电源控制器MCU硬件在环（HIL）测试方案

随着电力电子技术和新能源产业的发展，对电源控制器（MCU）性能、可靠性和安全性要求提升。传统测试方法难以满足现代电源控制系统开发需求，硬件在环（HIL）测试技术成为电源MCU开发的重要验证手段。EasyGo 推出的 MCU+HIL 测试方案，特别适用于开关电源、谐振变换器等复杂拓扑的测试需求。

一、EasyGo HIL+MCU 方案

本方案针对电源控制器 MCU（微控制器单元）的硬件在环（HIL）测试需求，采用 EasyGo 实时仿真平台构建高精度测试环境，通过模拟各类电源拓扑的动态特性，实现对电源控制算法的闭环验证，同时支持故障注入和极限工况模拟，显著提升电源控制系统的开发效率与可靠性。

方案基于 CPU+FPGA 架构，可实现纳秒级实时仿真，特别适合电源拓扑的精确模拟。其图形化建模界面和无需编译的特性大幅降低了技术门槛，使工程师能够快速搭建各类电源系统模型并开展全面测试。

二、 方案优势

相较于传统硬件结合 MCU 的测试模式，基于 EasyGo 实时仿真平台的电源控制器 MCU+HIL 方案在核心性能上具有显著优势，具体对比如下：

三、 **系统架构 **

EasyGo 实时仿真平台为电源控制器 MCU 提供硬件在环（HIL）测试系统，与用户 MCU 构成一整套测试系统。

在整体系统中，EasyGo 实时仿真平台与 MCU 之间通过实际物理 IO 交互。MCU 的 AI 端口采集 HIL 设备 AO 通道输出的模拟信号，内部进行闭环计算，接着通过 DO 输出脉冲控制信号进入 HIL 设备的 DI 通道中，形成闭环系统。

在 EasyGo 实时仿真平台 HIL 系统中，上位机通过 TCP/IP 与实时仿真设备通讯。系统搭载 EasyGo DeskSim 软件，用来管理实时仿真设备，且可以使用该软件载入不同的电源拓扑，进行各类电源拓扑的 HIL 测试。

四、 EasyGo 实时仿真平台

EasyGo 实时仿真平台由软件和硬件两部分组成，二者协同工作，实现高精度、高实时性的仿真测试。

1、 硬件部分：EGBox

方案硬件部分采用 EGBox 实时仿真设备，与上位机之间采用千兆网的 TCP/IP 通讯交互，模型程序可以部署到 CPU 中或者 FPGA 中进行高速实时运行。

CPU 和 FPGA 之间通过 PCIe 总线进行高速通信，同时 FPGA 底板上设计成 8 插槽的结构，可配置大量高速的 IO 模块，直接通过 FPGA 驱动硬件 IO 来完成信号的交互。

IO 部分采用模块化设计，用户可以根据自己的需求，灵活进行配置。

具体架构如下所示：

2、 软件部分：EasyGo DeskSim

方案软件部分采用 EasyGo DeskSim 配置型的实时仿真软件。

软件支持将 Simulink 算法程序快速部署至实时仿真设备，可以实现： CPU Model 实时运行，FPGA 电力电子模型纳秒级别实时仿真运行，CPU 模型与 FPGA 联合仿真或 RCP 与 HIL 自闭环运行，以及多 FPGA 的并行仿真等多种复杂的实时仿真功能。

系统的整体框架如下图所示：

DeskSim 核心特性

▌图形化建模与快速部署

支持 Matlab/Simulink 图形化建模环境。用户可直接将算法模型部署到 CPU 或 FPGA 硬件平台，无需手动编写底层代码或进行 FPGA 编译，电力电子主电路拓扑可部署至 FPGA，实现微秒级实时仿真。

▌多硬件协同仿真

▷ CPU+FPGA 架构： 支持高性能 CPU 与 FPGA 芯片协同运算，满足电力电子系统高速并行仿真需求。

▷ 单模型分割运行： 允许单模型分割 CPU 和 FPGA 中独立运行，实现电力电子主电路、控制算法和PWM生成模块的分布式仿真，提升大规模系统测试效率。

▌易用工具包

▷ EasyGo RealTime： 提供 EasyGo 封装的功能型模块，加快特殊需求的模型开发；提供 FPGA IO 模块，易上手配置硬件 IO 接口。

▷ EasyGo FPGACoder： 提供算法模块，可支持自定义算法快速部署至 FPGA，最小仿真步长可达100ns。

▷ EasyGo Machine： 提供常见电机模块（如PMSM、BLDC）和特殊电机6相永磁同步电机模块，可直接部署至 FPGA 运行，简化电机控制系统开发。

▌实时交互与参数管理

▷ 实时交互： 支持在线调参、波形观测及自定义监控界面，用户可通过上位机实时调整电路参数，观测系统动态响应。

▷ 参数管理器： 通过.m文件批量管理模型变量，提升调试效率。

实际应用表明，基于 EasyGo 平台的电源控制 MCU+HIL 测试解决方案，可将电源控制系统的开发效率提升数倍，同时大幅降低开发风险和成本，是电源电子领域理想的测试验证平台。

EGBox 系列产品正在参与【EasyGo青蓝计划（青年教师支持计划）】活动。活动期间，我们将从设备、技术及奖金激励等方面为您提供全方位的支持，欢迎咨询申报！