La simulación de hardware en el bucle ( HIL ) , o HWIL , es una técnica que se utiliza en el desarrollo y prueba de sistemas embebidos complejos en tiempo real . La simulación HIL proporciona una plataforma eficaz al agregar la complejidad de la planta bajo control a la plataforma de prueba. La complejidad de la planta bajo control se incluye en la prueba y el desarrollo agregando una representación matemática de todos los sistemas dinámicos relacionados . Estas representaciones matemáticas se denominan "simulación de planta". El sistema integrado que se va a probar interactúa con esta simulación de planta.
Una simulación HIL debe incluir una emulación eléctrica de sensores y actuadores. Estas emulaciones eléctricas actúan como interfaz entre la simulación de la planta y el sistema integrado bajo prueba. El valor de cada sensor emulado eléctricamente es controlado por la simulación de la planta y es leído por el sistema integrado bajo prueba (retroalimentación). Asimismo, el sistema integrado bajo prueba implementa sus algoritmos de control emitiendo señales de control del actuador. Los cambios en las señales de control dan como resultado cambios en los valores de las variables en la simulación de la planta.
Por ejemplo, una plataforma de simulación HIL para el desarrollo de sistemas de frenos antibloqueo automotrices puede tener representaciones matemáticas para cada uno de los siguientes subsistemas en la simulación de la planta: [1]
En muchos casos, la forma más eficaz de desarrollar un sistema integrado es conectar el sistema integrado a la planta real. En otros casos, la simulación HIL es más eficiente. La métrica de eficiencia de desarrollo y prueba es típicamente una fórmula que incluye los siguientes factores: 1. Costo 2. Duración 3. Seguridad 4. Viabilidad
El costo del enfoque debe ser una medida del costo de todas las herramientas y el esfuerzo. La duración del desarrollo y las pruebas afecta el tiempo de comercialización de un producto planificado. El factor de seguridad y la duración del desarrollo se suelen equiparar a una medida de costo. Las condiciones específicas que justifican el uso de la simulación HIL incluyen las siguientes:
El uso de HIL mejora la calidad de las pruebas al aumentar el alcance de las pruebas. Idealmente, un sistema integrado se probaría con la planta real, pero la mayoría de las veces la planta real impone limitaciones en términos del alcance de la prueba. Por ejemplo, probar una unidad de control de motor como una planta real puede crear las siguientes condiciones peligrosas para el ingeniero de pruebas: