重塑汽车设计

整个汽车生态系统正在重塑汽车电气化、辅助和自主驾驶,所需的连接进行工作。到目前为止,还不清楚这将多么顺利一起到来。

在这个重新定义世界,电子和软件将提供分化而不是机械工程,甚至可能品牌,创造变革规模汽车行业从未目睹before-particularly在这样一个压缩的时间框架。基础设施、过程和方法在汽车世界,精心构建和完善一个多世纪的现在正在朝着自主车辆快速大规模破坏。

这些变化对芯片产生大影响世界,。汽车已经成为一个新的大型半导体的机会。这个市场是资金充足和高度积极采用先进的电子技术,但它也是一个非常不同的世界。芯片开发的汽车需要好长时间工作在恶劣的条件下,他们需要遵循一组进化标准法规与大部分的芯片公司处理。

“在设计方面,你想确保你设计的最新设计规则和实现这些设计规则,”罗恩DiGiuseppe说,战略营销经理,高级组的解决方案Synopsys对此。“你必须有一个好的工具套件,不仅可以实现它,但这样做验证。验证产品如何的一部分——要么在芯片级甚至IP水平——反应可能的失败。因此,你需要有一个设计流程,有工具可以注入可能失败,然后模拟产品如何应对这些失败的安全至关重要。如果你要做ADAS或自主驾驶,这些系统和芯片的IP块组成的芯片必须符合ISO 26262。”

这对于芯片制造商代表了一个巨大的转变。在手机或电脑等市场,如果任何部分的系统失败,它通常与软件和补丁取代在下个版本的产品,通常是在未来几年。但与安全至关重要的市场,如汽车、工业或医疗,这些部分需要功能可靠的10到15年。

“可靠性和安全性的关键,”尼尔·斯特劳说,技术战略总监、嵌入式和汽车业务手臂。“EDA工具用于开发安全IP或软件必须经过资格分析工具,证明了他们是适合作为武器来使用,不引入故障可能违反安全的目标。”

但这是一个快速移动的目标。协助和自主驾驶汽车标准生态系统进化与车辆的电气化技术。考虑即将到来的第二个版本的ISO 26262标准,汽车设计和IP,举个例子,这将需要持续运行时监控来实现必要的安全水平,根据史蒂夫插座,产品营销总监导师,西门子业务。“这将需要监控的集成功能设计。这样的例子包括电压监视器、ECC逻辑记忆,和逻辑BiST随机逻辑。设计流需要包括工具,使这些功能的集成和验证。”

接线盒指出,ISO 26262标准还指定了一系列的硬件功能安全相关指标和水平ASIL分类为不同的设备。“这些指标包括单点故障指标(SPFM),这是一个缺陷的概率不会造成不安全的状态,和随机硬件故障的概率度量(PMHF),这实质上代表了整体失效概率每小时。必要的分析计算这些指标相当复杂,使这些指标的自动计算大型复杂的关键要求IP块和设计。”

这只是问题的一小部分。

商品薯片在世界汽车不再仅仅是商品,因为即使是一个无关紧要的传感器出现故障或不函数足够的费用就可以引发事故。

“一个巨大的挑战与自主车辆的准确性传感器说:“史蒂芬•布莱特负责工程的副总裁Coventor。“有许多错误的来源。一个是制造业。热灵敏度是一个问题。所以你需要设计这些更准确地说,多线性和少热敏。精度要求自主车辆远高于气囊或展期,在那里你可以超过阈值,并应用电流。”

图1:不同的汽车设计。来源:汤姆黄,抑扬顿挫

安全
安全增加了另一个皱纹到汽车设计。芯片需要可靠的,但他们也需要对黑客和弹性,以防他们砍。

“人们认为汽车或飞机的品牌名称,但有许多供应商参与,“说Asaf德系,副总裁,物联网的安全产品Rambus的安全部门。“过去的OEM供应商,他们用自己的组件。现在人们供应组件制造商,他们不知道哪个组件将在最终产品中使用。顶部的家伙不知道哪个是哪个。对于每一个食物链,很难验证安全。”

这远远超出芯片。这涉及到整个系统,包括数据路径在一个车,车辆与其他车辆和基础设施。毫不奇怪,已经取得了重大进展在一些公共的黑客。

“有非常明确的网络在汽车,”唐娜Yasay说,迈威尔公司的全球业务发展的副总裁。“只有一个特定的点进入一辆汽车。如果正确定义网关,它基本上是一个封闭的系统,另一个是预定义的。所以在你想要的家庭和工业市场,即插即用,这样您就可以插入并连接到网络。但是一辆车,你有一个固定的架构。你知道港口3将轮胎传感器,最多只能有1字节的数据的格式,你可以做同样的管理在每个端口的基础上。如果任何试图访问系统时,你可以关闭它。”

事实上,更大的问题可能不太对安全性,尽管这个领域已经收到了大量的关注不同的芯片和集成知识产权块,进入一个系统。在这一点上,IP仍在被跟踪电子表格,它工作得很好,只要汽车机械。与潜在的数以百计的IP块AI大脑的自主车,每个都有自己的特性,电子表格是非常无效的。

