CN104699066A - 电子控制模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子控制模块，包括：通讯接口；多个的I/O端口；驱动单元，用于驱动多个I/O端口；以及控制单元，与该模块的通讯接口、驱动单元相连，从而控制通讯接口的数据通讯和通过I/O端口的数据输入/输出。

Description

电子控制模块
技术领域
本发明涉及一种汽车电子控制模块。
背景技术
产品生产出来以后，需要功能测试***来验证其各种性能（本文提到的性能都是指电性能）。功能测试***一般由工业计算机（按照需要可能需要装有各种通讯板卡、I/O控制单元）、负载箱（用来模拟待测品的各种工作状态和负载）、测试仪器（获得测试结果）和测试夹具（夹具用来固定待测品，连接待测品和负载箱和各种测试仪器）组成。工业计算机内装有测试程序，该程序在整个测试过程中会频繁控制各种测试仪器、测试板卡、负载箱、夹具和待测品。对测试仪器、测试板卡、负载箱和待测品的控制是一个软硬件结合的过程。
为了实现对待测品的控制（也叫通讯，通讯诊断），需要在工业计算机上配置相应的通讯卡，即针对测试和诊断中的通讯协议选择相应的通讯板卡，最常见的是CAN卡。为了实现对负载箱和夹具的控制，需要在工业计算机上配置I/O控制单元，用来在负载箱和夹具内做切换和获得某些测量参数，即根据项目需要选择相应数量的DIO数据采集卡。但是，这些控制卡（I/O单元）和通讯卡非常贵，都属于测试***的大额投资。而且相关板卡的资源往往未做到充分利用。随着产品的型号越来越多而单个型号的需求量越来越少的趋势，投资会不断增加。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种电子控制模块，包括：通讯接口；多个I/O端口；驱动单元，用于驱动多个I/O端口；以及控制单元，与该模块的通讯接口、驱动单元相连，从而控制通讯接口的数据通讯和通过I/O端口的数据输入/输出。
相对于现有技术，由于根据本发明的电子控制模块具有通讯接口，因此可灵活地与多种终端设备进行通讯，并且该电子控制模块还具有多个I/O端口，因此工业计算机可经由通讯接口控制所述多个I/O端口，并易于实现I/O端口的扩展，从而实现可扩展的通用型的兼具通讯与I/O数据采集功能的电子控制模块。因此，本发明提供的电子控制模块成本低，用途多，完全能够符合工厂的现场使用，低成本的投资就可以满足生产线的要求，特别在当前汽车电子产品型号众多，而订单数量反而不断下降的趋势下，本发明节省了测试站的投资。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的电子控制模块的配置图。
图2是示出包含根据本发明的实施例的电子控制模块的一种汽车测试***的框图；
图3是示出包含根据本发明的实施例的电子控制模块的另一种汽车测试***的框图；
图4是示出包含根据本发明的实施例的电子控制模块的再一种汽车测试***的框图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本发明。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
下面描述根据本发明的电子控制模块实例，该模块包括通讯接口、驱动单元、多个I/O端口以及控制单元。
该模块的通讯接口在图1所示的实施例中例如为UART（UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）串口、CAN（Controller Area Network，控制局域网）接口等。
如图1所示，该模块的通讯接口还可以包括LIN（Local InterconnectNetwork，本地互联）接口，实现了对CAN和LIN通讯的支持。
该模块的多个I/O端口包括多路二进制输出（A型）、二进制输入（B型）、模拟量输入（C型）、模拟量输出（D型）。图1中的X表示编号。
该模块的驱动单元包括四种驱动矩阵（A、B、C、D型），分别用于驱动该模块的四种I/O端口。
该模块的控制单元与该模块的通讯接口和驱动单元相连，从而控制通过接口的数据通讯和通过I/O端口的数据输入/输出。
