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PXI-Testsysteme

Ein Tester für jeden Bus

17. November 2010, 8:47 Uhr | Ralf Kahl

Die Entwicklung und Etablierung von elektronischen Komponenten in Fahrzeugen hat in den letzten Jahren rasant zugenommen. Wo noch vor einigen Jahren wenig beziehungsweise kaum Buskommunikations-basierende Kfz-Elektronik anzutreffen war, ist diese heute an vielen Stellen nicht mehr wegzudenken. Aus Sicht der Qualitätssicherung bedeutet diese Entwicklung einen massiven Anstieg neuer Herausforderungen im Test- und Prüfbereich.

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Fensterheber, Sitzversteller und ähnliche Komforteinrichtungen wurden früher rein mechanisch, später elektromechanisch betrieben, heute laufen sie mechatronisch. Die Gesamtanzahl an elektronischen Komponenten und Steuergeräten wächst stetig.

Ein Hintergrund hierfür ist beispielsweise der stetig steigende Anspruch der Autokäufer in punkto Komfort und Sicherheit. Bei der Betrachtung aktueller elektronischer Steuergeräte (ECUs) trifft man unweigerlich auf Bussysteme wie CAN, LIN, FlexRay, teilweise noch K-Line und andere.

Hinzu kommt oft noch ein Mix von diversen anderen analogen und digitalen Signalen. Gekrönt wird das Ganze dann von unzähligen Varianten und Instanzen – speziell Automobilzulieferer können davon ein Lied singen.

Spätestens jetzt wird klar, dass man nicht von einer »immer wiederkehrenden allgemeinen Prüfaufgabe« sprechen kann, sondern Testingenieure finden ständig neue beziehungsweise veränderte Situationen und Aufgabenstellungen vor. Was bedeutet das nun für die Sicherstellung der geforderten Qualität?

Hat der gute alte Tester ausgedient, weil er dieser neuen, veränderten Situation nicht mehr gewachsen ist? Wenn ja, was ist zu tun? Sofort treten Begriffe wie »Investition«, »Kosten« oder »Aufwand « in den gedanklichen Vordergrund. Gerade in wirtschaftlich schwierigen Zeiten sind aber genau solche Themen sehr brisant und kritisch.

Nutzbringend wäre eine Lösung, die sowohl technische als auch wirtschaftliche Vorteile in sich vereint – eine universell nutzbare, modulare und skalierbare Technik. Diese Fakten waren bei Göpel das Hauptmotiv für die Entwicklung einer neuen Kommunikations- und Test-Controller-Generation, der »Serie 61«.

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Modular und skalierbar

Die Controller der Serie 61 folgen einem modularen und damit skalierbaren Testressourcen-Konzept. Dadurch kann der Anwender diese Baureihe flexibel an die Schnittstellen- bzw. Ressourcenarchitektur des jeweiligen Prüflings anpassen. So lassen sich die Controller (Bild 1) mit bis zu vier CAN-, LIN- oder K-Line-Schnittstellen ausstatten und bieten parallel Platz für zwei weitere FlexRay-Interfaces sowie Analog- und Digital-I/O.

Im Klartext heißt das, wo früher noch zwei, drei oder mehr einzelne Prüftechnikkomponenten notwendig waren, reicht heute ein einziges Modul aus. Selbst an eine absolut projektspezifische Konfigurierbarkeit durch den Nutzer wurde gedacht.

So lassen sich etwa alle CAN-Schnittstellen mittels austauschbaren Transceiver-Modulen zu High-Speed-, Low-Speed- oder auch Single-Wire-Topologien formatieren und so im Fall von etwaigen Defekten auch sehr schnell wieder instand setzen.

Auch LIN-Anwender kommen auf ihre Kosten, so können sie die Systeme beispielsweise relativ problemlos zwischen LIN-Master- und -Slavebetrieb per Softwarezugriff umstellen. Im Inneren arbeitete eine »PowerPC«-Architektur, gepaart mit dem Echtzeitbetriebssystem QNX.

Hier liegen die Vorteile einerseits darin, dass alle Ressourcen der Serie 61 zentral und damit auch zeitlich synchron genutzt werden können und andererseits unschöne Effekte, die rein Windows-basierte Systemlösungen manchmal mit sich bringen, ausgeschlossen werden können. Einem stabilen Langzeit- oder auch Paralleltest von Steuergeräten unter Echtzeitbedingungen steht nichts im Wege.

On-Board-Funktionen wie Restbussimulation, Bereitstellung von Transport- und Diagnose-Protokollen oder Netzwerkmanagement gehören ebenso zum Funktionsumfang wie die On-Board-Abarbeitung von durch den Anwender selbst erzeugtem Testcode.

Ein für Göpel komplett neues Feature ist auch ein »Record- und Replay«-Modus. Hierdurch lassen sich beliebig spezifische Testszenarien aufzeichnen, abspielen sowie auf andere Module dieser Baureihe via vorhandener Ethernet-Schnittstelle übertragen. Nicht zuletzt entlastet dies den eigentlichen Leitrechner des Testsystems enorm, der Anwender gewinnt also Bandbreite für andere Prozesse und verringert dabei ungewollte Latenzzeiten im Prüfprozess.

Wo früher je nach Testaufgabe und Bussystem mehrere Prüfkomponenten zum Einsatz kamen, kann die Serie 61 mehrere Anforderungen in einem einzigen Modul abdecken (vergleiche Tabelle 1).

Funktion	6153	6173	6181	6191
Port 1	CAN	LIN/K-Line	CAN	FlexRay
Port 2	CAN	LIN/K-Line	LIN/K-Line	FlexRay
Port 3	Option 1	Option 1	Opiton 1	Ôption 1
Port 4	Option 1	Option 1	Option 1	Option 1
Port 5	Option 2	Option 2	Option 2	Option 1
Port 6	Option 2	Option 2	Option 2	Option 1
Analog- und Digital-I/O	Option 3 oder 4	Option 3 oder 4	Option 3 oder 4	Option 3 oder 4

Tabelle 1: Konfigurationsübersicht. Option 1: ein zusätzlicher CAN- oder LIN/K-Line-Port. Option 2: ein zusätzlicher FlexRay-Port. Option 3: je acht digitale Ein- und Ausgänge, je sechs analoge Ein- und Ausgänge. Option 4: je acht digitale Ein- und A

Die primären Folgen sind zum einen Kosteneinsparung (nur ein Modul anstelle von zwei, drei oder mehr) und zum anderen kompaktere und damit kleinere Systeme.

Wenn nun beispielsweise anstelle dreier einzelner konventioneller PXI-Module ein Serie-61-Modul ausreicht und dadurch ein kleineres PXI-Rack anstatt eines großen genügt, ergeben sich weitere »Sekundärvorteile« – nämlich zusätzliche Möglichkeiten, an anderen Stellen Kosten einzusparen.

Spinnt nun jeder mögliche Anwender diesen Faden für sich weiter, entstehen möglicherweise weitere, individuelle Nutzenpotenziale.