現代汽車結構內含復雜的動力系統(tǒng)、防撞系統(tǒng),、溫度控制系統(tǒng),、駕駛輔助系統(tǒng)以及車載娛樂系統(tǒng)。在半導體設計當中,,要處理如此復雜的系統(tǒng),,就是透過建模(modeling)來提高抽象層級。然而,,技術人員尚未確定在汽車設計如此復雜的情況下,,要執(zhí)行系統(tǒng)模擬(system simulation)的可能性。
根據Semiconductor Engineering網站報導,,要替整臺汽車做系統(tǒng)模擬(system simulation)并不容易,,因此汽車產業(yè)目前仍在初步研究階段。Ansys全球汽車產業(yè)總監(jiān)Sandeep Sovani表示,,系統(tǒng)模擬在不同階段處理連接不同的領域,,包括全系統(tǒng)層級、子系統(tǒng)層級以及元件層級,。
在全系統(tǒng)層級,,模擬作業(yè)會定時監(jiān)測汽車的駕駛表現,包括汽車整體表現,、油耗效率,、不同駕駛循環(huán)的扭力等等。而這些系統(tǒng)模擬模型往往也得對子系統(tǒng)做出假設,,因為全系統(tǒng)層級無法還蓋所有子系統(tǒng)細節(jié),。
就連汽車元件本身也是復雜系統(tǒng),,煞車系統(tǒng)不只是機械元件,而是需要從元件層級就開始做細致的系統(tǒng)模擬模型,,進而打造3D元件模型,。今日,建模作業(yè)由汽車供應鏈里面許多不同的人員,、工具,、部門、公司共同打造,。
測試人員得設計能捕捉特定子系統(tǒng)行為的模組化模型,,并且將該模型連接制更高層級的系統(tǒng)模型。而即使已有部分元件的模組化模型,,當把這些元件模型組在一起時,,會變成一巨大、難以執(zhí)行的系統(tǒng)模型,。
利用模型降階法(Model Order Reduction,;MOR)或降階模型(Reduced-Order Model),則可在任何子元件或子系統(tǒng)模型完成后,,就同時出現一降階模型,。降階模型雖然快速,但精確度也會相對減少,,因此科學家仍致力鉆研如何兩全其美,。
汽車生態(tài)系統(tǒng)基本上是一座由系統(tǒng)組成的系統(tǒng),因此沒有任何清楚的起始點,,明導國際(Mentor Graphics)歐洲與印度技術行銷部門經理Thomas Heurung表示,,系統(tǒng)建模作業(yè)可從很多角度切入,像是軟體,、硬體,、一座系統(tǒng)或是整體系統(tǒng)流量。
而汽車設計生態(tài)系統(tǒng)雖復雜,,最重要的仍是鎖定系統(tǒng)本身,。此外,也得整合供應鏈,、提供正確的規(guī)格與工程需求,。成功的終端產品仰賴生態(tài)系統(tǒng)內成員之間有效的溝通規(guī)格需求。
工程團隊會將資料抽象化,、去蕪存菁,而驗證任務也得分配妥當,,才不至于產生重復的工作與路徑,。系統(tǒng)層級建模也有許多其他挑戰(zhàn),,像是非定時的TLM、更高層級的抽象化硬體,,或是模擬與軟體的抽象運算式,。
至于標準方面,ISO 26262包含建模與需求追蹤,,以取得建模抽象化之間的連結,,以及驗證的追蹤紀錄,有效協助追蹤OEM至終端系統(tǒng)的IP元件,。廠商普遍認為系統(tǒng)設計愈趨復雜,,卻并未達到解決方案共識。
電子設計自動化(EDA)顧問Bernard Murphy表示,,集成車載網路CAN擁有70個以上的控制器與約1億個程式碼,,此外,這些系統(tǒng)還得即時提供服務,,套用當今建模,、模擬驗證法相當具挑戰(zhàn)。
而汽車系統(tǒng)往往在相當吵雜的環(huán)境下運作,,還有內部與外部的EM干擾跟長達5公里的線纜,,最后還得提供至少10年壽命的安全操作保證,因此得擔心軟,、硬體穩(wěn)定性與出錯率等等,。因此,有專家認為,,抽象化,、區(qū)隔問題(separation of concerns)與標準化等作業(yè)是唯一解決方案。
Marvell Technology Group汽車解決方案部門產品線經理Alexander Tan強調,,系統(tǒng)建模是打造新一代容錯(fault-tolerant)汽車用網路的電子/?電動架構的重要關鍵,,其中包含針對產品原型網路做階段性測試,確保系統(tǒng)設計正確,。
除了從元件與網路協定層級去建模以外,,也可從通道層級去偵測系統(tǒng)的預期表現。再結合原型系統(tǒng)測試,,即有可能開發(fā)與精進系統(tǒng)層級的汽車設計,。不過,這些方法與假設是否真有效,,都仍有待時間與數代汽車產品的考驗,。