오류 삽입 스위칭

시뮬레이션 기기와 전자 제어기 사이의 신호를 스위칭하는 광범위한 솔루션

PXI 오류 삽입 스위치 모듈 제품은 안전과 관련된 테스트를 위해 특별하게 설계된 제품으로서, 전자 제어기로의 센서 입력이 예기치 않은 잘못된 방법으로 연결되었을 경우 제어기의 응답을 검증하기 위하여 사용됩니다. 이 모듈들은 하드웨어-인-더-루프(HIL) 시뮬레이션 및 테스트 시스템에서 시뮬레이션 기기와 실제 제어기 사이의 신호를 스위칭하기 위해 사용될 수 있는 광범위한 솔루션입니다. 

오류 삽입 스위칭 유닛으로 HIL 응용 분야에서의 시스템 통합을 단순화할 수 있고, 테스트와 진단을 빠르게 할 수 있습니다. 피커링 FIU는 채널 수와 오류 버스 구성에 따라 광범위한 종류가 있고, 허용 전류는 모델에 따라 0.3A에서 30A입니다. 필요한 구성을 찾기 위하여 아래 내용을 참조하십시오.

오류 삽입 테스트란?

오늘날의 전자 제어기(ECU)는 높은 수준의 정교함과 복잡함으로 인해 특별한 테스트 방법이 필요합니다. 시스템 오류에 대한 테스트 개념은 새로운 것이 아닙니다. 이는 ECU 검증의 중요한 항목이며 시스템에 인위적으로 전기적 오류를 주입하는 것을 포함합니다(오류 삽입 시험). 이 테스트 과정에서는 일반적으로 부식, 쇼트/오픈 회로, 그리고 노후화로 인한 기타 전기적 오류, 손상 또는 심지어 설치 오류로 인해 발생할 수 있는 다양한 상황들을 모사할 수 있습니다.

이 페이지 맨 아래에 있는 오류 삽입 테스트 관련 자료의 적용 사례, 비디오, 백서 등을 통하여 더 상세한 내용을 확인해 보시기 바랍니다.

일반적으로, 개발 중인 ECU는 이것을 제어하는 장치를 시뮬레이션하는 테스트 시스템에 의해 실행됩니다. 이것을 종종 하드웨어-인-더-루프 (HIL) 시뮬레이션이라 합니다. ECU로 입력되는 신호를 모사하는 신호 발생기와 ECU로부터의 아날로그 및 디지털 신호를 수집하는 신호 측정기는 수동 또는 컴퓨터 프로그램에 의해 제어됩니다. 오류를 삽입해야 하는 경우에는 전통적으로 그림 1과 같은 패치 패널이 자주 사용되어 왔습니다.

그림에 표시된 다양한 케이블은 ECU의 입출력(I/O)을 신호 발생기 또는 신호 측정기에 연결하는데 사용됩니다. 오픈 회로를 시뮬레이션하기 위해 입출력 연결을 해제하거나, 쇼트 회로를 시뮬레이션하기 위해 함께 묶을 수도 있으며, 모든 결과가 측정됩니다. 이러한 유형의 솔루션은 장비 크기 문제 뿐만 아니라 본질적으로 많은 단점을 갖고 있습니다. 지속적인 유지보수 문제, 운영자의 상당한 지식 필요성, 잠재적인 인적 오류, 테스트를 실행하고 결과를 기록하는데 필요한 인건비와 같은 숨겨진 비용 문제들도 있습니다.

수동 방법의 또 다른 주요 단점은 반복성이 없다는 것입니다. 실패한 시험 조건을 신속하게 재현하는 기능은 개발을 지원하거나 수정 조치를 수행하기 위해 테스트 시스템에서 필수적입니다. 시험 조건을 신속하고 정확하게 재현할 수 있다는 것은 모든 업그레이드 또는 검증 프로그램에서 중요한 장점입니다.

