汽车电子设计的第三次发展浪潮

 2017年3月14-16日，一年一度的SemiCon China又如期在上海举办，此次Semicon还首次举办了“智能汽车电子论坛”。作为在汽车行业深耕多年的系统供应商，Mentor Graphics也参与了此次盛会。Mentor Graphics资深技术总监Russell Lee以“The 3rd Wave of Disruption Driving Agility of Engineering” (推动工程灵活性的第三个拐点)为题，认为汽车行业如今已进入了第三波拐点，并阐述了汽车工业的变革与半导体芯片设计之间的关系。

随着PC、智能手机应用已日趋成熟，产业急需寻找新的应用引擎来推动进一步发展，而汽车电子应用被认为是下一波推动产业发展的新引擎。目前汽车行业已经历了三次发展拐点，第一波是全球化，当时产生了大量的全球性汽车企业;第二波是发生在30年前的电气化，这得益于当时半导体技术的发展;目前已进入了第三波发展潮流：数字化。目前汽车内的系统越来越复杂，电子系统所占比例越来越高，如在一辆奔驰系轿车中，就包含6个雷达波速系统，8个摄像头，12个停车传感器，144个电子控制单元，500个LED等，734条线束，2,400条电路以及5,000米长的线束。在汽车中电子系统的成本也逐年递增，至2030年将占整车成本的50%。那怎样去抓住这一次机遇，真正解锁下一波汽车潮流价值的关键是什么呢?答案是“Smart Car”，也即智能汽车。

改变创造机遇

那怎样去适应这种改变并抓住发展机遇呢?Mentor Graphics资深技术总监Russell Lee认为可从三个方面去考虑。一是数字化，汽车制造商需要构建就有安全，高质量，具有可延展性，并能控制成本等特点的平台。二是标准化，OEM厂商和供应链厂商必须更紧密的合作，建立共同发展和相互依存的关系。三是互联化，“新玩家”的加入会影响整条供应链，如云服务提供商、通信、IP和服务提供商等。

汽车已成为一个成体系系统(System of Systems)，其中包含了SoC设计，嵌入式软件系统，PCB & ECU设计，车辆架构和集成，维护和售后系统等，这都需要更早的设计流程的合作， 研发效率，设计的准确性以及一致性和数据的完整性等方面给予保证。

主要驱动技术

近年来先进驾驶辅助系统(ADAS)市场增长迅速，原来该系统只局限于高端市场，而现在正在进入中端市场。而ADAS的发展推动了对于CMOS图像传感器需求的增长，但同时也面临着一些挑战。由于目前的多层板设计以及对于补偿/错配和寄生效应的敏感，缓冲放大器的应用，仿真没有那么简单实行。Mentor的AFS工具能很好解决上述挑战，能快速、准确地进行仿真(图1)。目前，CMOS图像传感器排名前三的供应商都已采用AFS，排名前十中的八家供应商也已采用AFS。

 

 

图1：AFS相较于其它仿真工具仿真时间的对比。

对于高压动力系统的仿真也是难点之一，如需要实现0V至800V的最大电压波动，Mentor和ST共同推进了三个主要的仿真能力，一是电热模型和仿真;二是老化仿真;三是对安全工作区的仿真和分析，帮助客户解决对于高压动力系统的仿真难题。此外，Mentor还提供能保证DFT质量的工具，近期独立合规公司 SGS-TÜV Saar 已对 Mentor 旗下 Questa® 仿真、验证管理和跨时钟域 (CDC) 产品的软件工具验证报告进行了 ISO 26262 合规性认证。这使得Mentor Safe 程序成为是业内应用范围最广且最完善的 ISO 26262 验证方案之一。Mentor Safe软件可以使得用户将Mentor工具以及安全软件在安全层面上集成到用户自己的设计和验证流程中，范围覆盖所有验证级别(从 ASIL A 到 ASIL D 级)。Mentor还具有进一步对可靠性检查的资质，对于关键安全功能进行功能验证等。

任何产业总是由创新来驱动，汽车行业也是一样。2015年最具创意公司前十大公司中的9家有在汽车方面独具创新。未来对于新设计/验证方法的采用会越来越多，在服务和数据方面的新商业模式也会不断出现。汽车设计也将成为成体系系统设计，对于设计准确性和研发效率的要求也将越来越高。