案例研究 - 华迅科技有限公司

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Huaxun tech logo  华迅科技公司位于中国西北省份陕西省的省会西安市,是一家 GNSS 芯片组和装置制造商。他们设计、开发和组装一系列用于 GNSS 应用及其自有导航和运输录制系统的产品。多年来,他们一直处于中国 GNSS 接收器生产领域的领先地位。

  GNSS 模拟器是他们测试和开发程序所需的关键元件,华迅拥有两台双星座录制和回放 LabSat,主要用于几个关键环节。


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FPGA 测试

  工程师周良荣对于 LabSat 带来的大幅时间节省解释说:

  “在完成芯片送交制造之前(签核新电路板),我们需要在 FPGA 上测试硬件逻辑和软件系统,我们通过两种方式实现:在实验室和在现场。

  LabSat 对于实时信号测试尤其有用。相较于传统测试方法,我们发现使用 LabSat 的时间效率可以提高三至五倍。这要归功于多个原因,主要是:

  • 简化:LabSat 可相当轻松地连接至 FPGA 所需的通常十分复杂的硬件设置。
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  • 这种执行测试的能力就如同我们在户外道路上驾驶时一样,在西安,我们通常不得不将测试安排在交通高峰时段,会浪费宝贵的时间。凭借 LabSat,我们只需将“实时”场景回放至装置,根本不用再浪费时间。我们再也不必用整个上午的时间去执行两个小时的测试工作,现在只需要……两小时!
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  • 多次回放场景仍能确保一致性,这让我们能分析和精确指出装置硬件和固件存在的问题。”


引导测试

  这是小批量产品的测试。华迅的工程师用 LabSat 代替了信号发生器进行灵敏度测试,因为它更真实;可使用来自全球任何地点而非仅限当地实时天空信号的场景,这进一步增强了它的真实性。

  周良荣工程师说:

LabSat3 on Hand 280  “丰富的场景让我们具有了完整的解决方案。就像我们不必用一辆跑车(以及额外的车辆和汽油成本)进行高动态性引导测试一样,我们也不必跑遍半个世界去在当地进行测试,只需录制一次,我们就能尽情频繁地使用。

  LabSat 小巧的尺寸和标准的接头带来进一步的便利性,这使搭建测试环境较以前变得更简单。”

批量测试

  华迅执行全自动化批量测试用于取样和筛选瑕疵产品,周良荣工程师解释说这具有很高的成本效益和效率:

  “我们再次用 LabSat 代替了信号发生器,因为这具有更高的成本效益,它也可用于完成实验室项目。不像信号发生器,它还可用于完成户外实时信号测试。”


研究和技术支持

  华迅使用的 LabSat 不仅用于实验室或生产线测试,还用于其他业务方面:

  “最后”,周良荣工程师继续说,“LabSat 场景可被共享这样一个事实,被证明对于我们的现场测试工程师在为客户解决问题时十分宝贵。”

案例研究 - 瑞典空间研究中心

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swedish space corporation001  过去几十年见证了为航天行业提供服务和硬件的商业公司的崛起,打破了政府部门的垄断局面。其中一家此类企业就是瑞典空间研究中心 (Swedish Space Corporation),它是全球卫星任务和太空操作领域的先行者。

swedish space corporation002  瑞典空间研究中心集团 (SSC Group) 为众多客户和他们的空间项目提供服务,经常从瑞典北部基律纳市郊外的雅斯兰吉航天中心发射探空火箭和气球。雅斯兰吉航天中心的位置十分理想,位于一片广阔的无人居住的陆地中部,根本不用担心火箭会着陆在大海中,因此可轻松回收。

  正如人们所预料的,这涉及到诸多技术挑战,发射气球或探空火箭(它们本身就价值不菲,更别提它们的有效载荷)突破地球大气层绝对需要一丝不苟的准备。其中一个方面自然是航空器的 GNSS 导航能力,因此这需要安装“太空级”接收器。

  GNSS 接收器的销售和出口受到《瓦森纳协定》的限制,该协定由 41 个国家控制,他们确定和维护着一份需要许可和出口管制的技术清单。该协定成立于 20 世纪 40 年代冷战开始时,最初的名称为 CoCom(多边出口管制统筹委员会),旨在管制每个成员国的武器出口。

  随着新技术的出现,CoCom 管制范围的定义变得越来越宽,以致于它不仅限制弹药和防御,还限制“军民两用产品和技术”。换言之就是:日常生活所用并是军械系统成员的装置、软件或它们的使用培训和协助材料。

