在新技術與新造車勢力沖擊下，傳統汽車開(kāi)發(fā)方法的弊端日益明顯。在傳統汽車開(kāi)發(fā)模式下，汽車被視爲一種(zhǒng)安全性能(néng)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，也很難複用；另外，傳統汽車對(duì)于數據處理速度要求不高，傳統車載總線帶寬都(dōu)比較低，汽車智能(néng)化的特征之一是將(jiāng)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(néng)化需求；此外，傳統汽車電子系統還(hái)存在處理能(néng)力低、軟件更新操作複雜、不同模塊之間關聯度高等特點。
以特斯拉爲代表的造車新勢力，更多將(jiāng)汽車視爲一種(zhǒng)大型移動智能(néng)設備，在硬件選用、平台構建、軟件開(kāi)發(fā)和更新維護等方面(miàn)大膽創新，在赢得用戶支持的同時，也引領了汽車開(kāi)發(fā)潮流。傳統汽車廠商如今也已經(jīng)跟進(jìn)，投入更多資源進(jìn)行新架構、新開(kāi)發(fā)流程的探索。
新舊汽車勢力都(dōu)在汽車系統新開(kāi)發(fā)模式上投入重注，務必對(duì)汽車開(kāi)發(fā)人員提出更高的要求。8月16日，《新電子》媒體資訊服務平台攜手Mentor,a Siemens Business發(fā)起(qǐ)[走進(jìn)吉利]數位化智能(néng)汽車電子開(kāi)發(fā)技術研讨會，同時邀請Inova，MPS，Western Digital，Mouser，ITECH等企業共同參與，針對(duì)汽車電子開(kāi)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(kāi)發(fā)人員應對(duì)新硬件、新架構和新開(kāi)發(fā)流程的方法，來自吉利汽車研究院的200餘名專業觀衆參加了此次研讨會。
從硬件出發(fā)
毫無疑問，軟件在汽車電子開(kāi)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(kāi)發(fā)芯片已經(jīng)不是新鮮事(shì)，因爲主機廠與一級供應商對(duì)車載應用需求了解更爲深入，而自定制芯片還(hái)可以在硬件層面(miàn)上與競争對(duì)手拉開(kāi)差距。但部分主機廠或一級供應商在芯片級硬件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗上可能(néng)還(hái)不夠豐富，不過(guò)借助EDA工具的幫助，主機廠與一級供應商可以縮短學(xué)習時間，加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度。
Mentor,a Siemens Business中國(guó)區總經(jīng)理淩琳在數位化智能(néng)汽車電子開(kāi)發(fā)技術研讨會上表示，Mentor和西門子向(xiàng)用戶提供全流程數字化方案，從設計到生産全面(miàn)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(néng)夠應對(duì)汽車新技術風潮帶來的挑戰，順利跨入智能(néng)化汽車開(kāi)發(fā)時代。他說：“我們在汽車電子領域的曆史可以追溯到30多年前，我們在芯片、電路闆和系統方面(miàn)都(dōu)完整的解決方案，與西門子合并之後(hòu)，雙方在車載領域優勢互補，用我們的一體化開(kāi)發(fā)環境，開(kāi)發(fā)者就可以高效地實現車載系統的開(kāi)發(fā)。”
Mentor,a Siemens Business中國(guó)區總經(jīng)理淩琳
開(kāi)發(fā)、仿真與認證加速
硬件定制化程度提高，與軟件開(kāi)發(fā)内容增加，都(dōu)增加了汽車系統開(kāi)發(fā)工作量，但整車開(kāi)發(fā)周期并沒(méi)有被拉長(cháng)，而且有被縮短的趨勢。
Mentor,a Siemens Business硬件加速驗證平台高級技術經(jīng)理張俊指出，未來汽車正在進(jìn)行大量技術的融合。電氣化、傳感器、車聯網、雲計算、大數據、人工智能(néng)等在車載系統中緊密相連，特别是在最底層技術層面(miàn)，傳感器和集成(chéng)電路在車輛的各個子系統中相互作用。但汽車系統開(kāi)發(fā)、仿真與認證的複雜之處在于，車載系統本身隻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(zhǒng)設施，這(zhè)使得汽車系統的驗證成(chéng)爲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(dōu)有變量，由于原始數據的包容性還(hái)不夠，安全和安全問題進(jìn)一步複雜化。”
Mentor,a Siemens Business硬件加速驗證平台高級技術經(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拟化整個系統環境和車輛。西門子解決方案通過(guò)在一個環境中集成(chéng)系統的異構元素，爲驗證自動駕駛汽車設計提供了一種(zhǒng)創新的方法：模拟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(jìn)行計算的決策，并將(jiāng)它們應用于這(zhè)些決策控制的機械系統的虛拟化版本。
針對(duì)自動駕駛功能(néng)複雜、計算密度高、成(chéng)本高等特點，Mentor還(hái)提供自動駕駛整體解決方案（Automated Driving Total Solution），Mentor,a Siemens Business中國(guó)區銷售總監陳銘燿表示：“從ECU仿真、硬件平台仿真，到嵌入式軟件開(kāi)發(fā)，針對(duì)自動駕駛平台，Mentor,a Siemens Business都(dōu)有完整的解決方案，國(guó)内客戶對(duì)交付時間要求比較高，但客戶反饋我們的支持都(dōu)很給力。”
