1.本公开内容涉及一种用于测试汽车控制器的测试设备。本公开内容尤其涉及便携式汽车控制器测试设备、以及用于车身控制器模块(bcm)的测试设备。
背景技术：2.汽车应用中，通常必须对汽车电子控制单元(诸如车身控制器模块(bcm))进行测试。为了使此类测试自动化，对测试设备来说能在一个测试周期内测试被测设备(dut)的所有线路通常是重要的，并且待测试的线路的总数可通常超过300。另外，有许多类型的线路需要测试，包括模拟、数字、总线(can、lin、flexray等)、输入和输出、电压驱动或电阻驱动的、高侧或低侧、不同的输出电流、恒定或者脉冲宽度调制(pwm)。每种类型的dut 线路都需要不同的电路系统，这会导致测试设备庞大并且昂贵。
3.上述的一个问题是，在某些情况下，客户支持工程师(cse)必须例如在交通工具制造商报告故障样品后访问交通工具制造现场以进行测试。不幸的是，目前还没有可以直接连接到多个dut线路而无需附加的电路的商用便携式测试设备。如此，对于cse而言，在乘飞机或轿车前往制造现场时，通常难以运输必要的用于测试的硬件。例如，任何测试设备都将需要符合常规航空行李重量和大小限制，例如重量低于23千克。同样，任何测试设备都需要足够紧凑，以允许设备安装于典型乘用车的行李箱内。因此，当前的便携式测试设备表示一种折衷方案，且通常无法自动测试现代bcm中的大量的dut 线路。
4.本公开内容因而涉及解决上述问题。
技术实现要素：5.根据第一方面，提供了一种用于汽车控制器的测试设备，包括：多个被测设备(dut)线路，所述多个被测设备(dut)线路用于连接到汽车控制器中的相应dut线路；第一复用器和第二复用器，所述第一复用器和第二复用器各自用于从多个dut线路中选择各个dut线路；第一测量模块和第二测量模块，所述第一测量模块和第二测量模块分别连接到第一复用器和第二复用器，以用于测量由每一个复用器选择的dut线路上的信号特性；刺激 (stimulation)块，所述刺激块包括用于刺激电信号的多个刺激模块；以及互连电路，所述互连电路可操作用于选择性地将刺激模块连接到第一测量模块和第二测量模块，以用于刺激所选dut线路上的电信号；以及控制器，所述控制器用于控制第一复用器和第二复用器的切换以及互连电路的切换，以将所选各个dut线路连接至刺激模块，并且用于从第一测量模块和第二测量模块接收测量到的信号特性，以测试汽车控制器中的相应dut线路。
6.在实施例中，测试设备被提供为用于连接至计算机的io卡。
7.在实施例中，测试设备进一步包括多个信道开关，所述多个信道开关用于可切换地将dut线路连接到电源。
8.在实施例中，多个信道开关包括用于将dut线路连接到地面的多个低侧开关。
9.在实施例中，多个信道开关包括用于将dut线路连接到交通工具电池电压(vbatt)
的多个高侧开关。
10.在实施例中，多个高侧开关包括用于感测相应dut线路上的电流的电流传感器。
11.在实施例中，控制器进一步控制信道开关的切换。
12.在实施例中，第一测量模块和第二测量模块各自包括电压传感器、电流传感器和脉冲宽度调制(pwm)传感器中的至少一个，以用于分别测量由每一个复用器选择的dut线路上的电压值、电流值和pwm值。
13.在实施例中，多个刺激模块包括可调整电压输出模块、电阻器十进位(decade)模块、和可调整负载模块中的至少一个。
14.在实施例中，刺激块进一步包括vbatt端子和接地端子，其中互连电路可操作用于选择性地将刺激模块中的一个或多个以及第一测量模块和第二测量模块连接到vbatt端子和接地端子。
15.在实施例中，控制器配置为接收测试指令，其中测试指令包括用于以下操作的指令：通过控制第一复用器和第二复用器中的一个或多个的切换、互连电路的切换、和信道开关的切换来设置dut线路中的一个dut线路的状态，以将所述状态施加于相应dut线路。
16.在实施例中，控制器被配置为基于线路状态逻辑，控制第一复用器和第二复用器的切换、互连电路的切换和信道开关的切换，以防止不正确状态被施加到dut线路。
17.根据上述的测试装置可通过包括以下方法的方法来控制：控制第一复用器和第二复用器的切换以及互连电路的切换，以将所选的各个dut线路连接至刺激模块；从第一测量模块和第二测量模块接收测量到的信号特性；以及基于针对该dut线路的测量信号特性来输出对于汽车控制器中的各个 dut线路的测试响应。
附图说明
