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電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)工具PREEvision簡(jiǎn)介

汽車(chē)ECU開(kāi)發(fā) ? 來(lái)源:汽車(chē)ECU開(kāi)發(fā) ? 2023-04-12 10:21 ? 次閱讀

對(duì)于做電子電氣架構(gòu)相關(guān)工作的同行來(lái)說(shuō),PREEvision肯定很熟悉。

01.

PREEvision總體簡(jiǎn)介

PREEvision 是德國(guó) Aquintos 公司開(kāi)發(fā)的一款用于實(shí)現(xiàn)電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)想的開(kāi)發(fā)工具。其可以在不同的層面進(jìn)行電子電氣架構(gòu)的建模。范圍涵蓋了拓?fù)?、線(xiàn)束、電氣邏輯、電力供應(yīng)、功能網(wǎng)絡(luò)、用戶(hù)需求,以及各層面之間的映射關(guān)聯(lián)。

其還提供了一種具有豐富屬性信息的用于建立架構(gòu)模型的專(zhuān)業(yè)圖形語(yǔ)言。該語(yǔ)言由汽車(chē)工業(yè)方面的專(zhuān)家所開(kāi)發(fā)。這種圖形語(yǔ)言的本質(zhì)是數(shù)據(jù)模型, 包括數(shù)百種類(lèi)型和屬性,并且分為各種層次(例如線(xiàn)束層、 功能網(wǎng)絡(luò)層等)以滿(mǎn)足不同的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的要求。使用 PREEvision 中的圖形或圖表編輯工具,可以對(duì) EEA 中所有重要的技術(shù)和成本方面的信息進(jìn)行建模,PREEvision 提供直觀的圖形用戶(hù)界面,如下圖所示。

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▲圖1 PREEvision 圖形用戶(hù)界面

另外PREEvision還集成了變量管理系統(tǒng),所謂的變量就是可以同時(shí)設(shè)計(jì)多個(gè)方案,以備比較和選擇。

其方式是將整體模型分解成為多個(gè)子模型,為各個(gè)子模型建立多個(gè)備選方案,并進(jìn)行重新整合,這樣就能有效評(píng)估各種方案的優(yōu)劣,并最終得到可靠的電子電氣系統(tǒng)架構(gòu)模型。

系統(tǒng)架構(gòu)工程師根據(jù)一系列評(píng)價(jià)指標(biāo),包括重量、成本、總線(xiàn)負(fù)載率、耐久性等等,來(lái)評(píng)估最佳方案。同時(shí),通過(guò)對(duì)標(biāo)工作得到的結(jié)論也能用于新的評(píng)價(jià)指標(biāo)的制定,為進(jìn)一步的架構(gòu)優(yōu)化提供參考。

上面提到PREEvision將電子電氣架構(gòu)開(kāi)發(fā)過(guò)程分為多個(gè)層次,每個(gè)層次都有專(zhuān)用的環(huán)境,如下圖所示。

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▲圖2 PREEvision 設(shè)計(jì)層次劃分

02.

需求層

需求層是用來(lái)描述什么功能將會(huì)被執(zhí)行,一般由三部分組成Requirements、Customer Feature、FFN。

Requirements 以層次化的組織方式描述了需要在系統(tǒng)架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)的所有功能性及非功能性需求。

由于需求列表的層次結(jié)構(gòu)與具體的開(kāi)發(fā)流程相關(guān),工具允許用戶(hù)自定義需求包層次結(jié)構(gòu)。并且自定義的屬性和表格也可以在需求的映射圖上顯示出來(lái)。其還為第三方工具提供了功能豐富的導(dǎo)入和導(dǎo)出過(guò)濾器,例如DOORS、Excel。Requirement 一般用作工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)文件。如下圖所示。

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▲圖3 需求編輯界面

Customer Feature模塊用于描述客戶(hù)所關(guān)心的車(chē)輛的配置信息。該模塊一般用作市場(chǎng)信息的交互。

FFN 即特性功能網(wǎng)絡(luò)。特性功能網(wǎng)絡(luò)描述了一個(gè)系統(tǒng)功能的內(nèi)部情況,包括因果鏈及其在系統(tǒng)內(nèi)相互關(guān)系。下圖就是特性功能網(wǎng)絡(luò)描述圖。

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▲圖 4 特性功能網(wǎng)絡(luò)描述圖

03.

邏輯功能架構(gòu)

邏輯功能架構(gòu)是用更好的技術(shù)了解系統(tǒng)的功能。它使模型獨(dú)立與軟件和硬件環(huán)境之外。此層次用于描述系統(tǒng)的邏輯功能關(guān)系,即系統(tǒng)功能的模塊框架以及各模塊之間的接口關(guān)系。該方面主要包括兩個(gè)層面的內(nèi)容:邏輯架構(gòu)層與系統(tǒng)軟件層,前者關(guān)注系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的所有邏輯關(guān)系,后者關(guān)注系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中軟件相關(guān)的邏輯關(guān)系。

04.