Mentor,a Siemens Business中國(guó)區銷售總監陳銘燿
速度、容量與EMI
汽車智能(néng)化對(duì)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，一天産生的數據量可能(néng)高達4000GB。近期來看，車載儀表闆（大屏幕顯示）及影音娛樂功能(néng)的變化，已經(jīng)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(guó)的Inova半導體是一家芯片設計公司，主要開(kāi)發(fā)車載高速串行總線（SerDes），以及車内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(jiāng)信息娛樂系統的視頻、音頻、以太網與控制信号，以高品質地實時傳遞至遠端顯示屏。APIX3産品可支持每秒最高12千兆（12Gpbs）帶寬，并可對(duì)應LVDS、DSI、CSI、HDMI以及DisplayPort等格式的視頻介面(miàn)。APIX3也能(néng)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(kāi)發(fā)時間與成(chéng)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Thomas Rothhaupt
數據量的增加，也直接導緻了對(duì)車載存儲器需求的增加。西部數據産品營銷總監張丹在演講中表示，随着汽車網聯化與自動駕駛程度的提升，車内所需的存儲將(jiāng)持續增大。其中，先進(jìn)的車載信息娛樂系統將(jiāng)會需要256GB，而自動化系統將(jiāng)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(jiāng)超過(guò)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(duì)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(guò)去的2D MLC技術有更多優勢：可靠性更高、減少存儲單元間的幹擾、每層更強的電子捕獲能(néng)力、有更好(hǎo)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。
西部數據産品營銷總監張丹
針對(duì)車載應用特點，西部數據還(hái)爲自己的産品增加了狀态監控、智能(néng)分區、手動刷新、耐用拓展等功能(néng)。
随着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爲大家分享了在開(kāi)關電源設計中的EMI設計經(jīng)驗，他表示：“随着新能(néng)源車，自動駕駛和車載互聯技術的發(fā)展，這(zhè)些越來越多的電氣化零部帶來了DCDC芯片的廣泛應用，也産生了越來越多的EMI問題。由于汽車電子測試的範圍寬，限制低，在這(zhè)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作爲電源領域的領導者，在汽車電子電源方案有着獨特的技術優勢，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(chéng)本更低。同時随着汽車電子電氣化的普及，主機廠對(duì)汽車EMI要求越來越高，開(kāi)關電源又是主要的噪聲源，MPS擁有豐富芯片設計經(jīng)驗和系統設計經(jīng)驗，幫助硬件工程師更輕松通過(guò)越來越嚴苛的EMI挑戰。”
MPS汽車電子現場應用主管程磊
模型化、集成(chéng)化開(kāi)發(fā)
随着汽車電子朝着智能(néng)化、數字網絡化、總線化以及節能(néng)環保方向(xiàng)發(fā)展，無論是芯片設計還(hái)是闆級設計都(dōu)面(miàn)臨全新挑戰。相較傳統汽車電子，新一代産品需要快速及時處理大量數據，并瞬時準确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(hǎo)适應不同環境下的可靠性，對(duì)零部件和組件的零缺陷要求，需要對(duì)設計數據全流程嚴格管控。
Mentor,a Siemens Business Capital産品方案專家朱韋達以車載網絡設計爲案例，來說明模型化開(kāi)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(chéng)本，因而無法正确調整網絡規模；因爲缺乏專業的網絡工具和自動化設計方法，因此開(kāi)發(fā)應用效率低；而且嚴重依賴物理測試，增加成(chéng)本，增加延時。
Mentor,a Siemens Business Capital産品方案專家朱韋達
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(guò)合理的設計，規範節省時間和成(chéng)本，最終滿足車載系統對(duì)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(jīng)理劉雪峰則重點介紹了Mentor的集成(chéng)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(chéng)，爲汽車行業提供一個安全、可靠、高效的設計平台和電子設計數據管理環境。
Mentor,a Siemens Business應用經(jīng)理劉雪峰
集成(chéng)化、模型化開(kāi)發(fā)將(jiāng)引領汽車電子開(kāi)發(fā)新浪潮，正如Mentor,a Siemens Business中國(guó)區總經(jīng)理淩琳所說：“現在的時代，需要把電子設計和機械設計統一起(qǐ)來，才能(néng)解決汽車開(kāi)發(fā)中遇到的越來越複雜的問題。而Mentor的集成(chéng)化開(kāi)發(fā)工具與方法，爲工程師提供了最有力的幫助！”