新一代科技產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)汽車工業(yè)相融合
汽車公司和科技公司在幾年前已經(jīng)開始初步合作,但在步入21世紀20年代之際,我們明顯感到他們彼此之間的合作正在深化。汽車市場正迫切采用最前沿的新技術,以期制造更好、更安全的汽車。事實上,當今汽車在許多方面已經(jīng)可提供一些最為先進的技術供消費者自行選購。
盡管行業(yè)之間出現(xiàn)明顯的融合趨勢,但兩者之間仍然存在一些重要差異,尤其是在生產(chǎn)和測試采用關鍵技術的硬件組件和系統(tǒng)軟件方面,差異就更加明顯??萍夹袠I(yè)早已開始采用先進的測試和驗證方法,但眾多汽車行業(yè)供應商仍然沿用老舊的流程,因而無法滿足新型先進技術組件的需求。
軟件定義的汽車
最近貿(mào)易展會上一個突出的趨勢是汽車電氣化。與過去相比,每款新車型采用的半導體和其他電子元件越來越多,而且這些元器件控制著汽車的大部分功能。此外,汽車集成芯片也具有越來越強大的功能。恩威迪亞、高通、英特爾和ARM等知名供應商之前主要為計算機和智能手機市場設計芯片,如今也不斷吸引Renesas和NXP等汽車供應商與之合作,以共同開發(fā)出功能強大的超級車載電腦。
另外,汽車半導體的作用不再僅僅局限于實現(xiàn)車載信息娛樂(IVI)功能,還可為先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)以及傳感器融合提供所需的功能。LG和Dyson等科技巨頭如今正專注于研究電動動力總成系統(tǒng),而松下電器和哈曼(目前屬于三星旗下的公司)等供應商則將重心放在開發(fā)車載數(shù)字駕駛艙。
軟件定義汽車中的概念化駕駛艙
功能日益強大的汽車芯片支撐著日益復雜的軟件解決方案,谷歌、蘋果、微軟以及黑莓等知名科技供應商也正努力開發(fā)先進的汽車界面,使其具有與其他技術設備同樣的先進功能。但是,軟件開發(fā)遠不止是用戶界面,這是因為在新型汽車內(nèi)部,先進的虛擬化軟件可讓強大的電子控制單元 (ECU) 集成高級芯片,替代物理控制器完成許多新任務。最終,車載電腦將具有非常高的精密度和強大的功能,我們甚至可以將它看作為軟件定義的汽車。
測試需求
基于這些復雜的技術,很多人可能會認為智能手機和其他移動設備等產(chǎn)品所采用的測試步驟也同樣適用于汽車ECU測試。但遺憾的是,事實并非如此。還記得100多年前歷史上第一款量產(chǎn)車Ford Model T嗎?從那時至今,由于汽車業(yè)務的傳統(tǒng)特性,汽車行業(yè)的測試仍以機械方式為主。
具體來說,當今汽車的眾多功能應歸功于眾多精密復雜的機電系統(tǒng),但正是由于其復雜性,汽車測試一直是一項極具挑戰(zhàn)性的任務。
而且當今的汽車測試提出了更具挑戰(zhàn)性的要求。由于大多數(shù)汽車關鍵系統(tǒng)以軟件為主,而且數(shù)字組件之間的交互日益復雜,要滿足現(xiàn)代汽車在測試、驗證和模擬方面的各種要求絕非易事。
遺憾的是,傳統(tǒng)汽車測試方法無法完全滿足當今先進功能的測試需求,導致項目進展緩慢,預定的汽車上市計劃推遲。另外,測試流程與各種新需求之間也多有脫節(jié),從而帶來諸多挑戰(zhàn)。例如,眾多一級汽車供應商和汽車制造商通常按順序逐步測試ECU,而非采用現(xiàn)代電子設備常見的并行測試方法。這種現(xiàn)象看起來似乎非常普通,但卻是制約汽車行業(yè)發(fā)展的一個瓶頸。
此外,專為現(xiàn)代汽車開發(fā)的眾多測試套件無法提供足夠的精密度來準確捕捉潛在的缺陷,尤其是汽車包含的代碼量極其龐大,準確發(fā)現(xiàn)潛在缺陷的能力就變得非常重要。此外,雖然當今軟件開發(fā)環(huán)境更新?lián)Q代非???,但許多軟件并無法提供足夠快速的迭代測試能力。為解決此類問題,汽車制造商需要重新審視其針對這些任務所使用的測試設備,并了解目前市面上提供的更為精密的軟件測試開發(fā)工具(以及技術行業(yè)常用的工具)。
當然,鑒于其行業(yè)特性,可靠性和安全性測試始終是汽車行業(yè)的重中之重。由于世界各國政府制定了各種汽車安全法規(guī)來確保車主和乘客的安全,以及汽車制造商生產(chǎn)出越安全的汽車,所獲得的利益越大,汽車行業(yè)在安全測試方面采取了眾多措施,特別是物理控制和系統(tǒng)測試。
從測試流程和方法來看,汽車行業(yè)在發(fā)展過程中所面臨的挑戰(zhàn)在于整合兩種截然不同的領域。其中一個常見的問題是科技設備會出現(xiàn)藍屏死機問題,而且會減損汽車的實際使用壽命,因此如果要將兩個領域相融合,就需要開發(fā)出新的方法。
此外,隨著汽車開始整合自動駕駛決策功能,建立潛在買家對汽車的信任就變得至關重要。為了實現(xiàn)該目的,各大公司必須進行全面測試,并審查這些功能,以幫助消費者克服可能存在的某些恐懼。當然,這一切的實現(xiàn)不能以大幅增加車輛成本為代價。因此,這不僅會影響實現(xiàn)這些功能所需產(chǎn)品的成本,還會影響這些功能的開發(fā)和測試時間。
從測試角度來看,這意味著需要建立并行測試架構(gòu)、自動化測試過程、設計易于升級的軟件、測試新的汽車操作和擁有模型,并驗證與新技術生態(tài)系統(tǒng)的互動性等。為了實現(xiàn)該目標,各大公司所需的工具不僅要非常精密,而且要經(jīng)過多年驗證,證明其足夠成熟,能夠解決智能手機和其他移動設備的類似挑戰(zhàn)。
其中一部分工作包括測試創(chuàng)新。這意味著在設計測試臺時,不應限定功能,而且需要采用更靈活的基于軟件的方法,以便在需求發(fā)生變化時可以集成模塊化硬件和軟件組件。
NI幾十年一直與許多領先技術供應商展開合作,幫助他們構(gòu)建此類復雜的測試環(huán)境,因此擁有非常豐富的經(jīng)驗。利用NI基于平臺的靈活方法,汽車測試團隊可以擁有自己的測試系統(tǒng)IP,并可快速做出更改,無需依靠第三方。
隨著汽車制造商由生產(chǎn)者向移動供應商的角色轉(zhuǎn)變,他們應該重新審視自身所用的測試工具和方法。他們需要利用開放且易于升級的平臺來應對快速變化的新測試需求,這種平臺能夠為測試系統(tǒng)提供靈活性,以便在當下測試未來需求可能隨時變化的汽車。