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怎么高效打造轿车电子的“神经网络”

当代汽车的创新70%来源于汽车电子系统的创新。伴随着新能源汽车的崛起,电子产品的成本在汽车中比重日益

今世轿车的立异70%来源于轿车电子体系的立异。

伴随着新能源轿车的兴起,电子产品的本钱在轿车中比重日益加高。依据盖世轿车网的计算,现在紧凑型车型、中高档车型、混合动力车型及纯电动车型轿车电子本钱占比分别为15%、28%、47%、65%。预期到2030年,电子产品在轿车中的均匀份额将到达50%。

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轿车中的电子化程度越高,对信息传输量的需求就越大,轿车网络化的趋势就越显着。车载的各种电子设备在赋予轿车更多功用的一起,也导致了轿车电子体系的杂乱化。在各电子单元之间进行数据同享和功用和谐现已变得无足轻重。现有的做法便是运用轿车总线将轿车中各种电控单元、智能传感器、智能仪表联接起来构成轿车内部局域网,在各单元独立运转的一起,进行功用的共同分配,并完成数据的快速交流。能够说,轿车总线现已成为车内体系的神经网络。

轿车总线开展迅速,类型繁复,可是CAN总线以其安稳的体现一向居于干流,也成为了轿车电子规划的首选。 

轿车中的神经网

CAN 是 Controller Area Network 的缩写,即操控器局域网络,一般称为CAN BUS,即 CAN 总线。能够归归于工业现场总线的范畴,是现在国际上运用最为广泛的开放式现场总线之一。 

做为一种多主控(Multi-Master)的总线体系,不同于USB或以太网等传统总线体系是在总线操控器的和谐下,完成A节点到B节点许多数据的传输,CAN总线网络的音讯是播送式宣布的,亦即在同一时刻网络上一切节点侦测的数据是共同的,因而比较适宜传输比如操控、温度、转速等短音讯。这就使得其十分适宜轿车电子的运用。 

CAN总线在车内所衔接的节点,主要是ECU(车内电控单元Electrical Control Unit)。由于ECU数量许多(现在可多达70个左右),除了引擎操控单元外,还存在传动操控、安全气囊、ABS、巡航操控、EPS、音响体系、门窗操控和电池办理等模块,尽管某些模块是单一的子体系,可是模块之间的互连仍然十分重要。因而,CAN总线要满意这些子体系数据传输的要求,如有的子体系需求操控执行器和接纳传感器反应等。 

CAN总线总是能很好地完成任务。比较传统轿车网络架构中模块单元直接衔接,CAN总线经过在轿车内人模块之间架起安稳的互连架构,使得软件能够更轻易地完成安全、经济和便当等新特性。CAN总线还完成了轿车内互连体系由传统的点对点互连向总线式体系的进化,大大下降轿车内电子体系布线的杂乱度。 

主动驾驭的呈现更是助推了CAN的开展。经过运用激光雷达(LIDAR)之类的传感器,无人轿车具有了超凡的“感知”国际的才能,车内的主操控器能够做出引导、加速、刹车等决议。不过,这些传感器的信号都是CAN总线传递的。 

除此之外,许多人习气运用的紧迫刹车辅佐体系、盲点检测以及主动泊车的体系等高档驾驭辅佐体系,正在大批量配备新车。这些体系中许多选用的雷达、超声波等感应元器材,需求高速、牢靠和安稳的车载网络接入到体系中,而这正是CAN总线的优势。 

进步CAN总线开发的功率要害 

要发挥CAN总线的优势,就要开宣布一个安稳高效的CAN总线体系。这儿存在许多应战,很重要的一个便是怎么进行高效测验。 

在CAN总线的开发测验阶段,需求对其单节点功能,多节点组网通讯,网络拓扑结构等进行开发测验。具体来说,便是对总线长度,节点数量、拓扑结构、元器材参数、信号/电源完好性、电磁兼容等逐个进行精确测验。

软件仿真是一个高效而低本钱的挑选。经过对CAN体系进行建模和模仿剖析,就能够提早发现总线信号是否能够安稳而有用的传输,这样能够削减用硬件实体原型机重复验证/测验的次数,然后节约贵重的硬件实体的本钱和测验时刻的本钱。由于修正规划意味着时刻上的推迟,这种推迟在产品快速面市的压力下是不能承受的。所以,现在问题的要害就变成了怎么去挑选一款适宜的仿真东西对电路进行精确和高效的评价。 

