(jù)rl所需要的函數(shù)1接著由虛擬控制儀插腳單元9在模擬環(huán)境3中激 活，以此計(jì)算數(shù)據(jù)rl、返回到虛擬控制儀插腳單元9上并且由那里傳遞到虛擬控制儀2上。 在其他的實(shí)施例中，測(cè)試裝置的特征在于，即，對(duì)于由通信rl: f (Al，B1)所包括的虛擬控制 儀插腳12,用于由所屬的虛擬的物理控制儀信號(hào)u(Al)、u(Bl)確定數(shù)據(jù)rl的求解命令也 存儲(chǔ)在虛擬控制儀插腳單元9中。對(duì)于這種情況特別規(guī)定，用于由所屬的虛擬的物理控制 儀信號(hào)u (Al)、u (B1)確定數(shù)據(jù)rl的求解命令分析了與時(shí)間相關(guān)的控制信號(hào)、特別是以在時(shí) 間上限定的時(shí)間信號(hào)或者在時(shí)間上不限定的時(shí)間信號(hào)的形式的控制信號(hào)。
[0039] 在另一種實(shí)施例中，能夠忽略結(jié)果(這里：rl)的直接反饋，從而反饋要么完全不通 過相同或不同的虛擬的物理控制儀信號(hào)進(jìn)行，要么只通過相同的或不同的虛擬的物理控制 儀信號(hào)進(jìn)行。
[0040] 在另一種實(shí)施例中，虛擬控制儀插腳對(duì)于上述的功能性不是作為補(bǔ)充的、而是 作為唯一的用于模擬環(huán)境的接口被利用。在該情況下，模擬環(huán)境的反應(yīng)(例如執(zhí)行函數(shù) functionla)唯一地由虛擬的物理控制儀的變化產(chǎn)生(在所列舉的例子中u(Al)和/或 u(Bl))。
[0041] 相反的信息流在圖6中示出，該信息流這次由模擬環(huán)境3開始。該過程與在圖6 中的過程類似，為了避免混淆，對(duì)于虛擬控制儀插腳使用標(biāo)記A2, B2并且對(duì)于需要的函數(shù) 指令使用function〗。
[0042] 涉及圖6a所提及的實(shí)施變型方案按照意義地相應(yīng)地適用于也涉及圖6b的反方 向。
[0043] 在圖6a、6b中示出的測(cè)試裝置中，在虛擬控制儀2、虛擬控制儀插腳單元9和模擬 環(huán)境3之間交換專門的（dediziert)數(shù)據(jù)。在另一種實(shí)施例中可能的是，用于確定所屬的 虛擬的物理控制儀信號(hào)u (Al)、u (B1)的求解命令是與時(shí)間相關(guān)的函數(shù)，該函數(shù)用來確定與 時(shí)間相關(guān)的虛擬的物理時(shí)間信號(hào)。典型的與時(shí)間相關(guān)的信號(hào)例如可以以專門的參數(shù)化的信 號(hào)曲線（"信號(hào)圖案"）的形式存在或者以參數(shù)化的調(diào)制信號(hào)曲線(例如PWM信號(hào)）存在。求 解命令優(yōu)選地是在虛擬控制儀插腳單元9中顯式的求解命令。在其他優(yōu)選的實(shí)施例中，求 解命令在于虛擬控制儀的至少一種求解命令的參考和/或至少在于模擬環(huán)境的至少一種 求解命令的參考。
[0044] 在圖6a的情況下，通訊以及用于求解虛擬的物理控制儀信號(hào)u(Al)、u(Bl)的求 解命令通過外部的信息加載到虛擬控制儀插腳單元9中。在另一個(gè)、這里未示出的實(shí)施例 中，測(cè)試裝置為使用者提供用于存儲(chǔ)這種數(shù)據(jù)/說明的輸入可能性，這里對(duì)此不更詳細(xì)地 探討。
[0045] 分別示出的測(cè)試裝置1的虛擬控制儀插腳單元9這樣構(gòu)造為，使得該控制儀插腳 單元適合于產(chǎn)生編碼，即適合于產(chǎn)生這樣的編碼，該編碼適用于編程技術(shù)上移植先前描述 的功能性。在此，特別是涉及用于(按照數(shù)據(jù)地）連接外部數(shù)據(jù)接口 7和/或數(shù)據(jù)接口 8的 編碼。備選地或者附加地涉及用于建立通訊的編碼，該通訊在一方面能在虛擬控制儀2和 /或虛擬控制儀插腳單元9和/或模擬環(huán)境3之間交換的數(shù)據(jù)rl和另一方面與所述能交 換的數(shù)據(jù)rl的確定相關(guān)的虛擬控制儀插腳A1、B1之間進(jìn)行。此外，備選地或者附加地涉及 用于實(shí)現(xiàn)用于確定所屬的虛擬的物理控制儀信號(hào)u (Al)、u (B1)的求解命令和/或計(jì)算命令 的編碼和/或涉及用于實(shí)現(xiàn)與時(shí)間相關(guān)的虛擬的物理時(shí)間信號(hào)作為虛擬的物理控制儀信 號(hào)u(Al)、u(Bl)的編碼和/或涉及用來實(shí)現(xiàn)用于從所屬的虛擬的物理控制儀信號(hào)u(Al)、 u(Bl)確定能交換的數(shù)據(jù)rl的求解命令。