“这是变得更加头疼的汽车公司,“Ranjit说Adhikary,负责营销的副总裁ClioSoft。“他们不了解错综复杂的合格的IP。集成是更严格的和有多个供应商提供IP。”

这就特别困难时描述库包括IP开发不同的流程节点,Adhikary说。“我们看到小跨大量IPs的变化。”

安全
还整个汽车系统设计向前发展的关键是安全,一些共性与安全。

“操作场景通常会被认为是不可能的或不合理的硬件设计师和建筑师,因此可能会被忽视,突然变得相关。硬件故障和恶意攻击可能驱动芯片和汽车进入禁止区域。形式验证增强故障注入系统地揭示所有这些谁场景,”塞吉奥Marchese说,技术营销经理OneSpin解决方案。

计划改变
似乎有点讽刺意味的是,汽车标准是一个移动的目标。一个行业,熟悉产品周期持续5至7年,这提供了超过轻微震动的加速度。事实上,它需要为未来计划不知道所有的细节。

这对可编程设备,如可编程处理器和记忆,以及一些灵活包装架构。事实是,不是所有的设计现在将符合未来的标准,但是工作必须持续很长时间。

“我们设计优雅降级,”雷蒙德Nijssen说,系统工程的副总裁Achronix。“性能和质量变化,和标准的变化。所以需要可靠地识别一个孩子过马路。但没有人真正知道这个技术将采取什么形式。它必须被测试,它将系统测试。但你如何测试标准不清楚吗?你需要纠错吸收这些变化。”

他不是独自一人在这种思路。弹性和恢复为自治系统获得广泛关注的前进特别是,和机器学习和人工智能。

“你可以让系统实验室中工作良好,但是当你去不同的使用模式和环境,很难知道他们会持续多久,”Michael Schuldenfrei说,首席技术官最优+。“构建确定性软件产品和预先确定一个反应是不可行的。这都是关于适应性的概念,灵活的系统需求,它的下一波机器学习和人工智能。”

这对芯片公司意味着什么?答案并不完全清楚,除了这一事实将芯片和软件日益分化一辆车从另一个而不是刹车和加速。它将包括一个系统的系统,所有这些都有一个沉重的重点放在电子产品。

“这并不是说机械和设计方面不重要,”拉贾感觉说,新兴技术公司副总裁节奏。“但很多汽车的开发人员和产品开发人员认识到越来越多的重要性和等于来自电子和软件的差异化。这可能是一个关键的原因oem和层的反思他们的位置在市场上需要什么。传统价值链的半导体公司层的供应,和层的总半导体产品sub-solutions或解决方案,进入oem,正在改变。ADAS和一些较新的信息娱乐/ ADAS技术,传统的价值链是分手oem厂商现在工作的地方直接与硬件平台的供应商。oem厂商也在与市场的许多初创公司在硬件平台方面当然在自主驾驶软件方面。层的目前后退一步,试图找出如何继续价值链中的关键球员。”

尽可能得到特定
形成鲜明对比,一种永恒的不确定性水平标准,这些标准建立后他们往往是非常具体的汽车世界。

“ISO 26262要求SOA(的)过程,”Joe Dailey表示,全球功能安全经理导师,西门子业务。”它也要求我们称为SOA设计架构。它是一个典型的V-cycle方法,从定义车辆或系统和那些可能伤害到了他人的危害。这不是汽车所特有的,但当谈到需要追溯从设计验证和确认测试要求,唯一的行业,比较将航天飞行临界。

什么是独特的安全分析集成电路水平。在许多行业评估系统,或系统的系统,没有工业硅的生产编号为成本有效的定制用于他们的设计,Dailey表示。“其它行业依赖冗余系统或冗余的ICs,确保正确和安全的操作条件。当一个车辆平台可以不计其数,然后多行车辆可以使用同一平台,修改冗余电路成本高昂。现在是非常独特的汽车工业是ICs的定制。集成电路的开发成本,可以运行一个数百万美元。这意味着ICs大多的续篇。这意味着评估或失败的IC必须仔细检查,和安全措施必须到位的早期设计。失败的一种汽车制造商最担心的事是辐射诱导软错误。通常称为随机故障或软故障,他们单事件和单事件引发的瞬态粒子从一个腐烂的包,宇宙射线、电磁干扰。”

进一步说,当一个集成电路开发设计一个集成电路,他们评估所有可能的错误,可能会导致一个随机失败,Dailey继续说。”然后确定安全临界的失败,把安全措施以确保任何失败的结果在一个安全的结果。测试是最大的问题。是的,我们可以测试这些失败,安全机制,和他们的结果,但这是一个手动过程。最大的增强汽车集成电路设计师希望看到今天在他们的工具链是一个自动化测试方法随机故障,以确保适当的安全措施的实施和有效性。”

结论
这是一个独特的时间在汽车行业,伴随着动荡,但同时也大量的机会。oem,层1和各种各样的其他生态系统玩家在一起的名义车辆电气化、自动驾驶、流动性、安全性和安全。

新兴市场是一个巨大的照片是什么重塑一个巨大的生态系统,越来越多的包括系统和半导体设计过程,从建筑到制造业。未来几年将会给市场带来新的设计解决方案,使汽车产品差异化。是时候扣起来。

编者斯珀林对此报道亦有贡献。