系統(tǒng)軟件架構(gòu)

系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)包含傳感器,功能,技術(shù)相關(guān)的邏輯架構(gòu)。在這一層的傳感器是沒(méi)有物理傳感器的占位符,它只為一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序提供輸入。純軟件架構(gòu)的好處是一個(gè)明確分離的軟件體系結(jié)構(gòu), 從而能與 AUTOSAR 更好的保持一致性。

05.

硬件系統(tǒng)架構(gòu)

PREEvision 中的硬件系統(tǒng)架構(gòu)包括三層內(nèi)容:部件層、網(wǎng)絡(luò)層和原理層。

部件層描述了組件的內(nèi)容。包括部件與其它部件的組合關(guān)系,以及部件的內(nèi)部節(jié),如硬件模塊、處理器單元、內(nèi)存、邏輯接口等等。部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是這一層的主要目的。即使這一層也可以顯示部件之間的連接,通常稱(chēng)之為電氣框圖。

網(wǎng)絡(luò)層描述各部件之間的邏輯連接方式,例如CAN, LIN,FlexRay, MOST, Ethernet等總線(xiàn)系統(tǒng)、傳統(tǒng)連接、電源供應(yīng)和地線(xiàn)連接。部件之間的所有連接都通過(guò)部件各自的連接器連接。每個(gè)連接可以有一個(gè)類(lèi)型定義包含一些通用的屬性。

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▲圖5 網(wǎng)絡(luò)層

原理層賦予網(wǎng)絡(luò)層中的連接關(guān)系以電勢(shì)屬性。線(xiàn)路原理連接是電線(xiàn)、線(xiàn)纜等線(xiàn)束元件的基礎(chǔ)。超聲波焊接點(diǎn),線(xiàn)束對(duì)接接插件的位置通常在拓?fù)鋱D中定義。內(nèi)部連接經(jīng)常被用于顯示內(nèi)部細(xì)節(jié)的部件,比如保險(xiǎn)絲和繼電器。通過(guò)所提供的自動(dòng)布局視圖,能夠很快地定義保險(xiǎn)絲繼電器盒,用來(lái)描述電源供應(yīng)的細(xì)節(jié)。這個(gè)視圖還可以被用于其他任何類(lèi)型的部件。在大多數(shù)情況下,部件的原理細(xì)節(jié)是通過(guò)傳統(tǒng)原理圖直接繼承的。下圖是典型的原理層圖形。

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▲圖6原理層

06.

線(xiàn)束層

邏輯層和原理層的連接關(guān)系都會(huì)在線(xiàn)束層實(shí)施。電線(xiàn)和電纜都會(huì)在這一層被細(xì)化。有關(guān)于線(xiàn)束的具體細(xì)節(jié)將會(huì)被加載到模型中。每段電線(xiàn)(或電纜)都具有其物理屬性(包括單位長(zhǎng)度重量、成本、過(guò)流能力等信息)。線(xiàn)束部件的路由決定了拓?fù)鋱D上電線(xiàn)和電纜的布局。

PREEvision 具有自動(dòng)線(xiàn)束路由功能,可根據(jù)線(xiàn)路原理層的信息,無(wú)須額外工作,即可自動(dòng)生成新的線(xiàn)束層設(shè)計(jì)結(jié)果。

線(xiàn)束除了電線(xiàn)和電纜以外,用于連接元器件也有很多。超聲波焊接點(diǎn)在拓?fù)鋱D上的位置,尤其是線(xiàn)束對(duì)接接插件的位置往往對(duì)線(xiàn)束的成本有較大影響,同時(shí)也是線(xiàn)束布局的變化點(diǎn)。電線(xiàn)和電纜的實(shí)際長(zhǎng)度取決于底層拓?fù)洹8鶕?jù)部件的位置,超聲波焊接點(diǎn)的位置可能會(huì)有所不同,因此線(xiàn)束的布局也會(huì)根據(jù)實(shí)際的拓?fù)鋱D而改變。

07.

拓?fù)鋵?/p>

拓?fù)鋵用枋隽讼到y(tǒng)的實(shí)際布置情況。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際的空間情況,考慮溫度、碰撞風(fēng)險(xiǎn)以及是否暴露在腐蝕性流體中等因素,確定各個(gè)部件以及線(xiàn)束的最終安裝位置。

在布置區(qū)域里,分布著一些“安裝空間”,可放置具體部件。線(xiàn)束的對(duì)接插頭可被放在安裝空間之間?!熬€(xiàn)路段”將安裝空間、對(duì)接插頭和各個(gè)分支連接起來(lái)。設(shè)計(jì)人員需要設(shè)定每個(gè)“線(xiàn)路段”的具體長(zhǎng)度。之后可以得出整個(gè)線(xiàn)束的近似統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度。下圖就是典型的拓?fù)鋱D。

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▲圖8拓?fù)鋱D

08.

功能映射

PREEvision 提供超過(guò)非常多種跨越不同技術(shù)層面的信息映射方法,將分部在各設(shè)計(jì)層次的信息進(jìn)行整合。如下圖,不同的層與層之間通過(guò)映射聯(lián)系到一起。

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▲圖9不同層之間的映射

審核編輯 :李倩

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原文標(biāo)題:電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)工具PREEvision簡(jiǎn)介

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