我們?cè)谑褂靡訫BD為基礎(chǔ)的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到MIL、SIL、PIL和HIL等In-the-Loop測(cè)試，這幾種測(cè)試之間到底是什么關(guān)系，分別做什么事情，下面我來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)。

一、基于模型的設(shè)計(jì)（MBD）

基于模型的設(shè)計(jì)方法（MBD，Model based Design）采用圖形化設(shè)計(jì)和自動(dòng)化代碼生成，不同于基于手工編程和紙上規(guī)范的傳統(tǒng)編程方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.在統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)測(cè)試平臺(tái)上，允許從需求分析階段就開(kāi)始驗(yàn)證，并做到持續(xù)不斷的驗(yàn)證與測(cè)試；

2.產(chǎn)品的缺陷暴露在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初級(jí)階段，開(kāi)發(fā)者把主要精力放在算法和測(cè)試用例的研究上，嵌入式代碼的生成和驗(yàn)證則留給計(jì)算機(jī)去自動(dòng)完成；

3.大大縮短了開(kāi)發(fā)周期與降低開(kāi)發(fā)成本。基于模型的設(shè)計(jì)方法的不同階段，分別采用MIL/SIL/PIL/HIL等測(cè)試方法，有效的對(duì)嵌入式代碼進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。其中：

MIL，Model in the Loop：模型在環(huán)測(cè)試；

SIL，Software in the Loop：軟件在環(huán)測(cè)試；

PIL，Processor in the Loop：處理器在環(huán)測(cè)試；

HIL，Hardware in the Loop：硬件在環(huán)測(cè)試。

二、模型在環(huán)測(cè)試（MIL）

圖一：模型在環(huán)測(cè)試（MIL）示意圖

如圖一所示，如果在Simulink模型中，將控制算法模型和被控對(duì)象模型連起來(lái)形成閉環(huán)，就是我們經(jīng)常說(shuō)的MIL，顧名思義，在模型層面上實(shí)現(xiàn)閉環(huán)測(cè)試。這種測(cè)試通常發(fā)生在兩種場(chǎng)景之下：

◆系統(tǒng)工程師為了驗(yàn)證算法，使用控制算法模型控制被控對(duì)象模型。

◆軟件工程師做模型級(jí)別的集成測(cè)試。

當(dāng)然，MIL測(cè)試的前提是要有被控對(duì)象模型，搭建被控對(duì)象模型或者采購(gòu)現(xiàn)成的被控對(duì)象模型都可以。

三、軟件在環(huán)測(cè)試（SIL）

現(xiàn)在我們將Simulink中開(kāi)發(fā)的算法自動(dòng)生成為c代碼。但是由于代碼自動(dòng)生成工具本身的原因或者代碼生成工具沒(méi)有正確設(shè)置或者其他未知原因，自動(dòng)生成代碼過(guò)程可能會(huì)引入一些錯(cuò)誤。所以我們需要驗(yàn)證自動(dòng)生成的代碼與算法模型的一致性，這就是SIL測(cè)試。

SIL測(cè)試使用與MIL相同的測(cè)試用例，查看對(duì)于相同的測(cè)試用例，查看其輸出是否與MIL階段一致。為了測(cè)試的高效性，有時(shí)甚至不接入被控對(duì)象模型，而是對(duì)算法模型和生成代碼進(jìn)行相同的輸入，查看輸出是否一致。如下圖所示：

圖二：軟件在環(huán)測(cè)試（SIL）示意圖

四、處理器在環(huán)測(cè)試（PIL）

將自動(dòng)生成的代碼編譯為目標(biāo)處理器需要的形式，并下載到目標(biāo)處理運(yùn)行，為了防止編譯過(guò)程引入新的錯(cuò)誤，此時(shí)需要進(jìn)行PIL測(cè)試。PIL測(cè)試也是等效性測(cè)試，其方式與SIL類似，不同之處是編譯好的算法運(yùn)行在目標(biāo)處理器上，SIL測(cè)試是在算法開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行的（如windows）。

五、硬件在環(huán)測(cè)試（HIL）

在開(kāi)發(fā)出完整的控制器后，有時(shí)被控對(duì)象（整車）還未完成開(kāi)發(fā)；有時(shí)使用真實(shí)被控對(duì)象進(jìn)行測(cè)試太危險(xiǎn)或成本高：出于這些不同的原因，采用真實(shí)控制控制器和虛擬被控對(duì)象的HIL測(cè)試常常被使用。如下圖所示：

圖三：硬件在環(huán)測(cè)試（HIL）示意圖

凱云科技自主研發(fā)的ETest嵌入式系統(tǒng)半實(shí)物仿真測(cè)試開(kāi)發(fā)環(huán)境（點(diǎn)擊查看），是硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)。面向全過(guò)程的自動(dòng)化測(cè)試，以向?qū)降姆绞娇焖俳y(cè)試用例，并根據(jù)測(cè)試用例自動(dòng)生成測(cè)試腳本，系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試任務(wù)自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，減輕測(cè)試工程的工作強(qiáng)度。

提供全方位的執(zhí)行過(guò)程監(jiān)控手段，測(cè)試過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，可通過(guò)測(cè)試用例和代碼邏輯的雙向追溯；內(nèi)置高性能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（響應(yīng)時(shí)間小于1ms，同步傳送和抖動(dòng)時(shí)間小于10us），支持海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理，提高測(cè)試效率。

ETest產(chǎn)品系列是全自主研發(fā)擁有核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)，能夠完美解決整車廠當(dāng)前難題的國(guó)產(chǎn)軟件。采用ETest，就可在設(shè)計(jì)周期的較早階段對(duì)汽車的各個(gè)ECU系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。此外，ETest能夠基于軟件定義的平臺(tái)搭建而成，就能夠較靈活地適應(yīng)ECU設(shè)計(jì)和測(cè)試要求的變化。大大縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間和測(cè)試成本，提升測(cè)試效能。

未來(lái)的自動(dòng)駕駛汽車對(duì)安全性要求極其嚴(yán)格，需要通過(guò)靈活的測(cè)試，才能實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)新，同時(shí)保證測(cè)試嚴(yán)格性和效率。

六、總結(jié)

四種測(cè)試方法各自的特點(diǎn)如下表所示：

以上四中測(cè)試，其中MIL、SIL、PIL三種測(cè)試都是和MBD開(kāi)發(fā)模式下特有的，而HIL不同，無(wú)論你是否使用MBD開(kāi)發(fā)，都可能需要做HIL。不是所有的應(yīng)用都需要，但是以下兩種情況建議做HIL：

1.在控制器軟硬件不成熟的條件下，運(yùn)行出錯(cuò)可能會(huì)導(dǎo)致人身傷害或者重大財(cái)產(chǎn)損失的情況；2.在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，被控對(duì)象開(kāi)發(fā)滯后于控制器開(kāi)發(fā)的情況。另外，HIL測(cè)試通常比實(shí)物測(cè)試更節(jié)省成本，比如，做汽油機(jī)臺(tái)架測(cè)試，需要有大量的汽油消耗，而通過(guò)HIL測(cè)試汽油機(jī)控制器，就沒(méi)有汽油消耗。但這并不是說(shuō)HIL可以替代實(shí)物測(cè)試，HIL測(cè)試之后，通常會(huì)跟著做實(shí)物測(cè)試。