汽車電子發(fā)展論文

時(shí)間:2022-04-30 05:42:00

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汽車電子發(fā)展論文

汽車電子系統(tǒng)是獨(dú)特的產(chǎn)品,因?yàn)檫@些設(shè)備必須在嚴(yán)格的行駛條件下有100的可靠性,但同時(shí)又要有最低的成本。

半導(dǎo)體和第一層供應(yīng)商必須遵守OEMPPAT(產(chǎn)品部件認(rèn)證過程)要求以及各類標(biāo)準(zhǔn),大多數(shù)是AECQ100認(rèn)證,ISO9001以及ISO/TS6949(2002)是第二層供應(yīng)商的質(zhì)量指導(dǎo)方針。

很多提供模擬功率器件的供應(yīng)商[如飛思卡爾(Freescale),飛利浦(Philips),英飛凌(Infineon)、InternationalRectifier和NEC]都必須非常小心地建立和測試它們的公差,因?yàn)槟M器件更容易失效。例如,英飛凌在封裝和裸芯片可靠性方面下了一番功夫。

最近的趨勢是讓OEM和第一層供應(yīng)商使用更多的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和ASSP(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品),而少用ASIC。通用公司工程集團(tuán)經(jīng)理FredHuntzicker認(rèn)為:“過去我們的供應(yīng)商習(xí)慣使用定制的ASIC,以及某種程度的定制處理器。這種情況正在改變。我們趨向于更商品化的解決方案,并且正在涌現(xiàn)能夠滿足我們很多需求的標(biāo)準(zhǔn)解決方案?!?/p>

根據(jù)StrategicAnalytics的報(bào)告,汽車領(lǐng)域ASIC的增長仍達(dá)到6.2,而Gartner的數(shù)據(jù)是9.2(圖1)。然而,由于可靠性、成本約束和批量原因,第一層供應(yīng)商通常用較舊和成熟工藝幾何尺寸開發(fā)IC。OEM希望看到第一層供應(yīng)商提供的電子產(chǎn)品使用更前沿的硅工藝,但相應(yīng)的EDA軟件和方法并不可靠和具備良好性價(jià)比,因此多數(shù)IC供應(yīng)商不會選擇這條道路。

SoC意味著“汽車上的系統(tǒng)”

汽車業(yè)尤其需要實(shí)現(xiàn)三個(gè)設(shè)計(jì)層次以及針對實(shí)際系統(tǒng)級(汽車上的系統(tǒng))設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的流暢溝通。OEM對芯片至ECU和網(wǎng)絡(luò)層的建模有一個(gè)要求,即能夠用基于模型的設(shè)計(jì)和軟件,前瞻性地設(shè)計(jì)出網(wǎng)絡(luò)和所需ECU,并能達(dá)到設(shè)計(jì)鏈后期的系統(tǒng)級規(guī)格。

迄今為止,傳統(tǒng)的EDA公司已經(jīng)涉足了汽車設(shè)計(jì)工具領(lǐng)域,如MentorGraphics和Synopsys。Mentor多年來就提供VeSys走線工具,用于汽車、飛機(jī)和家電設(shè)備機(jī)箱內(nèi)的走線,而Synopsys多年來用Saber作為自己的機(jī)械、電氣和熱仿真工具。2005年,Mentor在自己的產(chǎn)品組合中增加了一個(gè)多科目仿真工具,使用戶可以用標(biāo)準(zhǔn)VHDL-AMS描述信號,而不必像Saber那樣使用專用語言。

Mentor似乎要走得更遠(yuǎn),它在2005年5月并購了Volcano通信技術(shù)公司,從而躍入網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。Mentor并不是因?yàn)檫@次收購而進(jìn)入新的領(lǐng)域,Volcano也不是這一領(lǐng)域的唯一廠商。像Vector-CanTech公司也專注于汽車網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與仿真。而像TheMathworks和VastSystemsTechnology等公司也提供先進(jìn)的ECU模型,并邁入提供OEM工具領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)整個(gè)電子系統(tǒng)的建模,以及快速地創(chuàng)建更精密的約束和衍生產(chǎn)品。

Volcano和Vector的工具則從相反角度打入汽車網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。簡單說,Volcano要求用戶了解它們ECU的所有約束條件,然后才能使網(wǎng)絡(luò)適合ECU。同時(shí),Vector-CanTech則提供總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和仿真,用戶將其插入自己的ECU中。兩家公司均支持多個(gè)總線標(biāo)準(zhǔn),包括CAN、LIN和新興的高速總線協(xié)議FlexRay。

Vast把主要精力集中在提供ECU硬件建模上,而TheMathworks可實(shí)現(xiàn)ECU硬件和軟件建模。ETAS集團(tuán)和Enea等公司則專注于軟件嵌入式建模與設(shè)計(jì)。

ETAS戰(zhàn)略營銷與通信總監(jiān)JeffKessen稱,在汽車業(yè)中,重要的是實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)與測試。他指出:“一個(gè)高轉(zhuǎn)速下的八缸引擎每秒要計(jì)算500次燃油供應(yīng),而ABS每秒要調(diào)整10次剎車力度。”

但是,并不只是硬件配合軟件工作時(shí)需要仿真,ECU要工作在極熱的條件下,并長期在汽車中運(yùn)行。Kessen說:“有些OEM商在液壓控制閥中整合了變速ECU,而這個(gè)ECU就浸泡在變速箱油內(nèi)。熱天劇烈的駕駛中,變速箱油可以達(dá)到150℃(300°F)的高溫。PC主板不可能忍受在這種條件下工作?!边@種情形意味著要求EDA供應(yīng)商進(jìn)行擴(kuò)展或與其它供應(yīng)商合作,包括熱、機(jī)械甚至液動(dòng)工具供應(yīng)商。

用于汽車的電子工具很少見,原因之一是很多汽車供應(yīng)商都不愿公開自己的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程,不希望參與到聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)中。一個(gè)最有前途的標(biāo)準(zhǔn)化工作是AutoSAR(汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)),它能有助于定義所有汽車共同的ECU和軟、硬件子功能。該集團(tuán)得到了數(shù)家歐洲汽車制造商和供應(yīng)商的支持,期望實(shí)現(xiàn)通用功能軟、硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。該集團(tuán)希望用這種方式提高設(shè)計(jì)層面之間的溝通,加快汽車電子的設(shè)計(jì)周期。Mentor通過對Volcano的收購而成為AutoSAR的主導(dǎo)角色,因而使該公司對標(biāo)準(zhǔn)的走向有了更強(qiáng)大的影響力。

Mentor與Synopsys并不是發(fā)現(xiàn)汽車業(yè)潛在機(jī)會的唯一EDA巨頭。Cadence設(shè)計(jì)系統(tǒng)公司在2005年中稱它正在致力于一個(gè)面向汽車設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工具包?,F(xiàn)在還不知道該工具包中是否含有專用工具,或者只是簡單地捆綁了現(xiàn)有的IC、印制電路板和封裝工具,而以富有吸引力的價(jià)格提供給第二層、第一層和汽車公司。

對Cadence這家全球最大的EDA供應(yīng)商來說,對真正汽車級系統(tǒng)工具的需求并不是新的概念。該公司曾經(jīng)提供一種名為VCC(虛擬部件協(xié)同設(shè)計(jì))的工具,在那個(gè)時(shí)代居于領(lǐng)先地位,當(dāng)然也領(lǐng)先于汽車業(yè)對系統(tǒng)級建模的需求。