硬件在環（HIL）仿真，HWIL，或HITL，是一種開發和測試復雜的實時嵌入式系統的技術。HIL仿真通過在測試平臺之上增加過程執行系統（稱為工廠）的復雜性，提供了一個有效的測試平臺。通過增加所有相關動態系統的數學表示，控制下的工廠的復雜性被包含在測試和開發中。這些數學表征被稱為工廠模擬。要測試的嵌入式系統與這個工廠模擬進行交互。

HIL仿真必須包括傳感器和執行器的電氣仿真。這些電氣模擬作為工廠模擬和被測嵌入式系統之間的接口。每個電氣模擬傳感器的值由工廠模擬控制，并由被測嵌入式系統讀取（反饋）。同樣地，被測嵌入式系統通過輸出執行器控制信號來實現其控制算法。控制信號的變化導致工廠模擬中的變量值發生變化。例如，用于開發汽車防鎖死制動系統的HIL仿真平臺可以為工廠仿真中的以下每個子系統提供數學表示：

• 車輛動力學，如懸掛、車輪、輪胎、滾動、俯仰和偏航；
• 制動系統液壓組件的動力學；
• 道路特性。

在許多情況下，開發嵌入式系統的最有效方法是將其與真實的工廠聯系起來。在其他情況下，HIL仿真的效率更高。開發和測試效率的衡量標準通常是一個包括以下因素的公式。1、成本2、時間3、安全性4、可行性該方法的成本應衡量所有工具和努力的成本。開發和測試的時間影響到計劃產品的上市時間。安全系數和開發時間通常等同于成本衡量。需要使用HIL仿真的具體條件包括：

• 提高測試質量
• 緊張的開發時間表
• 高負擔率工廠
• 早期流程的人為因素開發

使用HIL通過增加測試覆蓋率來提高測試質量。理想情況下，嵌入式系統將針對真實工廠進行測試，但在大多數情況下，真實工廠本身對測試的范圍有限制。例如，把發動機控制單元當作真正的工廠來測試，會給測試工程師帶來以下危險情況。

• 在某些ECU參數的范圍內或范圍外進行測試（例如，發動機參數等。
• 在故障條件下測試和驗證系統

在上述測試場景中，HIL提供了一個高效的控制和安全環境，測試或應用工程師可以專注于控制器功能。

與大多數新的汽車、航空航天和國防項目相關的緊張開發時間表不允許嵌入式系統測試等待原型的出現。事實上，大多數新的開發項目假定HIL仿真將與工廠的開發同步進行。例如，當一個新的汽車發動機原型可用于控制系統測試時，95%的發動機控制器測試將使用HIL仿真完成。航空航天和國防工業甚至更有可能有嚴格的開發計劃。飛機和陸地車輛開發項目正在使用桌面和HIL仿真來并行化設計、測試和集成。

在許多情況下，工廠比高保真、實時仿真器更昂貴，因此具有更高的可負擔性。因此，當連接到HIL模擬器時，開發和測試比真實工廠更經濟。對于噴氣發動機制造商來說，HIL仿真是發動機開發的一個基本部分。飛機噴氣發動機的全權限數字發動機控制器（FADEC）的開發就是一個高經濟性工廠的極端例子。每臺噴氣發動機的成本可能達到數百萬美元。相比之下，為測試噴氣式發動機制造商的完整生產線而設計的HIL模擬器的成本可能只是單臺發動機成本的十分之一。

HIL仿真是人因開發過程中的一個關鍵步驟，這種方法利用軟件人因、人因研究和設計來確保可用性和系統一致性。對于實時技術，人因開發的任務是收集、分析和評估人因。