从更高的层面来说,CAN总线体系归于数模混合信号电路。对数模混合信号电路怎么仿真,也一向是业界最为关怀的论题。 

今世的数模混合信号电路,数据速度传输功率越来越高,供电电压越来越低,电路板密度越来高,这些改变会导致以往的东西不能够彻底处理各种信号问题或许乃至是得出过错定论。

此外,数模混合电路的仿真,还存在模型的问题,许多仿真东西所供给的仿真模型并不全面,或许是模型并不挨近实践状况,因而要进行完好的电路仿真就十分困难。 

不过,这些困扰在Xpedition AMS东西面前都能化解。做为从PCB概念规划到出产制作的全流程处理计划都能掩盖的Xpedition平台中的一员,Xpedition AMS在数模混合信号仿真方面称得上是挥洒自如。

强壮的仿真东西   

Xpedition是一个企业级处理计划,具有完好的规划流程,包含元器材库规划与办理、原理图规划、PCB规划、出产数据的处理、SI/PI仿真、EMC/EMI剖析、热剖析及数模混合仿真等。 

与同类产品比较,强壮的流程办理和数据办理、并行规划,协同规划,集成式验证等优势是Xpedition独有的标签。Xpedition流程可消除规划流程中的冗余作业,然后最大极限地进步团队功率,一起还可凭仗数据办理基础设施优化产品功能和牢靠性。其数据办理处理计划完成了单一环境内的高效规划协作和项目办理,能够缩短规划周期并削减本钱。

做为Xpedition平台下用于模仿/混合信号规划的集成仿真环境,Xpedition AMS支撑高档SPICE和依据HDL的建模技能。该环境将电子电路仿真扩展到规范时域和频域剖析之外,然后在Xpedition PCB规划流程中供给了高档功能仿真(扫描,计算,应力,最坏状况)和虚拟体系内验证。 

Xpedition AMS能运用PCB布局的体系原理图驱动电路仿真,与其他仿真环境不一样,它不需求独自的仿真原理图,仿真后的原理图能够直接用于PCB布局布线,PCB布局布线的寄生参数能够主动提取,这样能够削减文件导入导出所带来的危险并加速规划。 

现在,大部分模仿/混合信号电路仿真器在建模时最大的问题是将PCB上各器材的衔接视为抱负衔接,将电路互连视为0欧姆电阻。但在实践的PCB中,这些互连是走线、衔接器,一直带有或许影响电路功能的相关寄生参数。这些寄生参数会影响模仿滤波器的特性,或许使数字信号耦合的噪声搅扰灵敏模仿信号的行为。在仿真中需求正确考虑电路板走线的特性及其行为对建模的影响。一起,PCB上的过孔、焊盘、绿油等也会影响到信号的传输,亦需求考虑。针对于此,Xpedition AMS供给了共同,功用强壮且用处广泛的处理计划,可用于评价模仿和混合信号规划中互连寄生参数的影响,能够依据项目实践需求调用混合/全波电磁场求解器,在精度和速度上做折中权衡。 

除规范SPICE建模外,Xpedition AMS还支撑IEEE规范VHDL-AMS建模言语,然后在建模和剖析组件及规划行为方面增加了灵活性。 VHDL- AMS支撑模仿和事情驱动的行为,以对模仿、数字和混合信号规划进行建模和剖析。该言语已逾越了电气范畴,进入了其他规划技能,因而用户能够对电路的方针体系进行建模,然后运用虚拟原型进行体系内验证。 

Xpedition AMS的许多优势,使其十分适宜CAN总线电路的仿真。由于在轿车的环境中,CAN总线的节点许多,拓扑结构很杂乱,而且运用环境很杂乱,高温、振荡都会对信号的传输形成影响。这就需求一个全面、精准的仿真计划。

凭仗在轿车行业多年的堆集,Xpedition AMS能够对CAN总线长度、拓扑结构,元器材参数,还能考虑PCB布局布线对电路形成的影响对电路进行剖析,以全方位的仿真计划处理轿车类客户没有现成CAN仿真计划的困扰。 

CAN总线的开发现已成为了轿车电子开发最重要的一个环节之一,而在其规划初期、辨认、防备和改正规划过错,避免电路犯错,这种操作形式比以往任何时候都至关重要。仿真便是现在最好的办法之一,而Xpedition AMS能够让CAN总线的仿真剖析事半功倍。

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