在新技術與新造車勢力沖擊下,傳統汽車開發(fā)方法的弊端日益明顯,。在傳統汽車開發(fā)模式下,,汽車被視為一種安全性能要求極高的專用機器,因此其電氣結構多采用定制化,,不可擴展,,也很難復用;另外,,傳統汽車對于數據處理速度要求不高,,傳統車載總線帶寬都比較低,汽車智能化的特征之一是將采集大量的需要實時處理的數據,,沿用傳統車載總線架構難以滿足智能化需求,;此外,傳統汽車電子系統還存在處理能力低,、軟件更新操作復雜,、不同模塊之間關聯度高等特點。
以特斯拉為代表的造車新勢力,,更多將汽車視為一種大型移動智能設備,,在硬件選用、平臺構建,、軟件開發(fā)和更新維護等方面大膽創(chuàng)新,,在贏得用戶支持的同時,也引領了汽車開發(fā)潮流。傳統汽車廠商如今也已經跟進,,投入更多資源進行新架構,、新開發(fā)流程的探索。
新舊汽車勢力都在汽車系統新開發(fā)模式上投入重注,,務必對汽車開發(fā)人員提出更高的要求,。8月16日,《新電子》媒體資訊服務平臺攜手Mentor, a Siemens Business發(fā)起 [走進吉利] 數位化智能汽車電子開發(fā)技術研討會,,同時邀請Inova,,MPS,Western Digital,,Mouser,,ITECH等企業(yè)共同參與,針對汽車電子開發(fā)人員普遍關心的問題,,從芯片,、模塊到軟件,系統梳理了工程開發(fā)人員應對新硬件,、新架構和新開發(fā)流程的方法,,來自吉利汽車研究院的200余名專業(yè)觀眾參加了此次研討會。
從硬件出發(fā)
毫無疑問,,軟件在汽車電子開發(fā)中的比重會越來越高,。主機廠與一級供應商自己下場開發(fā)芯片已經不是新鮮事,因為主機廠與一級供應商對車載應用需求了解更為深入,,而自定制芯片還可以在硬件層面上與競爭對手拉開差距。但部分主機廠或一級供應商在芯片級硬件開發(fā)經驗上可能還不夠豐富,,不過借助EDA工具的幫助,,主機廠與一級供應商可以縮短學習時間,加快開發(fā)進度,。
Mentor, a Siemens Business中國區(qū)總經理凌琳在數位化智能汽車電子開發(fā)技術研討會上表示,,Mentor和西門子向用戶提供全流程數字化方案,從設計到生產全面覆蓋,,無縫連接,。借助Mentor從IC到系統的完整EDA設計和驗證工具,汽車客戶完全能夠應對汽車新技術風潮帶來的挑戰(zhàn),,順利跨入智能化汽車開發(fā)時代,。他說:“我們在汽車電子領域的歷史可以追溯到30多年前,我們在芯片,、電路板和系統方面都完整的解決方案,,與西門子合并之后,雙方在車載領域優(yōu)勢互補,用我們的一體化開發(fā)環(huán)境,,開發(fā)者就可以高效地實現車載系統的開發(fā),。”
Mentor, a Siemens Business中國區(qū)總經理凌琳
開發(fā),、仿真與認證加速
硬件定制化程度提高,,與軟件開發(fā)內容增加,都增加了汽車系統開發(fā)工作量,,但整車開發(fā)周期并沒有被拉長,,而且有被縮短的趨勢。
Mentor, a Siemens Business硬件加速驗證平臺高級技術經理張俊指出,,未來汽車正在進行大量技術的融合,。電氣化、傳感器,、車聯網 ,、云計算、大數據,、人工智能等在車載系統中緊密相連,, 特別是在最底層技術層面 ,傳感器和集成電路在車輛的各個子系統中相互作用,。但汽車系統開發(fā),、仿真與認證的復雜之處在于,車載系統本身只是車輛運行環(huán)境的一部分,,在真實場景中,,有其他車輛、行人,、各種設施,,這使得汽車系統的驗證成為一項艱巨繁難的任務,“有數以百萬計的場景需要檢查,,每個場景都有變量 ,,由于原始數據的包容性還不夠,安全和安全問題進一步復雜化,?!?/p>
Mentor, a Siemens Business硬件加速驗證平臺高級技術經理張俊
張俊表示,加速整車驗證與仿真速度的唯一方法是虛擬化整個系統環(huán)境和車輛,。西門子解決方案通過在一個環(huán)境中集成系統的異構元素,,為驗證自動駕駛汽車設計提供了一種創(chuàng)新的方法: 模擬真實環(huán)境條件和響應于該環(huán)境的傳感器輸出的工具。給定傳感器輸入的工具來驗證執(zhí)行決策計算的電路,。利用工具用于進行計算的決策,,并將它們應用于這些決策控制的機械系統的虛擬化版本。
針對自動駕駛功能復雜、計算密度高,、成本高等特點,,Mentor還提供自動駕駛整體解決方案(Automated Driving Total Solution), Mentor, a Siemens Business中國區(qū)銷售總監(jiān)陳銘燿表示:“從ECU仿真,、硬件平臺仿真,,到嵌入式軟件開發(fā),針對自動駕駛平臺,,Mentor, a Siemens Business都有完整的解決方案,,國內客戶對交付時間要求比較高,但客戶反饋我們的支持都很給力,?!?nbsp;
Mentor, a Siemens Business中國區(qū)銷售總監(jiān)陳銘燿
速度、容量與EMI
汽車智能化對車載總線與車載存儲提出了極大挑戰(zhàn),,據英特爾估計,,全自動駕駛汽車,一天產生的數據量可能高達4000GB,。近期來看,,車載儀表板(大屏幕顯示)及影音娛樂功能的變化,已經讓傳統車載總線不堪重負,,因此需要引入新技術以承載日益增加的數據吞吐量,。