[0046] 最后，由虛擬控制儀插腳單元9產(chǎn)生的編碼能夠與虛擬控制儀2的編碼以及模擬 環(huán)境3的編碼一起在一個(gè)共同的模擬中執(zhí)行，其中，所述模擬特別是涉及實(shí)時(shí)模擬。
【權(quán)利要求】
1. 用于在模擬器中利用模擬環(huán)境（3)測(cè)試虛擬控制儀（2)的至少一部分的測(cè)試裝置 (1)，所述測(cè)試裝置具有虛擬控制儀（2)和模擬環(huán)境（3)，其中，所述虛擬控制儀（2)包括至 少一個(gè)帶有至少一個(gè)外部數(shù)據(jù)接口（7)的軟件組件（4、5、6)，其中，所述模擬環(huán)境（3)包括 至少一個(gè)用于與所述虛擬控制儀（2)至少間接地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)接口（8)，其特征在 于， 虛擬控制儀插腳單元（9)具有至少一個(gè)虛擬控制儀接口（10)并且借助于該虛擬控制 儀接口（10)至少與虛擬控制儀（2)的軟件組件（4)的外部數(shù)據(jù)接口（7)連接， 所述虛擬控制儀插腳單元（9)具有至少一個(gè)模擬環(huán)境接口（11)并且借助于該模擬環(huán) 境接口與模擬環(huán)境（3)的數(shù)據(jù)接口（8)連接，以及 所述虛擬控制儀插腳單元（9)具有至少一個(gè)虛擬控制儀插腳（12)，該虛擬控制儀插腳 與要模擬的真實(shí)控制儀的物理接口的插腳通訊，其中，能通過虛擬控制儀插腳（12)傳輸虛 擬的物理控制儀信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置（1)，其特征在于，所述虛擬控制儀插腳單元（9)的 模擬環(huán)境接口（ 11)具有至少一個(gè)虛擬控制儀插腳（12 )，從而通過模擬環(huán)境（3 )的數(shù)據(jù)接口 (8) 也傳輸虛擬的物理控制儀信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)試裝置（1)，其特征在于，所述虛擬控制儀插腳單元 (9) 的模擬環(huán)境接口（ 11)完全由虛擬控制儀插腳（12)形成，從而通過模擬環(huán)境（3)的數(shù)據(jù) 接口（8)僅傳輸虛擬的物理控制儀信號(hào)。
4. 按照權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置（1 )，其特征在于，所述虛擬控制儀插腳單元（9)的 模擬環(huán)境接口（ 11)不具有虛擬控制儀插腳（12 )，從而所述虛擬控制儀插腳單元（9 )建立了 在虛擬控制儀（2)和模擬環(huán)境（3)之間的直接連接，并且虛擬控制儀插腳單元（9)除了模擬 環(huán)境接口（ 11)之外具有所述至少一個(gè)虛擬控制儀插腳（12 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的測(cè)試裝置（1 )，其特征在于，所述虛擬控制儀插腳單 元（9)具有至少一種通訊（rl: f (Al，B1))，所述通訊在一方面能在虛擬控制儀（2)和/或虛 擬控制儀插腳單元（9)和/或模擬環(huán)境（3)之間交換的數(shù)據(jù)（rl)和另一方面與所述能交換 的數(shù)據(jù)（rl)的確定相關(guān)的虛擬控制儀插腳（Al、B1)之間進(jìn)行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)試裝置（1 )，其特征在于，對(duì)于由通信（rl: f (Al，B1))所包 括的虛擬控制儀插腳（12)，用于確定所屬的虛擬的物理控制儀信號(hào)（u (Al)，u (B1))的求解 命令和/或用于由所屬的虛擬的物理控制儀信號(hào)（u(Al)，u(Bl))確定數(shù)據(jù)（rl)的求解命令 也存儲(chǔ)在虛擬控制儀插腳單元（9)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試裝置（1 )，其特征在于，所述用于確定所屬的虛擬的物理 控制儀信號(hào)U (Al)，u (B1))的求解命令是與時(shí)間相關(guān)的函數(shù)并且用作確定與時(shí)間相關(guān)的虛 