新造車潮起,Siemens EDA 深耕汽車電子設計領域,與使用者共同成長

作者 | 發布日期 2021 年 06 月 16 日 10:00 | 分類 IC 設計 , 晶片 , 汽車科技 Telegram share ! follow us in feedly


汽車電子市場發展日新月異,每年市場需求成長高達 40% 以上。驅動汽車市場的持續增長有兩大關鍵因素,即:自動化和電動化。近年來,隨著世界各地對於減碳的日趨重視,台灣也在今年 4 月世界地球日表示,2050 淨零轉型是全世界的目標,也是台灣的目標!政府政策的大力支持與市場驅動的強烈需求,促使新能源汽車開始逐步替換燃油車真正走向市場。

繼電動化革命之後, 汽車行業開始逐漸步入以智慧化和網路化為主的第二階段,自動駕駛、人工智慧等核心技術成為汽車產業競爭的焦點。截止目前為止,自動駕駛依然是汽車製造商及其價值鏈上下游企業面臨的最大挑戰之一。 在汽車半導體領域,實現自動駕駛需要晶片提供強大的運算速度和運算能力,人工智慧技術的飛速發展,雖然加快了這一進程,但現實情況卻依然不容樂觀。 不同於人臉識別等單一演算法,自動駕駛汽車需要面臨錯綜複雜的道路狀況,並快速作出相應處理。面對重重壓力,汽車電子領域的發展任重而道遠。

資料成為汽車電子設計領域技術發展的挑戰

汽車電子市場如火如荼飛速發展的同時,也為汽車電子設計領域帶來巨大挑戰。電動化、智慧化、網路化的發展趨勢,讓汽車上的電子設備越來越多,車用晶片市場需求量迅猛增長。白熱化的汽車市場,使汽車電子研發公司對於車用晶片需求呈現百花齊放的新姿態。與此同時,眾多科技巨頭紛紛加入造車行列,也進一步加劇了激烈的市場競爭格局。而不同於傳統汽車,面對錯綜複雜道路情況,自動駕駛對於訊號的高速傳輸、大量的資料處理與資料的長期追溯提出極其嚴苛的要求。

傳統的汽車會有超多 100 多個 ECU(汽車電子控制單元),「點對點」的控制通常效率低下且無法進行有效資料傳輸。 目前通用的解決方案是將整車劃分為動力總成、車輛安全、車身電子、智慧座艙和智慧駕駛等五個「域」進行控制(特斯拉除外),網域控制站的解決方案高度提升資料傳輸效率的同時,架構的變化也為汽車電子設計領域帶來巨大挑戰。

與此同時,自動駕駛也對資料的可追溯性提出嚴苛要求,不同於手機、電腦等消費類電子產品,汽車的使用壽命通常高達 10~20 年,「超長待機」的生命週期促使自動駕駛汽車的資料需要實現 10~20 年的可追溯性,這無疑對整個數位化管理轉型帶來全新挑戰。

近年來,車聯網技術不斷興起,消費者期待從資訊網路平台或手機 App 上讀取並利用所有車輛的屬性及靜態、動態資訊,並對運行中的車輛進行有效的監控和綜合服務,實現車輛與人的資料交互。車用電子晶片廠商如何實現資料交互,如何進行資料轉型,如何滿足下游消費者日益增長的需求,都是急需解決的問題 。

開拓創新,數位化變革催生汽車設計領域新型發展動能

想要解決上述挑戰,數位化轉型是大勢所趨。目前,全球車廠皆開始著手佈局基於數位化的管理平台,實現自動化產線,即:所有的資料在自有伺服器或系統中傳遞。與此同時,面對複雜的多工智慧化需求,車廠逐步採用基於模型的系統工程方案 MBSE。MBSE 可以定義為從概念設計階段開始,持續貫穿於系統全生命週期各個階段,支援系統需求、設計、分析、驗證和確認活動的正規化應用。MBSE 對複雜系統採用本體認知和概念建模,支援從多視角的系統架構建模,從而確保了頂層設計的概念完整性,並由此實現向下游層級跨專業模型的映射,以及實現系統全生命週期的可追溯性。

一般來說,汽車電子化後,數位化需要延伸入電子系統,但電子系統的訊號傳輸是肉眼無法捕捉的,在 MBSE 的概念下通過建立有效的模型,得以實現針對性使用 EDA 工具對設計進行驗證檢查。 與此同時,車廠也通常採用 MBSE 模型下的模組複用板塊,模組複用藉由將「已知良好」通過驗證的電路使用於新的設計中,這一舉動説明汽車電子領域企業加速設計反覆運算,增強競爭優勢,將產品更快、更高效地推向市場。

秉承初心, Siemens EDA 數位化管理平台突破汽車電子設計領域重重挑戰

作為電子設計自動化領域的領跑者,Siemens EDA 在前身 Mentor Graphics 時期,便可為使用者提供完整的電子設計數位化管理平台。在與 Siemens 強強聯手並系統整合後,Siemens EDA 已是業界擁有從設計到生產製造管理能力的公司。Siemens EDA 可實現從小型器件到整體系統的全面管理,以及研發全流程的可查性與追溯性。 任何擁有許可權的研發參與人員,均可通過系統查詢到想要瞭解的資訊,例如:物料成本、器件庫存資訊、器件優選件、採購週期等。

在系統層面,Siemens EDA 同時也是擁有系統設計管理能力的公司。傳統的系統構架方案,需要人工進行資訊傳遞,效率低下且容易出錯。Siemens EDA 的數位化管理平台,能夠自動同步整個系統資訊,無論是線路變化或是電子模組的變化等,均可進行捕捉並完成系統同步。

與此同時,面對瞬息萬變的市場情況與日新月異的技術更新,新型且跨領域的技術挑戰通常是設計工程師無法跨越的困難點。Siemens EDA 的數位化管理平台,為設計工程師提供快速嚮導及自動化模擬設定的流程,説明使用者即刻上手使用工具,讓用戶不用做很多設定便可直接進行模擬。模擬結束後,Siemens EDA 的數位化管理平台可將用戶的模擬結果和對應的協議標準作對比,無論通過與否,用戶均可獲得完整報告。在 Siemens EDA 的不懈努力下,工程師即使經驗欠缺也可快速瞭解設計隱患,針對問題迅速反應。

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(圖片來源:Unsplash)