如图1所示，该模块的通讯接口还可以包括编程接口，例如API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)，由此，在控制单元中写入预定程序，从而执行相应的控制。编程接口在程序写入后基本上就不起作用了，外接的目的只是为了方便程序的修改。所谓的相应控制的意思是指:由于本发明有一定的灵活性，各种控制和通讯方式都是可选的，取决于外部硬件的连接和写入控制芯片的程序，配置不同时，实现的功能也不同。
如图1所示，在模块中还可以设置有另一CAN/LIN接口，在该另一CAN/LIN接口与控制单元之间连接有CAN/LIN信号转换单元。该CAN/LIN信号转换单元通过硬件实现，作电平转换使用，以便将来自CAN卡的CAN/LIN信号电平转换成该模块中的控制单元所需的电平，由此控制单元生成用于控制驱动矩阵的信号，以对I/O端口进行控制。
该控制单元是一种MCU主控芯片（如图1所示）。
该电子控制模块可应用于汽车电子测试领域，例如，与工业计算机、测试夹具、负载箱一起构成汽车测试***，用于对待测品（例如，汽车电子部件）进行电子测试。
现参照图2描述包含电子控制模块实例的一种汽车测试***，该汽车测试***包括：工业计算机；测试夹具，用于固定待测品；测试站负载箱，用于为待测品提供一定的负载来模拟汽车内与待测品相连的零部件；以及与工业计算机、测试夹具、测试站负载箱以及待测品连接的电子控制模块，用于获取待测品的信息，并通过这些信息为待测品施加一定的负载以进入相应的测试。
工业计算机配置有UART串口，其与电子控制模块的UART串口相连，以及配置有USB接口，其与电子控制模块的API接口相连。
通过在工业计算机上配置的UART串口，使经其输出的信号在经过电平转换后，经由电子控制模块的UART串口传输到电子控制模块的控制单元中。此后，传输至控制单元的信号一方面被转换为CAN信号后，经由电子控制模块的CAN接口输出到待测品，实现工业计算机到待测品的通讯；另一方面，被转换为用于控制电子控制模块中的驱动矩阵的信号，以对I/O端口进行控制，以实现与测试夹具及测试负载箱的数据通讯。本领域的技术人员可以理解，来自待测品的CAN信号可以经电子控制模块的CAN接口传输到电子控制模块的控制单元中，被转换为UART信号，然后经电子控制模块的UART串口输出，经过电平转换后输入到工业计算机上的UART串口，实现待测品到工业计算机的通讯。由此，实现电子控制模块与工业计算机之间的数据通讯。由于这种低成本的串行通讯模式并不需要在工业计算机上配置CAN卡，因此可以大大降低成本。
继续参照图2所示，通过在工业计算机上配置的USB接口，测试控制程序可以通过USB接口输出并通过电子控制模块的API接口写入电子控制模块，以使得电子控制模块可以依据测试控制程序对待测品进行相应的测试。在测试过程中，电子控制模块一方面把工业计算机输出的UART信号转换为CAN信号与待测品通讯，一方面通过UART信号中的控制命令来控制I/O切换，由于电子控制模块的多个I/O端口已分别与测试夹具和测试站负载箱连接，通过控制I/O切换可以实现工业计算机控制夹具的具体动作行为和为测试提供有效负载，从而达到测试的目的。
当所要测试的待测品对I/O资源需求量增大，需要扩展I/O端口时，可以使用多个上述的电子控制模块。此时，可以通过在工业计算机上配置多个UART串口，分别与多个电子控制模块中每一个的UART串口连接，对多个电子控制模块的I/O端口进行控制，来实现I/O端口的扩展。参照图3所示，在包含根据本发明的实施例的电子控制模块的另一种汽车测试***中选用3个所述的电子控制模块，并在工业计算机上配置3个UART串口（UART1、UART2及UART3），以实现选用6路A型和10路B型I/O端口控制测试夹具、48路B型I/O端口控制测试负载箱。请注意，这仅是一个示例，实际上I/O端口按照测试负载箱和测试夹具的需要时可以灵活配置种类和数量以达到不同的功能，这不需要详细描述该细节，只要是本领域的技术人员都可以理解。