擬的物理時(shí)間信號(hào)、特別是以在時(shí)間上限定的時(shí)間信號(hào)的或者在時(shí)間上不限定的時(shí)間信號(hào) 的形式的物理時(shí)間信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試裝置（1 )，其特征在于，所述用于由所屬的虛擬的物理控 制儀信號(hào)U(Al)，u(Bl))確定數(shù)據(jù)（rl)的求解命令分析了與時(shí)間相關(guān)的控制信號(hào)、特別是 以在時(shí)間上限定的時(shí)間信號(hào)的或者在時(shí)間上不限定的時(shí)間信號(hào)的形式的控制信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6到8之一所述的測(cè)試裝置（1 )，其特征在于，所述求解命令是在虛擬 控制儀插腳單元（9)中的顯式的計(jì)算命令和/或具有對(duì)虛擬控制儀（2)的至少一種計(jì)算命 令的至少一個(gè)參考和/或具有對(duì)模擬環(huán)境（3)的至少一種計(jì)算命令的至少一個(gè)參考。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到8之一所述的測(cè)試裝置（1)，其特征在于，在所述虛擬控制儀插 腳單元（9 )中規(guī)定了虛擬的物理控制儀信號(hào)的特性。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1到9之一所述的測(cè)試裝置（1 )，其特征在于，在所述虛擬控制儀插 腳單元（9)中產(chǎn)生編碼 以用于連接外部數(shù)據(jù)接口（ 7 )和/或數(shù)據(jù)接口（ 8 )，和/或 以用于建立在一方面能在虛擬控制儀（2)和/或虛擬控制儀插腳單元（9)和/或模擬 環(huán)境（3)之間交換的數(shù)據(jù)（rl)和另一方面與所述能交換的數(shù)據(jù)（rl)的確定相關(guān)的虛擬控 制儀插腳（A1、B1)之間的通訊，和/或 以用來實(shí)現(xiàn)用于確定所屬的虛擬的物理控制儀信號(hào)（u(Al)、u(Bl))的求解命令和/或 計(jì)算命令，和/或 用于實(shí)現(xiàn)與時(shí)間相關(guān)的虛擬的物理時(shí)間信號(hào)作為虛擬的物理控制儀信號(hào) (11(八1)，11出1))，和/或 用于實(shí)現(xiàn)用于由所屬的虛擬的物理控制儀信號(hào)（u(Al)、u(Bl))確定能交換的數(shù)據(jù) (rl)的求解命令。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1到11之一所述的測(cè)試裝置（1)，其特征在于，所述虛擬控制儀（2) 的編碼、模擬環(huán)境（3)的編碼以及按照權(quán)利要求11由虛擬控制儀插腳單元（9)產(chǎn)生的編碼 在共同的模擬中執(zhí)行，其中，所述模擬特別是實(shí)時(shí)模擬。
13. 虛擬的控制儀插腳單元（9)，用于虛擬地映射要模擬的真實(shí)控制儀的與插腳有關(guān) 的物理接口，其中，所述虛擬控制儀插腳單元（9)具有至少一個(gè)虛擬控制儀接口（ 10)、至少 一個(gè)模擬環(huán)境接口（ 11)以及至少一個(gè)虛擬控制儀插腳（12)，其中，借助于虛擬控制儀接口 (10)能建立與虛擬控制儀（2)的軟件組件（4)的至少一個(gè)外部數(shù)據(jù)接口（7)的數(shù)據(jù)連接， 其中，利用模擬環(huán)境接口（ 11)能建立至少一種與模擬環(huán)境（3)的數(shù)據(jù)接口（8)的數(shù)據(jù)連接， 并且其中，虛擬控制儀插腳（12)與用于要模擬的真實(shí)控制儀的物理接口的插腳通訊，其中， 通過虛擬控制儀插腳（12)能傳輸虛擬的物理控制儀信號(hào)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的虛擬控制儀插腳單元（9)，其特征在于權(quán)利要求2到12中 至少一個(gè)權(quán)利要求的特征部分的特征。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK104142676SQ201410087645
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月6日
【發(fā)明者】O·L·弗蘭岑, K·克呂格爾 申請(qǐng)人:帝斯貝思數(shù)字信號(hào)處理和控制工程有限公司