테스트 신호 연결과 실시간 전기적 오류 삽입을 소프트웨어 제어를 통해 자동화함으로써 시험 절차와 결과 기록 효율성이 향상됩니다. 테스트 신호를 다양하게 연결하기 위하여 적절한 구조의 매트릭스 스위치가 사용될 수도 있지만, 오류 삽입 시험에서는 오류 삽입 스위칭과 같은 독특한 스위칭 구조가 필요합니다.

모듈형 오류 삽입 솔루션

피커링은 광범위한 종류의 PXI 오류 삽입 유닛(FIU) 스위치 제품을 제공합니다. 이 확장 가능한 솔루션으로 HIL 시뮬레이션 및 테스트 시스템에서 시뮬레이션 기기와 실제 제어기 사이의 신호를 스위칭할 수 있습니다. FIU로 HIL 응용 분야에서의 시험, 진단, 통합 작업을 현저히 단순화하고 가속화할 수 있습니다. 다음은 가장 일반적인 오류 삽입 스위칭 구조 중 일부입니다(당사 FIU 예를 기반).

단일 오류 버스 구조

그림 2 - 단일 오류 버스 구조

다중 오류 버스 구조

아래 그림 3에 표시된 구조는 더 많은 유연성을 제공하며 당사의 다양한 FIU 모듈에서 사용됩니다. 이 구조를 사용하여, 아래 오류를 시뮬레이션 할 수 있습니다.

• 입력 연결 하나가 출력과 끊어짐
• 출력이 2개 오류 버스 중 하나에 연결됨
• 오류 버스 연결이 끊어진 경우 한쪽 출력이 다른 출력과 쇼트
  

40-190 시리즈 오류 삽입 모듈에서 사용되는 구조에서는 오류 버스 연결이 끊기거나 4가지 오류 조건 중 하나에 연결될 수 있습니다. 이렇게 하면 버스가 접지, 전원 공급기 또는 다른 조건에 연결될 수 있습니다. SPST 스위치를 사용하므로, 이들을 모두 열리도록 설정하면 오류 버스로부터 분리할 수 있으며, 2개의 릴레이를 닫아 두 신호를 쇼트시킬 수 있습니다.  

그림 3 - 다중 오류 버스 구조

오류 삽입 매트릭스

오류 삽입 매트릭스(40-592A 및 40-595A)는 더 복잡한 구조를 제공하므로, 다양한 방법의 복잡한 오류 삽입 테스트에 사용될 수 있습니다.

오류 삽입 매트릭스를 사용하는 일반적인 방법(그림 4 참조)은 제어기와 센서 사이의 연결이 X축 상에 있도록 하는 것입니다. 예를 들어, 입력은 X1.1로 연결하고 X1.2에서 출력하는 것입니다. 이 예에서 기본 조건은, 릴레이 연결이 통상 닫힌 상태(normal close)로 하는 것입니다. 또한, 훨씬 더 복잡한 오류 조건을 생성할 수도 있습니다.

• 입력과 출력 사이의 오픈 회로
• 패치 판넬에서 하나의 부품이 삽입될 수 있는 것처럼 출력에서의 오류를 X1.2에 연결. 4개의 오류 버스(Y1~Y4) 중 하나를 하나의 입력에 연결
• 하나의 출력을 4개 오류 버스(Y5~Y8) 중 하나에 연결
• 사용하지 않는 Y열 중 하나에 쇼트 조건을 주기 위하여 사용하지 않는 X행을 사용한 선 사이의 쇼트
• Y축을 사용해서 선 사이에 션트 부품 추가
  

시뮬레이션되는 오류의 유형이 매우 다양하므로 각 X축의 세 번째 연결은 훨씬 더 많은 유연성을 제공합니다.

그림 4 - 오류 삽입 매트릭스

오른쪽 이미지는 당사 PXI 오류 삽입 스위치 모듈(사진 제공: Clemessy S.A.)을 기반으로 한 많은 채널 수의 자동차 ECU 검증 시스템이며, 아래는 당사의 PXI 오류 삽입 모듈의 몇 가지 예입니다.