18.现在将参照所附的附图来描述说明性实施例，其中：
19.图1示出根据说明性实施例的测试设备的示意图。
具体实施方式
20.图1示出根据实施例的汽车控制器测试设备1的示意图。此实施例中，测试设备1被提供于io卡2上，io卡2提供紧凑设备且允许卡被安装至计算机机箱或者服务器机架中。
21.io卡2支持测试正在被测试的汽车控制器上的多个dut(被测设备)线路所需的电路系统。如此，提供单个设备以允许测试所需的所有dut 线路3直接连接至卡2，其中全部必要的信号调节和处理在卡2的电路板上进行。这由此避免了附加设备以便执行测试的需要，并因此节省了空间以及重量。
22.在本实施例中，设备1包括六十四个dut线路3，六十四个dut 线路3对应于于待测试的汽车控制器内的六十四个线路。设备1包括用于将设备1连接到控制器总线以在64个dut线路上建立通信的接口。
23.dut线路3连接至信道切换块，该信道切换块用于给被测设备 (即控制器)上电(power)。在本实施例中，提供了六十四个低侧信道开关5 以及四个高侧信道开关4。信道开关4、5中的每一个与各个dut线路3相关联。如此，通过对低侧开关5中的各个低侧开关进行切换，dut线路3可独立连接至地面(gnd)。同样，与四个高侧开关4相关联的四个dut线路3可
选择性连接到通过设备1供应的交通工具电池电压(vbatt)。四个高侧开关 4包括用于测量相应dut线路3上的电流电平的电流传感器。
24.在本实施例中，dut线路3上的输出电流被限制成0.9a恒定值和3a峰值。所有dut线路3能为32v。
25.64个dut线路还连接到两个64:1复用器6a、6b，两个64:1复用器6a、6b被提供成独立于信道切换块3，其中每一个复用器可操作以一次选择待测试的一个dut线路。如此，设备允许同时测试多达两个dut线路。在本实施例中，复用器使用mosfet继电器来实现，从而提供大小、可靠性和电流能力的良好平衡。
26.两个复用器6a、6b中的每一个都连接到传感器模块7a、7b，传感器模块7a、7b包括用于测量传导通过传感器模块7a、7b的电压、电流和脉冲宽度调制(pwm)的传感器。如此，传感器模块7a、7b感测由相应复用器 6a、6b选择的线路上的电压、电流和pwm。因此，在任一时刻，可以通过测量相对于地面的线路电压、电流(在本实施例中在两个范围中：80ma和2a) 以及电压pwm来表征两个所选dut线路上的信号。传感器模块7a、7b可具有用于pwm测量的可选阈值。此外，在本实施例中，电压和电流测量被数字化，其中a/d转换时间从数个预限定的值中选择。例如，这可以用于提供在预确定的时间段内的平均电压值或平均电流值。
27.传感器模块7a、7b各自连接至传感器线路15a、15b，传感器线路15a、15b借助于复用器6a、6b建立的连接，有效地形成两个所选dut线路的一部分。传感器线路15a、15b形成刺激块17的一部分，刺激块17用于在传感器线路15a、15b上生成或者调制电信号，并因此在由复用器6a、6b选择并由传感器模块7a、7b感测的dut上生成或者调制电信号。在此方面，刺激块 17包括用于刺激电信号的一组刺激模块。在本实施例中，模块包括可调整电压输出模块11、电阻器十进位模块12以及可调整负载模块13，如下进一步详述。刺激块17进一步包括：互连电路14，以及与传感器线路15a、15b中的每一个相关联的vbatt端子10a、10b和接地端子9a、9b、。互连电路14包括多个开关，该多个开关可操作用于选择性地将刺激模块11、12、13和vbatt 10a、 10b以及接地端子9a、9b连接到传感器线路15a、15b。因此，这些模块和功率端子可动态地连接到所选dut线路，以使得连接到dut线路的硬件电路系统可改变。互连电路14也被布置为使得两个所选dut线路可连接到一起。在本实施例中，mosfet继电器用于实现互连电路14内的可切换连接，从而在大小、可靠性和电流能力之间提供良好平衡。
28.对于刺激模块，可调整电压输出模块11用于输出模拟电压源输出。如此，这可以在用于测试的所选dut线路是电压模拟输入时进行使用。在此实施例中，提供16位分辨率输出，其中最大电流由3w的热设计功率所限制。
29.电阻器十进位模块12可连接以用于与输入dut线路或输出dut 线路这两者一起进行使用，作为电阻负载或电阻刺激。本实施例中的电阻器十进位模块12的电阻范围在10ω
–
