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[走進吉利] 汽車電子開發(fā)人員如何應對智能化時代新挑戰(zhàn)

2019-08-23
關鍵詞: 吉利

在新技術與新造車勢力沖擊下,傳統(tǒng)汽車開發(fā)方法的弊端日益明顯。在傳統(tǒng)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(tǒng)汽車對于數(shù)據(jù)處理速度要求不高,傳統(tǒng)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(shù)據(jù),沿用傳統(tǒng)車載總線架構難以滿足智能化需求;此外,傳統(tǒng)汽車電子系統(tǒng)還存在處理能力低、軟件更新操作復雜、不同模塊之間關聯(lián)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(tǒng)汽車廠商如今也已經(jīng)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(tǒng)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(shù)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(tǒng)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(jīng)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(jīng)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(jīng)理凌琳在數(shù)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(shù)字化方案,從設計到生產(chǎn)全面覆蓋,無縫連接。借助Mentor從IC到系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)車載系統(tǒng)的開發(fā)?!?/p>

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Mentor, a Siemens Business中國區(qū)總經(jīng)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(nèi)容增加,都增加了汽車系統(tǒng)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(jīng)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(lián)網(wǎng) 、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等在車載系統(tǒng)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(tǒng)中相互作用。但汽車系統(tǒng)開發(fā)、仿真與認證的復雜之處在于,車載系統(tǒng)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(tǒng)的驗證成為一項艱巨繁難的任務,“有數(shù)以百萬計的場景需要檢查,每個場景都有變量 ,由于原始數(shù)據(jù)的包容性還不夠,安全和安全問題進一步復雜化?!?/p>

 

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Mentor, a Siemens Business硬件加速驗證平臺高級技術經(jīng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(nèi)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;     

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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(jù)英特爾估計,全自動駕駛汽車,一天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)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(jīng)讓傳統(tǒng)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(shù)據(jù)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(nèi)LED驅(qū)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(tǒng)的視頻、音頻、以太網(wǎng)與控制信號,以高品質(zhì)地實時傳遞至遠端顯示屏。APIX3產(chǎn)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(tǒng)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(xiàn)的4K顯示與多屏方案。

 

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Inova市場與銷售總監(jiān)Thomas Rothhaupt

 

數(shù)據(jù)量的增加,也直接導致了對車載存儲器需求的增加。西部數(shù)據(jù)產(chǎn)品營銷總監(jiān)張丹在演講中表示, 隨著汽車網(wǎng)聯(lián)化與自動駕駛程度的提升,車內(nèi)所需的存儲將持續(xù)增大。其中,先進的車載信息娛樂系統(tǒng)將會需要256GB,而自動化系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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。

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西部數(shù)據(jù)產(chǎn)品營銷總監(jiān)張丹

 

針對車載應用特點,西部數(shù)據(jù)還為自己的產(chǎn)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(tǒng)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(xiàn)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(jīng)驗,他表示:“隨著新能源車,自動駕駛和車載互聯(lián)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(chǎn)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(tǒng)設計的難題,讓系統(tǒng)設計變得更高效,系統(tǒng)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(jīng)驗和系統(tǒng)設計經(jīng)驗,幫助硬件工程師更輕松通過越來越嚴苛的EMI挑戰(zhàn)?!?/p>

 

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MPS汽車電子現(xiàn)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(shù)字網(wǎng)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(tǒng)汽車電子,新一代產(chǎn)品需要快速及時處理大量數(shù)據(jù),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(shù)據(jù)全流程嚴格管控。

Mentor, a Siemens Business Capital產(chǎn)品方案專家朱韋達以車載網(wǎng)絡設計為案例,來說明模型化開發(fā)的重要性。傳統(tǒng)車載網(wǎng)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(diào)整網(wǎng)絡規(guī)模;因為缺乏專業(yè)的網(wǎng)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。

 

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Mentor, a Siemens Business Capital產(chǎn)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(wǎng)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(tǒng)對數(shù)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(jīng)理劉雪峰則重點介紹了Mentor的集成化電子設計系統(tǒng),他表示,從系統(tǒng)架構設計到具體的電路設計,到數(shù)據(jù)的無縫傳遞、管理、同步,與汽車的網(wǎng)絡設計系統(tǒng)、線纜設計、Mechanical設計系統(tǒng),以及和西門子PLM系統(tǒng)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(shù)據(jù)管理環(huán)境。

 

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Mentor, a Siemens Business應用經(jīng)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(jīng)理凌琳所說:“現(xiàn)在的時代,需要把電子設計和機械設計統(tǒng)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!”


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