車用半導(dǎo)體生態(tài)復(fù)雜　系統(tǒng)建?？简炿y度高

現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)內(nèi)含復(fù)雜的動力系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)以及車載娛樂系統(tǒng)。在半導(dǎo)體設(shè)計當(dāng)中，要處理如此復(fù)雜的系統(tǒng)，就是透過建模(modeling)來提高抽象層級。然而，技術(shù)人員尚未確定在汽車設(shè)計如此復(fù)雜的情況下，要執(zhí)行系統(tǒng)模擬(system simulation)的可能性。

根據(jù) Semiconductor Engineering網(wǎng)站報導(dǎo)，要替整臺汽車做系統(tǒng)模擬(system simulation)并不容易，因此汽車產(chǎn)業(yè)目前仍在初步研究階段。Ansys全球汽車產(chǎn)業(yè)總監(jiān)Sandeep Sovani表示，系統(tǒng)模擬在不同階段處理連接不同的領(lǐng)域，包括全系統(tǒng)層級、子系統(tǒng)層級以及元件層級。

在全系統(tǒng)層級，模擬作業(yè)會定時監(jiān)測汽車的駕駛表現(xiàn)，包括汽車整體表現(xiàn)、油耗效率、不同駕駛循環(huán)的扭力等等。而這些系統(tǒng)模擬模型往往也得對子系統(tǒng)做出假設(shè)，因為全系統(tǒng)層級無法還蓋所有子系統(tǒng)細(xì)節(jié)。

就連汽車元件本身也是復(fù)雜系統(tǒng)，煞車系統(tǒng)不只是機(jī)械元件，而是需要從元件層級就開始做細(xì)致的系統(tǒng)模擬模型，進(jìn)而打造3D元件模型。今日，建模作業(yè)由汽車供應(yīng)鏈里面許多不同的人員、工具、部門、公司共同打造。

測試人員得設(shè)計能捕捉特定子系統(tǒng)行為的模組化模型，并且將該模型連接制更高層級的系統(tǒng)模型。而即使已有部分元件的模組化模型，當(dāng)把這些元件模型組在一起時，會變成一巨大、難以執(zhí)行的系統(tǒng)模型。

利用模型降階法(Model Order Reduction;MOR)或降階模型(Reduced-Order Model)，則可在任何子元件或子系統(tǒng)模型完成后，就同時出現(xiàn)一降階模型。降階模型雖然快速，但精確度也會相對減少，因此科學(xué)家仍致力鉆研如何兩全其美。

汽車生態(tài)系統(tǒng)基本上是一座由系統(tǒng)組成的系統(tǒng)，因此沒有任何清楚的起始點(diǎn)，明導(dǎo)國際(Mentor Graphics)歐洲與印度技術(shù)行銷部門經(jīng)理Thomas Heurung表示，系統(tǒng)建模作業(yè)可從很多角度切入，像是軟體、硬體、一座系統(tǒng)或是整體系統(tǒng)流量。

而汽車設(shè)計生態(tài)系統(tǒng)雖復(fù)雜，最重要的仍是鎖定系統(tǒng)本身。此外，也得整合供應(yīng)鏈、提供正確的規(guī)格與工程需求。成功的終端產(chǎn)品仰賴生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)成員之間有效的溝通規(guī)格需求。

工程團(tuán)隊會將資料抽象化、去蕪存菁，而驗證任務(wù)也得分配妥當(dāng)，才不至于產(chǎn)生重復(fù)的工作與路徑。系統(tǒng)層級建模也有許多其他挑戰(zhàn)，像是非定時的TLM、更高層級的抽象化硬體，或是模擬與軟體的抽象運(yùn)算式。

至于標(biāo)準(zhǔn)方面，ISO 26262包含建模與需求追蹤，以取得建模抽象化之間的連結(jié)，以及驗證的追蹤紀(jì)錄，有效協(xié)助追蹤OEM至終端系統(tǒng)的IP元件。廠商普遍認(rèn)為系統(tǒng)設(shè)計愈趨復(fù)雜，卻并未達(dá)到解決方案共識。

電子設(shè)計自動化(EDA)顧問Bernard Murphy表示，集成車載網(wǎng)路CAN擁有70個以上的控制器與約1億個程式碼，此外，這些系統(tǒng)還得即時提供服務(wù)，套用當(dāng)今建模、模擬驗證法相當(dāng)具挑戰(zhàn)。

而汽車系統(tǒng)往往在相當(dāng)吵雜的環(huán)境下運(yùn)作，還有內(nèi)部與外部的EM干擾跟長達(dá)5公里的線纜，最后還得提供至少10年壽命的安全操作保證，因此得擔(dān)心軟、硬體穩(wěn)定性與出錯率等等。因此，有專家認(rèn)為，抽象化、區(qū)隔問題(separation of concerns)與標(biāo)準(zhǔn)化等作業(yè)是唯一解決方案。

Marvell Technology Group汽車解決方案部門產(chǎn)品線經(jīng)理Alexander Tan強(qiáng)調(diào)，系統(tǒng)建模是打造新一代容錯(fault-tolerant)汽車用網(wǎng)路的電子/電動架構(gòu)的重要關(guān)鍵，其中包含針對產(chǎn)品原型網(wǎng)路做階段性測試，確保系統(tǒng)設(shè)計正確。

除了從元件與網(wǎng)路協(xié)定層級去建模以外，也可從通道層級去偵測系統(tǒng)的預(yù)期表現(xiàn)。再結(jié)合原型系統(tǒng)測試，即有可能開發(fā)與精進(jìn)系統(tǒng)層級的汽車設(shè)計。不過，這些方法與假設(shè)是否真有效，都仍有待時間與數(shù)代汽車產(chǎn)品的考驗。