FAST – Eine Testsystem-Architektur mit Zukunft
TechSAT hat eine neue Testsystem-Architektur vorgestellt, die die Testaufbauten für sicherheitskritische Anwendungen, wie sie etwa in der Automobil- und der Aerospace-Industrie vorkommen, deutlich vereinfachen soll.
Sicherheitskritische Systeme bringen ihre ganz eigenen Anforderungen mit, besonders dann, wenn es um die Zulassungsbedingungen geht. Dabei müssen vor allem die Systemanforderungen, Verhaltensweisen, Ausfallraten und Zuverlässigkeitswerte präzise formuliert werden. Die Hersteller müssen dabei nachweisen, dass sie diese Anforderungen erfüllen und die korrekte Umsetzung der Funktionen in Prototypen demonstrieren können. Die Umsetzung müssen sich anschließend in den Test-Stufen Board Test, System Integration und Functional Integration überprüfen lassen. Daraus ergibt sich nahezu zwangsläufig, dass bestehende Simulationsumgebungen und Testsysteme immer komplexer und somit teurer werden.
Der in Poing bei München ansässige Hersteller von Testsystemen für den Avionics-Markt Tech-SAT hat jedoch ein Konzept entwickelt, das auf Basis einer kompakten Architektur die Skalierbarkeit eines Testsystems erhöht und dabei die Kosten für diese Testsysteme deutlich reduzieren soll. Dazu haben die TechSAT-Ingenieure die strikte Trennung von Hardwarefunktionen aufgebrochen und die wesentlichen Funktionen signalspezifisch in die so genannten FAST-Module integriert, ohne die Flexibilität einer modernen Architektur aufzugeben. Eine Adaption der Testumgebung innerhalb des Testsystems kann in vielen Fällen durch Konfiguration erfolgen und somit an neue Features des Prüflings oder an erweiterte Testkriterien im Laufe des Lebenszyklus’ des Prüfling/Produkts angepasst werden.
Das FAST-Konzept
»FAST steht für ein I/O-Subsystem, das sich über Fast Ethernet in jedes Testsystem integrieren lässt«, erklärt Robin Winter, Abteilungsleiter Entwicklung Hardware bei TechSAT. »Das Konzept umfasst eine Familie selbstständiger Module, konzipiert für die Verarbeitung standardisierter und Avionik-spezifischer Signale sowie für die Simulation, das Monitoring und das Routing zwischen Prüfling, Original-Equipment und Testsystem.«
FAST bietet, wie beispielsweise für Hardware-In-the-Loop (HiL) erforderlich, eine vollwertige Schnittstelle zum Original-Equipment für typische Signalverarbeitungs-Anwendungen wie Einlesen/Schreiben, Analyse und Fehlerstimulation. Dadurch kann ein FAST-Modul alternativ zum Simulationsmodus als Monitor zwischen dem Original-Equipment (OE) und bis zu zwei Testeinheiten (UUT/SUT) verwendet werden (Routing). Dieser Wechsel der Betriebsmodi ist unter SW-Kontrolle möglich. Das Modellverhalten ist unmittelbar mit dem Prüfling vergleichbar – daraus wiederum lassen sich schnell Rückschlüsse auf eventuelle Fehler ziehen.
Ein FAST-System kann aus einzelnen Modulen, einem Subsystem-Chassis mit 21 Modul-Slots und einem logischen Subsystem mit mehreren Chassis bestehen. Seine Flexibilität erreicht das System durch folgende Kernfunktionen:
• Standardisierte Schnittstellen für die Signalübertragung
• Programmierbare Signalkonditionierung und Stimulation / Fehlerinjektion
• Skalierbarkeit durch Hardwaregebundene und logische Verknüpfung
• Einbindung per API-Schnittstelle in Testapplikationen
• Volle Integration in ADS2 (Avionics Development System)
Dank der einfachen Verschaltung per Ethernet lassen sich Module und Subsysteme flexibel und gleichzeitig preiswert aufbauen. Auch Fehler im Testsystemaufbau sollen sich schnell und einfach analysieren und beheben lassen. Darüber hinaus können einzelne FAST-Module prüflingsnah platziert werden, um Signale unmittelbar vor Ort abzugreifen oder einzuspielen. »Das erlaubt eine preiswerte Montage und eine hohe Anzahl von Ein-/Ausgängen pro Volumen im Schaltschrank«, so Winter. »Weil ein erheblicher Teil der Verkabelung unterschiedlicher Testsysteme entfällt, vermindert unser Konzept zudem den Entwicklungsaufwand für das gesamte Testsystem.«
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