100kω，步进为1ω，其中热设计功率为2w，其足够高以用作电阻负载。电阻器十进位模块12也是双向的，以使得电流可在任一方向上流过模块。
30.可连接可调整负载模块13以用作dut输出线路的负载。在本实施例中，可以以16位分辨率和0-0.9a范围调整负载的电流。该模块是单向的，电流可仅在一个方向上流动。
31.本实施例中的刺激块17进一步包括两组可切换外部连接器16a、 16b，两组可切换外部连接器16a、16b用于将外部设备连接至传感器线路15a、 15b。在当io卡2不直接支持特定的dut线路类型时的实例中，可使用这些外部连接器16a、16b。例如，如果汽车控制器中的
dut线路用于总线线路(诸如can、can fd、lin总线)，则外部总线信道可以经由外部连接器16a、 16b中的一个而连接，以用于进行通信测试。外部连接器16a、16b也可用于连接其他专用测试装备。
32.设备1进一步包括控制器18，控制器18控制信道开关4、5的切换、复用器6a、6b的切换和互连电路14的切换。如此，可动态地配置连接至dut线路的硬件。
33.使用中，可通过使用信道开关4、5来将若干dut线路连接到地面(gnd)和vbatt，来向正被测试的汽车控制器提供工作电压。然后，可在控制器18的控制下操作复用器6a、6b，以通过一次选择两个dut线路并且通过互连电路14将不同的硬件连接到这些线路，来顺序测试汽车控制器的dut 线路。如此，可通过选择性地将dut线路连接到模拟输出、电阻器十进位、电子负载、地面、vbatt以及外部设备(诸如，can或lin信道)来测试 dut线路。此外，电阻器十进位模块12和可调整负载模块13可在高侧(hs)、低侧(ls)或线路间配置中连接。因此，测试设备1提供对测试各种dut线路类型的支持，该各种dut线路类型包括：
34.dut输出线路
35.·
高侧和低侧输出
–
互连线路14允许电阻器十进位模块12连接到另一端处的gnd或vbatt。
36.·
故障检测输出
–
由于最大输出电流在本实施例中被限制为0.9a常数，因此即使在最高电流范围内，也无法进行开路线路(open line)检测。只需通过断开相关dut线路即可实现开路状态检测。
37.·
模拟输出(电压和电流)
–
传感器模块7a、7b具有用于测量模拟输出值的电压测量能力和电流测量能力。
38.·
pwm输出
–
传感器模块7a、7b具有拥有可选的阈值的pwm测量能力。在本实施例中，pwm测量的频率范围为1hz
–
30khz。
39.dut输入线路
40.·
高侧和低侧输入
–
互连线路14允许电阻器十进位模块12连接到另一端处的gnd或vbatt。
41.·
模拟电压输入
–
可调整电压输出模块11可用于刺激该类别的dut输入。
42.·
模拟电阻输入
–
电阻器十进位模块12可被连接。
43.·
pwm输入
–
通过使用mosfet继电器快速短路至gnd或vbatt，pwm 生成在两个所选dut线路上都是可用的。这可由微控制器18生成的内部pwm 信号来控制。
44.·
总线线路(例如can、can fd、lin、flexray)输入
–
外部连接器16 可用于连接外部总线接口。设备内的mosfet继电器引入非常小的电阻和电容，因此不干扰总线通信。
45.在本实施例中，设备1进一步被提供有用于连接至计算机的以太网端口。以太网提供了待从计算机控制的多个测试设备1，并且允许使用长电缆并在嘈杂条件下提供良好的可靠性。在其他实施例中，测试设备1可被提供有wifi接口，以用于允许经由wifi连接进行控制。因此这消除了对例如膝上型计算机与测试设备之间的缆线连接的需求。在实施例中，设备1还可以包括用于将设备连接至计算机以用于控制的usb连接。
46.将理解，设备1的硬件设计的灵活性可允许建立多个不正确或禁止的连接。例如，互连电路14可将vbatt和gnd短接在一起。为了防止这种不正确的连接，由控制器18实现的软件防止互连电路14中的开关的可操作性建立不正确的连接。这从而提供对设备1的安全
且直观的使用。
47.在这方面，软件包括线路状态逻辑，该线路状态逻辑用于从终端用户抽取掉(abstract away)硬件设计的细节。具体来说，对终端用户隐藏复用器6a、6b和互连电路14的控制，以防止被禁止和意外的连接。相反，终端用户可以经由计算机向控制器18输入dut线路状态指令，其中控制器18根据指令来确定开关设置以将状态施加给相应dut线路。例如，将特定dut线路设置为状态“电流0.5”的dut线路状态指令使得控制器18操作复用器6a、 6b中的一个以选择dut线路。控制器18还控制互连电路14以将所选线路连接至可调整负载模块13，并将输出电流设置为0.5a。如此，给终端用户提供了直观的测试系统。