總部在德國的Inova半導體是一家芯片設計公司,主要開發(fā)車載高速串行總線(SerDes),,以及車內LED驅動,。Inova市場與銷售總監(jiān)Thomas Rothhaupt表示,利用APIX3 SerDes技術,,可在單一遮蔽雙絞線(STP)或同軸線纜(Coax)上將信息娛樂系統的視頻,、音頻、以太網與控制信號,,以高品質地實時傳遞至遠端顯示屏,。APIX3產品可支持每秒最高12千兆(12Gpbs)帶寬,,并可對應LVDS,、DSI、CSI,、HDMI以及DisplayPort等格式的視頻介面,。APIX3也能延展多屏應用,可優(yōu)化影音娛樂系統的主體架構設計,,節(jié)省開發(fā)時間與成本,。
在演講中,Thomas Rothhaupt展示了利用APIX3實現的4K顯示與多屏方案。
Inova市場與銷售總監(jiān)Thomas Rothhaupt
數據量的增加,,也直接導致了對車載存儲器需求的增加,。西部數據產品營銷總監(jiān)張丹在演講中表示, 隨著汽車網聯化與自動駕駛程度的提升,,車內所需的存儲將持續(xù)增大,。其中,先進的車載信息娛樂系統將會需要256GB,,而自動化系統將會需要1TB以上的容量 ,,預計到2022年,每輛車的平均存儲容量將超過2TB,。
張丹指出,,相比消費級存儲,在溫度,、數據保持力與讀寫速度上,,車載應用對NAND閃存的要求更高。而西部數據近年來推出的3D TLC NAND閃存,,比過去的2D MLC技術有更多優(yōu)勢:可靠性更高,、減少存儲單元間的干擾、每層更強的電子捕獲能力,、有更好的數據保持力,。而且可以做到更高容量。在今年4月推出的iNAND? AT EM132 嵌入式閃存盤,,容量達到了256GB,。
西部數據產品營銷總監(jiān)張丹
針對車載應用特點,西部數據還為自己的產品增加了狀態(tài)監(jiān)控,、智能分區(qū),、手動刷新、耐用拓展等功能,。
隨著車載系統中電子比重不斷提升,,工程師越來越容易遇到EMI問題。MPS汽車電子現場應用主管程磊為大家分享了在開關電源設計中的EMI設計經驗,,他表示:“隨著新能源車,,自動駕駛和車載互聯技術的發(fā)展,這些越來越多的電氣化零部帶來了DCDC芯片的廣泛應用,,也產生了越來越多的EMI問題,。由于汽車電子測試的范圍寬,限制低,,在這些小體積多線束的應用中,,DCDC的EMI問題是亟待解決的新問題,。MPS作為電源領域的領導者,在汽車電子電源方案有著獨特的技術優(yōu)勢,,MPS解決了硬件工程師系統設計的難題,,讓系統設計變得更高效,系統成本更低,。同時隨著汽車電子電氣化的普及,,主機廠對汽車EMI要求越來越高,開關電源又是主要的噪聲源,,MPS擁有豐富芯片設計經驗和系統設計經驗,,幫助硬件工程師更輕松通過越來越嚴苛的EMI挑戰(zhàn)?!?/p>
MPS汽車電子現場應用主管程磊
模型化,、集成化開發(fā)
隨著汽車電子朝著智能化、數字網絡化,、總線化以及節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展,,無論是芯片設計還是板級設計都面臨全新挑戰(zhàn)。相較傳統汽車電子,,新一代產品需要快速及時處理大量數據,,并瞬時準確無誤地反饋到各個控制部件;同時,,汽車電子固有的高度安全性要求,,良好適應不同環(huán)境下的可靠性,對零部件和組件的零缺陷要求,,需要對設計數據全流程嚴格管控,。
Mentor, a Siemens Business Capital產品方案專家朱韋達以車載網絡設計為案例,來說明模型化開發(fā)的重要性,。傳統車載網絡設計時,,由于缺乏時間分析,增加了車輛重量和成本,,因而無法正確調整網絡規(guī)模,;因為缺乏專業(yè)的網絡工具和自動化設計方法,因此開發(fā)應用效率低,;而且嚴重依賴物理測試,,增加成本,增加延時,。
Mentor, a Siemens Business Capital產品方案專家 朱韋達
采用Capital基于模型的工程方法(MBSE),,則可以加速車載網絡設計流程,,通過合理的設計,,規(guī)范節(jié)省時間和成本,,最終滿足車載系統對數字連續(xù)性、跨領域可追溯性,,以及安全性和保密性的需求,。
Mentor, a Siemens Business應用經理劉雪峰則重點介紹了Mentor的集成化電子設計系統,他表示,,從系統架構設計到具體的電路設計,,到數據的無縫傳遞、管理,、同步,,與汽車的網絡設計系統、線纜設計,、Mechanical設計系統,,以及和西門子PLM系統有機集成,為汽車行業(yè)提供一個安全,、可靠,、高效的設計平臺和電子設計數據管理環(huán)境。
Mentor, a Siemens Business應用經理劉雪峰
集成化,、模型化開發(fā)將引領汽車電子開發(fā)新浪潮,,正如Mentor, a Siemens Business中國區(qū)總經理凌琳所說:“現在的時代,需要把電子設計和機械設計統一起來,,才能解決汽車開發(fā)中遇到的越來越復雜的問題,。而Mentor的集成化開發(fā)工具與方法,為工程師提供了最有力的幫助,!”