  CoCom 于九十年代初解散,由 1994 年的《瓦森纳协定》取代。GNSS 接收器此时已被包含在内,目的是确保它们不会被用于制导弹道导弹。它们的功能被限制于最高速度为 1000 节(约 1850 公里每小时),并且有效高度不超过 18 千米。任何需要使用此功能者均需申请相关的政府许可;获得许可后,他们就能将其用于规定范围以外的用途。

swedish space corporation003  瑞典空间研究中心放飞的气球主要用于大气研究、天文研究和气象监测,不会快速上升或具有很快的对地航向速度,但可达到 45 千米高度,因此即使不需要高动态能力,接收器也要达到太空级别。火箭的情况则不同,它的飞行速度可达 1.26 万公里每小时,飞行高度可达 800 千米,因此这类航空器所用的接收器必须达到现有的最高级别。

  鉴于空间探索和任务规划的特性,应做到万无一失,瑞典空间研究中心要求必须对接收器处理火箭和气球发射及轨迹数据的能力进行测试,但《瓦森纳协定》对此并无限制。他们目前使用 LabSat 模拟器执行这些测试。

  他们过去遇到的一个问题是,在接收器固件更改后(例如为了更新星座或处理闰秒),就会出现故障或错误。瑞典空间研究中心的高级技术顾问 Gunnar Andersson 解释说:

  “我们有时会要求接收器制造商对他们的固件进行更改,有时他们会因为更新较旧的芯片组而发布新代码。但我们必须始终执行测试,以确保最新的固件能在太空中启用,因为如果在火箭上升到 18 千米时突然失去了方位,我们就会遇到严重的问题,任务可能失败。我们还会对我们的系统做出一些细微改动,这些都需要在发射前进行验证。LabSat 可完全令人满意地做到这些。”

  直到最近,Gunnar 才与他的同事开始使用位于慕尼黑的一个模拟器。

  “这没有问题”,他说,“但访问它有点难度,距离也很远,有点不方便。我们的确需要在基地拥有这样的装置。在试验中使用 LabSat 的效果很理想,因此我们确定它就是合适的设备。”

swedish space corporation004  但在瑞典空间研究中心能够充分利用 LabSat 的功能前,有一些问题需要克服。尽管可以用 SatGen 模拟软件生成发射和轨道场景,但需要进一步的开发才能让飞行路径包含下降阶段,以前没有这种要求。瑞思捷总经理 Julian Thomas:

  “我们已经拥有将 LabSat 和 SatGen 用于空间应用的客户,这些应用包括发射和行星轨道在内的场景。但瑞典空间研究中心发现该软件除了能生成他们火箭的预计G力和加速率,以及一般的高动态数据外,无法生成包含火箭发射和下降轨迹的场景。”

  “一旦明白了这个要求,我们就能进行必要的更改,一周内,他们就成功进行了测试。”

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  Gunnar 证实说:

  “我们的火箭达到了 100 千米至 800 千米之间的高度,发射加速度达到了 20g,临时加加速率高达 50g,动态性很强。SatGen 软件最初无法生成这些,但我们发现瑞思捷的支持部门很棒,他们很快就解决了问题。”

  “接下来,我们想在试验台上使用我们的 LabSat 来测试我们的天线系统。出于稳定性原因,我们的大多数火箭在上升阶段都会而发生旋转,但这在使用 GPS 信号时会导致问题,因为它会产生额外的相位偏移。我们的目的是将天线和 LabSat 安装在一个转盘上,并录制我们可回放的信号,从而优化我们的天线和接受器设置。”

案例研究 - Memoto 的 Narrative Clip 可穿戴相机

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Narrativeclip2016001Narrative Clip 是一款典型的可穿戴设备,并是新潮的“生活日志”装置之一,如今已大规模生产。它是一种小型 (36mm x 36mm x 9mm) 五兆像素相机,内存充足,可存放四千张照片,电池电量可使用两天。Narrative Clip 最初由一家名为 Memoto 的瑞典公司设计和制造,它外形小巧且具有非打扰特性,可轻松穿戴在衣服上,Memoto 以众筹融资方式启动了这个项目。

它的设计十分简洁,没有任何按钮,正面向下即可进入待机模式。该装置的一项出色特性是,在自身的小型封装内包含了一组自定义 GPS 引擎和天线,可让它拍摄的每张照片均带有地理位置标签。随着照片云端储存的进一步发展,将可以按位置搜索照片。

