当前的设计过程并没有跟上雄心勃勃的汽车工业的需求。
领域的高级驾驶员辅助系统,大多数汽车制造商及其供应商有了令人兴奋的路线图,高度自动化和全自动驾驶5到10年。但电子跟上这些雄心勃勃的计划吗?至少在汽车行业作为一个大众市场,目前芯片的设计过程和系统还没有准备好。
自主车辆是一个高性能的系统,还需要相应的高性能电子产品。评估车辆的环境上的大量的数据和执行由无人驾驶汽车所需的计算步骤,今天的先进的计算机技术的原型车都满满。将这些原型转化为质量产品,这种技术必须体积大大减少,同时满足高要求的汽车工业在寿命,可靠性和功能安全。当今最先进、ultra-scaled半导体技术适合解决容量问题。小型设计完美支持不同组件的集成在最小的空间。
车辆的可靠性,然而,这些模型。原因是他们没有开发遇到的恶劣的环境条件和负载的汽车。他们在家里比较舒适的消费电子产品,和尚未适应极端要求等待世界的道路。例如,在汽车电子元件必须承受宽温度范围和保证正确的操作甚至在极端高达160摄氏度——至少15年的使用寿命。水分等因素也是如此,振动、电磁干扰等等。额外的方法来支持设计、资格,因此半导体制造和测试要求。
老化的集成组件本身的内在退化机制也扮演着重要的角色在汽车的条件下的技术问题。组件的易感性增加来自新型材料的使用,如high-k栅氧化层和ultra-low-k材料的电介质的绝缘金属层,以及制造业的新流程步骤。以这种方式,加速老化的影响,产生新的影响,和依赖关系之间出现的各种影响因素。
电子系统的安全可靠运行多年的车辆,因此重要的是识别潜在失效机制在物理层面已经在设计过程中,要理解它们对个人的影响电路,整个系统。必须不断完善相应的指导方针在考虑复杂的退化机制为了符合技术来满足汽车需求,因为退化模型包含在今天的行业标准并不总是足够的新技术。同时,老化的影响相关先进的电路必须被描述,这样他们可以在设计过程中考虑。新的方法和工具是绝对需要更好地支持汽车电子产品的设计者估计一个给定的系统可靠性技术。
此外,它是非常重要的在可靠性评估包括现实世界的情况。例如,即使温度高达160摄氏度为汽车指定应用程序,这样的负载超过数千小时的操作异常情况。更典型的是由汽车制造商指定温度资料,定义一个分布的温度范围为各种安装位置。这些资料也有用的关于电气和机械应力,因为设计电路持续最大应力将导致重大保险设计。如果合适的生命周期模型是可用的,各种操作范围整体可靠性的影响可以计算。这也使得它可以调查短暂的临界违反指定的限制。
汽车电子产品设计师面临的新的需求在功能安全的背景下,。随着程度的自主权的增加,安全至上的电子的数量也是如此。ISO 26262:2018,新版本的标准,将包含一个单独的部分半导体的可靠和安全运行的重要性。额外的设计支持在这一领域还需要。集成的工具进行分析,验证和彻底的文档功能安全正在发展中。与工具验证和故障模拟混合信号电路,需要可靠的失败率老化模型估计。这些工具之前,必须开发一个一致的方法和接口合作伙伴必须定义。
要求电子产品用于自主车辆,例如,因此相当多样化。寿命预测模拟支持也将成为未来发展过程中不可或缺的。这需要最先进的模型的开发基于当前的见解主要降解效果及其参数的依赖关系。如果设计师获得这些模型的流程设计工具(此后),获得的知识对这种技术可以集成到设计、和电子组件可以优化设计用于满足甚至极其苛刻的要求。只有结合更好的信息和数据交换的新和强大的预测模型有可能更有效地设计电子产品的上下文中真实世界的应用程序和生产保持可靠的完整系统,在面对严酷的操作需求——甚至在完全自动化的工具。
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