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浅谈汽车电子电气架构开发工具

发布日期:2020-06-28

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摘 要:随着科技日新月异,OTA、5G、自动驾驶、人工智能、网络安全等新技术、新概念正于汽车深度结合。面临着功能多样性、需求多组 合性的现状,如何更高效便捷的进行汽车电子电气架构开发将是摆在所有架构工程师面前的重要课题。本文重点介绍了当今世界主要的电子电 气架构开发软件工具的提供商及其工具特性,为汽车电子电气架构开发的工具链选择提供参考指引。


0 引言   汽车电子电气架构(Electric and Electronic Architecture, 以下简称 EEA) 相当于汽车电子电器系统的总布置。具体来说,EEA 就是在 功能需求、法规和设计要求等特定约束下,通过对功能、性能、成本 和装配等各方面进行分析,所得到的**的电子电器系统模型。


1 EEA 开发工具资源介绍   


EEA 的开发覆盖整个汽车产品开发的“V”流程,从最左侧的需 求定义到最右侧的验收测试,各个环节都有软件工具进行开发辅助。目前这些工具主要来自欧美的软件公司,如 Vector、IBM、ETAS 等。国内接触较多的是 Vector 的 RREEVision。但实际上国外的 EEA 开发 工具其实还是很多选择性,本文将对一些主流工具进行介绍。  


(1)Vector·德—PREEvision、Network Designer 和 CANx 系列 产品。PREEvision 为 EEA 开发提供了比较全面的功能。包括需求开 发、逻辑功能设计、网络和部件架构、拓扑结构设计以及电气系统和 线束设计等;Network Designer 主要用于构建总线架构和通信矩阵, 还能提供总线的一致性检查并可视化网关关系。CANx 系列产品包括 CANoe, CANape, CANalyzer 等工具,主要用于汽车 ECU 和总线的测量、 标定和诊断。 


(2)IBM· 美 —Rhapsody Designer 和 Doors。Rhapsody Designer 的功能包括基于统一建模语言(UML)的模型设计、需求开发、仿真 框架开发等。此外,它还具有可追溯性和代码生成机制。Doors 是需 求管理工具,可用于捕获、跟踪、分析和管理用户需求,从而优化整 个 EEA 开发过程中的需求沟通、协作和确认 [1]。  


(3)Mentor·美—Capital Systems。Mentor 为西门子旗下公司。其工具软件 Capital Systems 可以支持从需求到系统建模,再到多领域 物理系统仿真互联,以及网络拓扑设计及线束设计的 EEA 开发全过程。  


(4)dSPACE· 德 —SystemDesk、TargetLink 和 ControlDesk。SystemDesk 主要用于系统架构设计,支持 AUTOSAR 架构和系统建模。它还可以从应用程序软件中生成虚拟 ECU(V-ECU),与 dSPACE 仿 真平台一起用作被测单元。TargetLink 主要功能为代码生成,并允许 通过内置仿真和测试进行早期验证。ControlDesk 是一个模块化的开发 平台,主要用于 ECU 及总线的测量、标定和诊断。  


(5)Elektrobit· 芬 兰 —EB tresos。 包 括 EB tresos Designer、 Studio、Busmirror 和 Inspector。Designer 基 于 AUTOSAR 标 准, 主 要 用于通信矩阵的生成。Studio 主要用于验证配置的一致性,以及为标准软件模块生成代码。Busmirror 主要用于总线仿真。Inspector 主要用 于总线通信和 ECU 软件调试的监测与分析。  


(6)ETAS· 德 —ASCET 和 INCA。ASCET 基 于 ETAS 旗 下 的 Eclipse 平台开发,主要用于基于模型的汽车软件开发,允许可执行的 实时功能定义,图形设计机制和自动代码生成。INCA 用于汽车电器 系统的测量和标定、总线诊断、监视和数据采集以及可视化的扩展。  


(7)MathWorks· 美 —Matlab/Simulink。Matlab 可 将 大 量 的 数 学和图像处理函数与高级语言相结合,提供高效的技术计算环境。Simulink 具有很多工具块,可支持 EEA 的控制系统设计、信号处理与 通信、测试与测量以及建模仿真分析。  


(8)INCHRON·德—ChronSIM/ChronVAL。主要用于验证图形 和仿真系统的时序要求,还可以分析和验证分布式电气架构的动态行 为,并提供实时仿真和优化。


2 EEA 开发工具链选择   


以上工具都各有所长,有的可涵盖整个“V”流程,有的具有许 多附加功能。笔者在此不便于评价具体选择哪家比较合适,但是可以 提出几条工具链选取的参考评价因素以供讨论。  


(1)工具链的功能完整性。例如是否支持以太网及时序分析等。  

(2)工具链的兼容性。例如是否支持前后端软件功能集成及 AUTOSAR 标准等。  

(3)工具链的易用性。例如界面是否友好,输出文档格式等。  

(4)市场占有率及用户评价。 


3 结语   


全新的架构和复杂的系统,使得有汽车制造商有必要使用特定的 设计工具,进行建模,仿真和测试,以确保研发的质量和效率。但是 各企业在选取 EEA 工具链的时候,还应该基于自身情况及技术发展 趋势进行综合分析,不能直接套用,以免因为使用工具而带来额外的 工作 [2]。 



参考文献: 


[1]Peter Waszecki,Martin Lukasiewycz,Alejandro Masrur, Samarjit Chakraborty.“How to Engineer Tool-Chains for Automotive E/E Architectures”.2013. 


[2]Peter Wallin,Jakob Axelsson.“A case study of issues related to automotive E/E system architecture development”.2008.



作者:汤 伟 (广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院 , 广州 511434) 





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