由于CAN作为一种多线路网络通讯***，以其时分多主、非破坏性总线仲裁和自动检错重发等灵活、可靠的通讯技术，及低廉的价格，被广泛地应用于汽车控制等分布式实时***。参照图4所示，在包含根据本发明的实施例的电子控制模块的再一种汽车测试***中，各电子控制模块配置有一CAN/LIN接口，而工业计算机上配置有CAN卡。工业计算机上配置的CAN卡和电子控制模块的CAN/LIN接口连接且与待测品也连接。即，CAN总线将工业计算机、电子控制模块以及待测品连接在一起，从而实现CAN总线数据通讯共享。具体说来，电子控制模块内部的CAN/LIN信号转换单元将来自工业计算机上配置的CAN卡的CAN/LIN信号电平转换成该模块中的控制单元所需的电平，由此控制单元生成用于控制驱动矩阵的信号，以对I/O端口进行控制（结合参考图1）。并且，由于CAN卡已直接与待测品连接，实现了工业计算机与待测品之间的通讯，则无需再在电子控制模块配置另一CAN接口，相应节省了成本。或者，也可以根据实际需要，不将CAN卡直接与待测品连接，而是通过某个电子控制模块的另一个CAN口来实现工业计算机与待测品之间的通讯。
可见，通过在工业计算机上仅配置一个CAN卡（无需再配置多个UART串口），就可以连接更多个电子控制模块，对更多个电子控制模块的I/O端口进行控制，从而实现更多个I/O端口的扩展。这使得汽车测试***具有成本低廉、结构简单、设计容易、抗干扰性强等应用优势。
以上描述的各实施例说明了I/O端口既可以通过UART串口控制，也可以通过CAN接口来控制。至于选择哪一种，需要灵活判断。假定一个电子控制模块只有16路I/O，如果对某个待测品的测试需要100路I/O控制信号，选用UART串口控制的方式将需要用到许多个电子控制模块，相应地，在工业计算机上也需要配置许多个UART串口，这当然会增加***的维护难度，此时显然采用CAN信号驱动IO更合适。但是如果对某个待测品的测试只需要10路I/O控制信号，选择低成本的UART完全可行。因此，本发明的电子控制模块在配置测试***时也提供了非常大的灵活性。
总的来说，本发明实际上是在待测品通讯和I/O端口两方面作了优化。首先，在工业计算机上完全省去了DIO数据采集卡的配置，而借助电子控制模块中的I/O端口实现对测试夹具和测试负载箱的控制，节省了成本；并给出了诸如UART和CAN的多种I/O控制方式，提高了配置测试***的灵活性。其次，在通讯方面，支持例如UART、CAN和LIN的多种通讯，同时还可以使用UART信号模拟CAN信号而无需在工业计算机上配置CAN卡，这样做也进一步节省了成本。
虽然以上描述了本发明的示例性实施例，但本发明并不局限于此。所属技术领域的技术人员可以做出各种改变和修改，而不脱离本发明的精神和范围。本发明的范围仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种电子控制模块，包括
通讯接口；
多个I/O端口；
驱动单元，用于驱动多个I/O端口；以及
控制单元，与该模块的通讯接口、驱动单元相连，从而控制通讯接口的数据通讯和通过I/O端口的数据输入/输出。
2.根据权利要求1的电子控制模块，其中，所述通讯接口包括串行接口和/或CAN接口。
3.根据权利要求2的电子控制模块，其中，所述串行接口为UART串口。
4.根据权利要求3的电子控制模块，其中，所述CAN接口被配置为CAN/LIN接口。
5.根据权利要求2-4中任一项的电子控制模块，其中，所述通讯接口还包括在该CAN接口与所述控制单元之间连接有作电平转换使用的CAN信号转换单元，该CAN接口能够与该电子控制模块外部的CAN卡连接。
6.根据权利要求5的电子控制模块，其中，所述CAN信号转换单元被配置为CAN/LIN信号转换单元。
7.根据权利要求1的电子控制模块，其中，所述多个I/O端口包括多路二进制输出端口、二进制输入端口、模拟量输入端口、模拟量输出端口。
8.根据权利要求7的电子控制模块，其中，所述驱动单元包括四种驱动矩阵，分别用于驱动该模块的四种I/O端口。
9.根据权利要求2的电子控制模块，其中，所述通讯接口还包括编程接口，通过所述编程接口，在所述控制单元中写入预定程序，从而执行相应的控制。
10.一种汽车测试***，包括根据权利要求1-9中任一项的电子控制模块。
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