从 HIL 到 SIL —— 构建智能汽车的虚拟验证新标准

以 SCANeR™ 打造完整的数字化测试生态

在智能网联与自动驾驶时代，汽车早已不再是单纯的机械产品，而是高度智能化、软件定义的复杂系统。面对越来越多的功能集成与安全挑战，如何在上市前验证车辆在各种极端场景下的行为，成为每一家汽车企业和研究机构的关键命题。

虚拟测试（Virtual Testing） 因此应运而生，并逐渐成为现代汽车开发流程中不可或缺的核心环节。
在这一体系中，SIL（Software-in-the-Loop，软件在环） 与 HIL（Hardware-in-the-Loop，硬件在环） 共同构成了从算法设计到整车验证的“虚拟验证闭环”。

为什么选择虚拟验证？

传统的实车测试周期长、成本高、可重复性差，且难以覆盖所有复杂交通场景。
而借助虚拟验证平台，工程师可以在真实仿真环境中进行成千上万次可重复测试，在开发初期就发现潜在问题。

无论是验证 车道保持辅助系统（LKA）、自动紧急制动（AEB）、热管理控制器，还是完整的 ADAS 模块，虚拟测试都能显著提高效率与安全性。

SIL：让软件从第一天起就可被验证

SIL（软件在环） 是软件验证的起点。
在这一阶段，所有测试都在完全虚拟的环境中进行，不依赖任何真实硬件。

开发团队可以利用 SCANeR™ 平台模拟车辆动力学、环境、交通流与传感器数据，对嵌入式算法进行早期验证与优化。

典型应用包括：

• 在虚拟场景中运行算法，测试传感器数据处理与决策逻辑；

• 发现代码层面的错误与边界问题；

• 在无硬件依赖的情况下快速迭代算法版本。

案例示例：
工程师可利用 SCANeR™ 测试自动紧急制动（AEB）算法，在虚拟场景中模拟行人横穿、前车急停等复杂情况，分析系统的制动响应时间、识别精度与触发阈值，并快速优化算法逻辑。

HIL：让真实硬件在虚拟世界中接受考验

当软件逻辑在 SIL 阶段验证完成后，下一步是验证它在真实硬件上的行为表现。
HIL（硬件在环） 通过将真实 ECU（电子控制单元）与虚拟仿真环境相连，实现软硬件集成层面的测试。

在 HIL 测试中，ECU 将接收来自：

• 实时仿真系统（如速度、路面摩擦、传感器信号）；

• 故障注入场景（例如 CAN 信号丢失、极端制动事件）；

• 虚拟传感器数据（摄像头、雷达、激光雷达等），全部由 SCANeR™ 实时生成。

工程师可以实时监测 ECU 输出信号的延迟、逻辑判断、安全策略执行等指标，从而在不依赖真实道路的情况下完成可靠验证。

SIL 与 HIL：连续而非对立的验证流程

SIL 与 HIL 并非相互替代的方案，而是一个逐步递进的验证链：

通过构建 SIL–HIL 联动流程，研发团队可以：

• 提前发现并修复超过 50% 的软件缺陷；

• 减少物理样车与试验成本；

• 加快产品发布周期；

• 提高系统的安全性与一致性。

SCANeR™：统一的虚拟验证平台

AVSimulation 的旗舰产品 SCANeR™，是全球领先的驾驶仿真与虚拟验证平台，能够无缝支持从 SIL 到 HIL 的完整开发流程。

主要特性包括：

• 在 SIL 模式 下：运行嵌入式软件，与虚拟车辆、传感器、交通与环境进行交互；

• 在 HIL 模式 下：连接真实 ECU，实现实时数据同步，并可与 dSPACE、NI、RTMaps 等平台集成；

• 在 混合模式 下：同时支持部分真实设备与虚拟模型的组合测试，满足多层级架构需求。

借助 SCANeR™，工程师可以在同一平台上完成从算法验证到整车系统集成的全过程，为“软件定义汽车”（SDV）提供完整的仿真支撑。

应用案例：多层级 ADAS 系统的虚拟验证

以“换道辅助系统（LCA）”为例：

• 在 SIL 阶段，团队验证决策算法、车道检测、盲区监测与安全换道条件。

• 在 HIL 阶段，将真实 ECU 接入 SCANeR™ 环境，接收仿真摄像头与雷达信号，验证实时响应与系统安全逻辑。

同时，SCANeR™ 提供 Euro NCAP 标准场景库 及自动化测试工具，可一次性批量运行数百个测试场景，实现高效率、高覆盖率的验证。

结语：掌握未来的虚拟测试能力

在软件定义汽车（SDV）的时代，SIL 与 HIL 已不再只是测试工具，而是汽车研发体系的核心基石。

通过 SCANeR™，工程师能够在统一平台中完成：

• 从算法早期验证到硬件集成验证的全过程；

• 从功能安全到性能调优的全闭环验证；

• 从虚拟原型到实车落地的快速转化。

SCANeR™ 让虚拟验证真正落地，帮助企业实现更快、更安全、更可靠的智能汽车开发。