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该项目的其中一位开发人员 Bjorn Wesen 说明了项目启动时的情况:

“因为 GPS 在室内效果不好,最初我们只需要一种能在办公室内测试接收情况的方法。我们不是在加利福尼亚,不能把办公室搬到户外去!我们最初使用了一种简单的 GPS 转发器,就是一个安装在户外的天线加上一个室内放大器和转发器。这对于一些工程任务效果很好,但却无法胜任重现测试场景或比较不同天线解决方案之间灵敏度的工作,因此我们开始考虑 GPS 录制/回放产品,正是在这时我联系到了瑞思捷。”

凡是开发包含 GPS 的产品者均会遇到这个问题:尽管完全可以走到户外并检查信号获取情况,但正如 Bjorn 所言,这么做远远不够。卫星历书在不断偏移,就像信号本身在穿越电离层时会“弯曲”一样。很难确保一致性,因此 LabSat 就成为了理想的解决方案。

Narrativeclip2016003首席执行官兼共同创始人 Martin Källström 在 2013 年接受 Slashgear.com 的采访时,深入说明了他们遇到的问题:

“首次集成时,我们计划使用 2 x 3 mm 的小型 GPS 天线,实际上是将 PCB 当作天线,但那根本没有效果。因此,我们与瑞典的天线专家合作开发出一种导线天线,沿着相机顶部布置...这种天线在实验室内的使用效果很好。即使在相机内,搭配 PCB 的效果也很出色。然后,我们将它与实验室设备断开连接,把它放入相机内,再开启,它却根本不工作。GPS 天线没有发出任何信号。

因此,我们用导线将天线不接入 PCB,而是接入实验室设备,我们发现当相机的电子器件关闭后,天线工作正常;但当相机开启后,天线根本不工作。也确实有一组信号,但却完全淹没在噪音中。它的外壳就是一个完美的电波回音室,我们将组件在 PCB 上来回变换位置,不断摸索着对它进行了改正。”

在此查看完整采访)

现在硬件开发已经完成,LabSat 仍是 Clip 制成品的内在组成部分。Bjorn:

“为了确保我们工厂生产测试的一致性,我们再次需要已录制 GPS 信号的重现能力,所以它明显适合。目前,工厂有两台 LabSat 3 回放装置用于两个生产管线阶段内的测试。”

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LabSat 3 让用户能录制真实世界的卫星信号,从而确保工作台测试的完全真实性。尽管 Narrative 目前并不自行开发 GPS 定位算法,Bjorn 很早以前就看到这种情况会发生:

“我们目前并不使用该功能去跑遍世界各地录制复杂的场景用于 GPS 开发。但我们可能需要做其中的一部分,以确保 GPS 解决方案具备独立一致的品质,因此我们认为肯定会用到它。”

随着穿戴设备行业不断发展,对于一致性信号的需求会越来越大,LabSat 将会满足这种需求。

Narrative Clip 网站

案例研究:Road Angel

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Roadangel2016001LabSat GPS 录制和回放技术为超速摄像机定位器行业的市场领导者节省了 6000 小时测试时间

采用卫星技术的装置开发工程师面临着一项持续的挑战:验证他们的产品在所有状况和位置下均可按预期使用。对于位于英国银石 (Silverstone) 的 GPS 安全摄像机和黑点定位器市场领导者 Road Angel 而言,至关重要的是他们的产品始终不出现差错,或者不存在会被客户投诉他们的产品未警告客户注意高速摄像机的风险。

以前,Road Angel 的技术人员不得不逐个测试装置,他们需要驾车驶过已知的超速摄像机位置,确认未启动的装置,并指明 GPS 系统的故障。这种方法需要一辆车和一名驾驶员,十分费时和昂贵,仅提供主观的错误报告。

如果有一种方法能在实时天空状况下测试装置,并无需现场手动测试该有多好啊?这正是 LabSat 的设计者瑞思捷宣称拥有的能力,该装置能录制 GNSS 信号并将这些信号回放至接受测试的产品。为了验证瑞思捷所言是否属实,Road Angel 借用了一台 LabSat 两周时间。

Road Angel 开发总监 Richard Meechan 来到户外用 LabSat 录制了一段实时路线,其中包含多个超速摄像机类型和位置。随后他可以根据需要尽可能多次地将录制的内容回放至正在测试的系统。

