我們在使用MBD開發(fā)軟件的過程中，經(jīng)常會聽到MIL、SIL、PIL和HIL等In-the-Loop測試。

這幾種測試之間到底是什么關(guān)系？

分別做什么事情？

下面我來簡單說說。

M模型在環(huán)測試（MIL）

圖一：模型在環(huán)測試（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象模型連起來形成閉環(huán)，就是我們經(jīng)常說的MIL，顧名思義，在模型層面上實(shí)現(xiàn)閉環(huán)測試。這種測試通常發(fā)生在兩種場景之下：

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象模型

軟件工程師做模型級別的集成測試

當(dāng)然，MIL測試的前提是要有被控對象模型，搭建被控對象模型或者采購現(xiàn)成的被控對象模型都可以。

M軟件在環(huán)測試（SIL）

SIL測試，這里的Software是指控制策略模型轉(zhuǎn)換成的C代碼編譯之后的軟件。我們可以想象，對于圖一，如果我們把控制策略模型替換成由控制策略模型轉(zhuǎn)換得到的C代碼編譯后的DLL文件，如果我們使用了和MIL測試時相同的測試用例，如果我們的測試用例足夠多，如果我們得到了和MIL測試相同的結(jié)果，那么我們是不是可以認(rèn)為我們生成的C代碼就和用于代碼生成的模型是一致的呢？

沒錯，SIL測試的目的就是為了驗(yàn)證自動生成的代碼和用于代碼生成的模型中行為上是一致的。

也就是說SIL測試是一種等效性測試，既然是等效性測試，那么我們就沒必要搭建圖一那樣的閉環(huán)模型，而可以用圖二實(shí)現(xiàn)等效性測試。

圖二：軟件在環(huán)測試（SIL）示意圖

其實(shí)Simulink提供了SIL仿真模式，所以，我們可以用更方便的方式實(shí)現(xiàn)SIL測試，使用：

set_param(model_name,’SimulationMode’,’Software-in-the-loop(SIL)’)

設(shè)置算法模型的仿真模式為SIL，然后對比Normal模式下的輸出結(jié)果即可，并且這樣做有助于過程自動化。如圖三所示：

圖三：選擇SIL仿真模式測試

M處理器在環(huán)測試（PIL）

SIL測試是驗(yàn)證代碼和模型的一致性，代碼運(yùn)行在Windows平臺上，某種程度上說，這并不能保證代碼到目標(biāo)處理器上的運(yùn)行結(jié)果也能夠和模型保持一致。所以，就有了PIL測試。

PIL和SIL的不同之處在于，SIL將生成的代碼通過DLL的方式運(yùn)行在Windows平臺上，而PIL，是將生成的代碼運(yùn)行到目標(biāo)處理器上，兩種模式使用的編譯器也是不同的，SIL使用的就是Windows下的編譯器，比如Visual Studio C++或者LCC編譯器，而PIL使用的是目標(biāo)編譯器。

前面說過，等效性測試的目的是為了防止代碼生成過程出錯。同樣，編譯過程也可能出錯，編譯器也可能有bug，綜合模型測試、SIL測試和PIL測試的結(jié)果，也可以幫助我們發(fā)現(xiàn)編譯器出錯可能引入的bug。

SIL和PIL是等效性測試，測試的目的是為了驗(yàn)證自動生成的代碼和模型具有相同的行為，既然如此，對于SIL和PIL的測試用例就沒有功能意義上的要求，只要要求代碼和模型輸入的測試數(shù)據(jù)相同即可，當(dāng)然希望數(shù)據(jù)量足夠大，能夠覆蓋各種路徑以及各種信號范圍。

另外，因?yàn)镻IL測試中代碼運(yùn)行在實(shí)際的控制器上，所以PIL測試除了可以驗(yàn)證代碼和模型是否一致之外，還可以獲得算法在實(shí)際控制器上的最長運(yùn)行時間，而這個最長時間的價(jià)值，做嵌入式實(shí)時軟件開發(fā)的工程師都懂得。

M硬件在環(huán)測試（HIL）

最后再說一下HIL測試，很多人會把HIL和PIL混淆，也有人認(rèn)為PIL是一種簡化的HIL，理由是PIL測試的時候也需要引入硬件。這種理解是錯誤的。PIL和HIL測試的目的是不同的，PIL用于測試軟件和模型是否一致，而HIL是用于測試控制器系統(tǒng)的，控制器系統(tǒng)包括了硬件、底層軟件和應(yīng)用層軟件。HIL測試通常將一個被測控制器和工控機(jī)相連，工控機(jī)上運(yùn)行著被控對象的模型，并且模擬出被控對象的一些電氣特性。在HIL場景下，被測試的控制器并不知道和它相連的是一臺工控機(jī)，它會認(rèn)為自己連接的就是真實(shí)的實(shí)物對象。

MIL、SIL、PIL三種測試都是和MBD開發(fā)模式下特有的，而HIL不同，無論你是否使用MBD開發(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：

在控制器軟硬件不成熟的條件下，運(yùn)行出錯可能會導(dǎo)致人身傷害或者重大財(cái)產(chǎn)損失的情況；

在開發(fā)過程中，被控對象開發(fā)滯后于控制器開發(fā)的情況。

另外，HIL測試通常比實(shí)物測試更節(jié)省成本，比如，做汽油機(jī)臺架測試，需要有大量的汽油消耗，而通過HIL測試汽油機(jī)控制器，就沒有汽油消耗。但這并不是說HIL可以替代實(shí)物測試，HIL測試之后，通常會跟著做實(shí)物測試。

如果記不住上面的大段文字

就請記住下面3點(diǎn)——

MIL用于測算法

SIL和PIL用于測代碼（和模型的一致性）

HIL用于測控制器系統(tǒng)