48.由于设备1一次最多只能选择两个dut线路3，因此设置新dut 线路的状态的步骤可能需要断开当前连接的dut线路。为促进这一方面，提供两个可替换的切换模式，即：
49.隐含线路断连-在该模式下，在用户请求需要断开另一条dut线路的对 dut线路上的状态的改变时，由控制器18来自动断连该线路，而不需要附加用户交互。这可防止设备内的任何不正确的互连或其他被禁止的组合。
50.强制明确断连-在此模式下，如果用户请求需要断开另一条dut线路的对dut线路上的状态的改变，则控制器18输出错误信号，该错误信号报告包括指示必须首先禁用哪个线路的消息。此模式强制在每个线路上的测试完成后，明确断开每一个线路(即切换至“断开”状态)。
51.根据测试要求，控制器18可设置为上述模式中的一个模式。
52.线路状态逻辑还考虑了与动作连接和断连指令相关联的切换延迟。例如，mosfet继电器具有不同的连接和断开时间。因此，为了防止在一个dut线路到另一个dut线路的测试之间的过渡期间进行不正确的连接，控制器软件在必要时将延迟插入到控制复用器6a、6b以及互连电路14的开关序列中。
53.线路状态逻辑还考虑了电流和热过载保护。即，为了提供紧凑的测试设备1，io卡2以及io卡2上的部件在它们的电流和功率能力方面有效地被“设计过小”。如此，存在这些部件有可能因电流或功率过载而损坏的风险。因此，控制器18固件中的软件指令使用来自信道开关4、5和传感器模块 7a、7b这两者的电流和电压传感器反馈，以在检测出过载情况时提供快速反应以切断过载线路。
54.在这方面，若dut线路3上的电流超过最大阈值(例如3a)，则控制器18将进行对此线路3的立即断连。这从而防止在电流突然上升时损坏设备1。
55.除了最大电流阈值外，实施例还可具有平均电流阈值。例如，如上所讨论，设备1可以(例如，在最后0.5s时期内)连续计算平均电流值。若控制器18确定此平均电流超过预设平均电流阈值(例如，1.1a)，则控制器 18将进行对线路3的立即断连。
56.控制器软件还提供附加的电阻器十进位模块12保护。这是有利的，因为可通过模块电阻器耗散的最大功率有限。在这方面，固件连续计算每个模块电阻器上耗散的功率，并将其与最大允许功率阈值进行比较。若耗散的功率超过了阈值，则控制器18将进行对电阻模块12的立即断开，并将激活警告指示器(诸如设备1上的led)，以提醒终端用户。
57.控制器软件还提供对可调整电压输出模块11和可调整负载模块 13的热过载保护。具体来说，这些模块被提供有温度传感器，该温度传感器向控制器18提供反馈。若这些模块中的任一个的温度超过了较低的温度阈值(诸如70℃)，则控制器18可以触发警告指示
器(诸如，设备上的led上的红绿闪烁指示序列)以警告终端用户有高温。在该情况下，模块可保持工作。但是，若这些模块中的任一个的温度超过了较高的温度阈值(诸如100℃)，则控制器18可以进行对模块的立即断连并且将激活警告指示器(诸如，设备上的led 上的红色指示)，以警告终端用户。
58.除了由用户提供的各个dut线路状态指令之外，将理解，终端用户可指示通过设备1执行测试序列。例如，最终用户可以使用连接到设备1 的膝上型计算机或者其他计算机来启动用于测试所连接的汽车控制器的功能的自动测试序列。作为响应，计算机可以自动向控制器18发出一系列dut线路状态指令，且然后记录来自控制器18的对那些施加的dut线路状态的响应反馈。如此可使用紧凑的测试设备1在汽车控制器的全部dut线路上实现自动测试过程。
59.将理解，仅为了说明目的，以上示出的实施例示出了应用。在实践中，实施例可以应用于许多不同配置，它们的细节对于本领域技术人员来说为易于实现的。