Meechan 说:“我们让 LabSat 在我们的实验室全天候运行超过两周时间,每次将三十分钟的测试驾驶回放至二十台测试装置。”他继续说:“每一组均安装了不同的固件版本。LabSat 用于评估每个版本检测到所录制超速摄像机系统的能力,其中包括从原始固件发布至今所采用的新摄像机型号。”

它有效果吗?Meechan 说:“在为期两周的试用期内,LabSat 在测试我们新的 Vantage GPRS 连接超速摄像机定位器方面,为我们节省了 6000 小时。凭借对于客观测试结果的自信,以及几乎不用离开办公室就能完成,我们现在可比以前更快速地将产品和功能推向市场!”

Road Angel 对这些结果很满意,现在已购买一台仅回放型 LabSat 系统,以及一份瑞思捷的 GPS 模拟软件 SatGen。

使用 SatGen 软件模拟场景,意味着 Road Angel 可在世界上任何地点测试其装置的运行情况。他们已发现该套设备理想适用于客户声称他们的产品未能提示存在摄像机,或他们的装置在本来没有摄像机之处却提示说存在的情况。测试工程师可使用 SatGen 搭配谷歌地球,重新生成穿越声称存在装置故障区域的测试驾驶行程,以查看故障位置并将其修复。

案例研究:MSL Circuits 如何在一个月内测试了 2 万台生态税导航装置

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MSL circuits2目前越来越多的制造商在使用录制和回放技术测试 GNSS 应用。我们的迷你案例研究系列,将针对此类公司如何使用 LabSat 测试其 GPS 产品的经验进行分析。

本案例研究将分析法国制造商 MSL Circuits 的独特应用,该公司制造集成了 GPS、GSM 和 DSRC 技术的生态税导航装置。

MSL Circuits 的要求是什么

MSL Circuits 位于卢瓦尔河谷,已为汽车行业开发电子系统超过 20 年,它需要对每款生态税 GPS 装置进行一种简单而可靠的测试。每月需要测试 2 万台装置,因此测试方法应快捷高效。

测试工程师 Cyril Parrot 说:“为确保每台装置均正确运行,我们想模拟来自单颗卫星的 GPS 信号。其中的挑战在于,如何对每个产品均播放完全相同的信号以确保一致性。”

测试解决方案

“我们在网上搜索时发现,有些产品可以执行这些测试,但它们都太昂贵和太复杂了”,Parrot 说。“找到 LabSat 系统后,我们认为它可以更实惠的价格,完成我们所需的一切任务。”

“为了避免外界噪音,射频 (RF) 测试使用射频室完成,LabSat 可安全集成至半自动化测试器中,以确保尽可能快速地执行精确的测试。”

他补充说:“LabSat 让我们能一致性地反复回放同一测试场景,从而让我们能向客户提供可靠的产品。这些测试使用内部产品天线和外部天线以连续方式执行,以确保生态税装置经受最高级别的测试。”

案例研究:DGE 订购 10 LabSat 用于车辆车载信息系统模拟

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dge2016001DGE 是开发电子控制模块、车载信息系统集成和验证服务的专家。当受到一家重要的汽车制造商委托开发一款无需在道路上执行实体测试,便可对车辆车载信息系统进行测试的工具时,他们需要一款可靠的 GPS 模拟器。

这家位于美国密歇根的公司,需要一款可与他们的系统测试器集成在一起的 GPS 模拟装置,用于在受控环境下评估车载信息系统控制装置。DGE 以前采用了更昂贵的系统,这次选择用 LabSat 装置录制和回放 GPS 和 CAN 信号数据。

DGE 对于 LabSat 显著缩短测试时间的能力印象深刻,现在已下十台 LabSat 装置的订单。

DGE 项目经理 Chris Shamoun 说:“我们期待着使用新的 LabSat 开发我们的系统性能。它们对于我们车载信息系统测试器 (TST) 实现未来的灵活性和自动化,同样至关重要。”

LabSat 经销商美国 VBOX 的技术总监 Jim Lau 说:“DGE 对于十台 LabSat 装置的投资,表明他们信任我们的技术,并认为它是一套可用于测试他们车载信息系统的出色解决方案。”

“我们一年前向他们展示了 LabSat,我很高兴看到他们在目前的项目中选用了我们的产品。我们期待着继续为 DGE 提供产品和支持,以满足他们的测试需求。”