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    汽車電子開發人員如何應對智能化時代新挑戰

    • 分類:行業新聞
    • 作者:
    • 來源:中電網
    • 發布時間:2019-08-20 09:30
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    【概要描述】在新技術與新造車勢力沖擊下,傳統汽車開發方法的弊端日益明顯。在傳統汽車開發模式下,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

    汽車電子開發人員如何應對智能化時代新挑戰

    【概要描述】在新技術與新造車勢力沖擊下,傳統汽車開發方法的弊端日益明顯。在傳統汽車開發模式下,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

    • 分類:行業新聞
    • 作者:
    • 來源:中電網
    • 發布時間:2019-08-20 09:30
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      在新技術與新造車勢力沖擊下,傳統汽車開發方法的弊端日益明顯。在傳統汽車開發模式下,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、軟件開發和更新維護等方面大膽創新,在贏得用戶支持的同時,也引領了汽車開發潮流。傳統汽車廠商如今也已經跟進,投入更多資源進行新架構、新開發流程的探索。
     
      新舊汽車勢力都在汽車系統新開發模式上投入重注,務必對汽車開發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發起 [走進吉利] 數位化智能汽車電子開發技術研討會,同時邀請Inova,MPS,Western Digital,Mouser,ITECH等企業共同參與,針對汽車電子開發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人員應對新硬件、新架構和新開發流程的方法,來自吉利汽車研究院的200余名專業觀眾參加了此次研討會。
     
      從硬件出發
     
      毫無疑問,軟件在汽車電子開發中的比重會越來越高。主機廠與一級供應商自己下場開發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,加快開發進度。
     
      Mentor, a Siemens Business中國區總經理凌琳在數位化智能汽車電子開發技術研討會上表示,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,順利跨入智能化汽車開發時代。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,雙方在車載領域優勢互補,用我們的一體化開發環境,開發者就可以高效地實現車載系統的開發。”
     
      開發、仿真與認證加速
     
      硬件定制化程度提高,與軟件開發內容增加,都增加了汽車系統開發工作量,但整車開發周期并沒有被拉長,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、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。”
     
      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境和車輛。西門子解決方案通過在一個環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新的方法:模擬真實環境條件和響應于該環境的傳感器輸出的工具。給定傳感器輸入的工具來驗證執行決策計算的電路。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中國區銷售總監陳銘燿表示:“從ECU仿真、硬件平臺仿真,到嵌入式軟件開發,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。”     
     
      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,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,主要開發車載高速串行總線(SerDes),以及車內LED驅動。Inova市場與銷售總監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,可優化影音娛樂系統的主體架構設計,節省開發時間與成本。
     
      在演講中,Thomas Rothhaupt展示了利用APIX3實現的4K顯示與多屏方案。
     
      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。
     
      針對車載應用特點,西部數據還為自己的產品增加了狀態監控、智能分區、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。”
     
      模型化、集成化開發
     
      隨著汽車電子朝著智能化、數字網絡化、總線化以及節能環保方向發展,無論是芯片設計還是板級設計都面臨全新挑戰。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 BusinessCapital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模;因為缺乏專業的網絡工具和自動化設計方法,因此開發應用效率低;而且嚴重依賴物理測試,增加成本,增加延時。
     
      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,規范節省時間和成本,最終滿足車載系統對數字連續性、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境。
     
      集成化、模型化開發將引領汽車電子開發新浪潮,正如Mentor, a Siemens Business中國區總經理凌琳所說:“現在的時代,需要把電子設計和機械設計統一起來,才能解決汽車開發中遇到的越來越復雜的問題。而Mentor的集成化開發工具與方法,為工程師提供了最有力的幫助!”

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