技术特征：1.一种用于汽车控制器的测试设备，其特征在于，所述测试设备包括：多个被测设备dut线路，所述多个被测设备(dut)线路用于连接到所述汽车控制器中的相应dut线路；第一复用器和第二复用器，所述第一复用器和第二复用器各自用于从所述多个dut线路中选择各个dut线路；第一测量模块和第二测量模块，所述第一测量模块和第二测量模块分别连接到所述第一复用器和所述第二复用器，以用于测量由每个复用器选择的dut线路上的信号特性；刺激块，所述刺激块包括用于刺激电信号的多个刺激模块；以及互连电路，所述互连电路能操作用于选择性地将刺激模块连接到第一测量模块和第二测量模块，以用于刺激所选的dut线路上的电信号；以及控制器，所述控制器用于控制所述第一复用器和所述第二复用器的切换以及所述互连电路的切换，以将所选的各个dut线路连接至所述刺激模块，并用于从所述第一测量模块和所述第二测量模块接收测量到的信号特性，以用于测试所述汽车控制器中的所述相应dut线路。2.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述测试设备被提供作为用于连接至计算机的io卡。3.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于，进一步包括多个信道开关，所述多个信道开关用于能切换地将所述dut线路连接至电源。4.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述多个信道开关包括用于将所述dut线路连接到地面的多个低侧开关。5.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述多个信道开关包括用于将dut线路连接到交通工具电池电压vbatt的多个高侧开关。6.根据权利要求5所述的测试设备，其特征在于，所述多个高侧开关包括用于感测所述相应dut线路上的电流的电流传感器。7.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述控制器进一步控制所述信道开关的切换。8.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于，所述第一测量模块和所述第二测量模块各自包括电压传感器、电流传感器以及脉冲宽度调制pwm传感器中的至少一个，以用于分别测量由每一个复用器选择的dut线路上的电压值、电流值以及pwm值。9.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于，所述多个刺激模块包括能调整电压输出模块、电阻器十进制模块、以及能调整负载模块中的至少一个。10.根据权利要求1或2所述的测试设备，其特征在于，所述刺激模块进一步包括vbatt端子和接地端子，并且其中所述互连电路能操作用于选择性地将所述刺激模块中的一个或多个以及所述第一测量模块和所述第二测量模块连接到所述vbatt端子和所述接地端子。11.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述控制器被配置为接收测试指令，其中所述测试指令包括用于以下操作的指令：通过控制所述第一复用器和所述第二复用器中的一个或多个的切换、所述互连电路的切换、以及所述信道开关的切换来设置所述dut线路中的一个dut线路的状态，以将所述状态施加于所述相应dut线路。12.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述控制器被配置为基于线路状态
逻辑，来控制所述第一复用器和所述第二复用器的切换、所述互连电路的切换、以及所述信道开关的切换，以防止不正确状态被施加至所述dut线路。
技术总结一种用于汽车控制器的测试设备(1)，包括：用于连接到汽车控制器中的相应DUT线路的多个被测设备(DUT)线路(3)、和用于选择各个DUT线路的第一复用器和第二复用器(6a、6b)。第一测量模块和第二测量模块(7a、7b)连接到复用器(6a、6b)，以用于测量所选DUT线路上的信号特性。互连电路(14)可操作用于选择性地将刺激模块(11、12、13)连接到测量模块(7a、7b)以用于刺激所选DUT线路(3)上的电信号。提供控制器(18)以控制复用器(6a、6b)的切换和互连电路(14)的切换，并且用于从第一测量模块和第二测量模块(7a、7b)接收测量到的信号特性，以测试汽车控制器中的相应DUT线路。制器中的相应DUT线路。制器中的相应DUT线路。
技术研发人员：P
受保护的技术使用者：安波福技术有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/7/4
