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■ 奥肯思科技有限公司 肖跃龙 汽车电子电气工程化设计技术 目前，人们对于汽车性能要 迅速攀升。 FPGA、ASIC就成为可能的选择。 求的提高以及政府部门的限制性 汽车电子电气 其次是研发投入以及研发风险方 措施，导致典型的汽车机电系统 设计自动化技术介绍 面的考虑，IC/ASIC的研发投入较 平均数目已经从4个增加到了20 随着多路技术的引入，ECU高，投入成本和风险都较大，SoC 个，而一些高端豪华轿车基于复 与子系统之间的通讯和相互作用 在研发投入和研发风险方面就更 杂的车载网络架构甚至已经整合 迅速增多，汽车系统及其设计过 高，而FPGA在这些方面具有显著 了80机电一体化系统。同时，这 程就变得异常复杂。汽车电子电 的优势。第三是从芯片可能的量 些ECU在整车中所占的成本也迅 气系统的设计和验证过程主要分 产规模来考虑，IC/ASIC/SoC显 速上升，2004年这个比例已经达 为两个部分： 然适合规模化量产，而FPGA在大 到23%，预测2010年将达到40%。 * 单个ECU和汽车部件的设 规模量产(通常认为大于1万片以 因此不难发现，以提高整车系统 计与验证 上的规模)的情况下具有成本上 电子化水平、确保质量可靠性、提 *完整系统的设计、整合和验 的劣势。第四是研发的进度，IC/ 升效率、控制成本、确保研发进度 证 ASIC研制周期较长，SoC研制周 等为目的的汽车电子电气设计自 电控单元设计技术 期更长，FPGA研制周期则很短。 动化技术和环境平台建设，成为 芯片设计技术 PCB设计技术 赢得未来汽车市场主动权的重要 芯片的设计包括三个方面： ECU系统最终物化为一组互 因素。 首先是FPGA或是FPSoC的设计， 连的PCB板，因而PCB的设计、仿 汽车电子电气架构中机电一 其次是定制IC的设计，第三是 真分析以及生产加工制造就成为 体化子系统的迅速增加，极大推 ASIC以及SoC的设计。` ECU研发的重要一环。由于新器 动了汽车复杂性的提升。电子电 基于对设计复杂程度、研发 件性能的提高，PCB上的高速电 气子系统在汽车领域应用非常广 进度、研发成本以及芯片量产规 路问题日益突出，影响到ECU系 泛，而且其设计整合了多门工程 模等的预测，ECU可能要对芯片 统的性能和可靠性，直接表现为 学科，需要面向硬件、软件、机械 的实现模式作出决策。首先是芯 设计的ECU系统通常不能达到设 等及其相互交织而导致的复杂问 片实现的功能以及芯片需要集成 计指标的要求。常见现象主要有： 题的解决方案。 的内容，如果芯片需要整合模拟 设计的系统只能工作在比设计规 所以，汽车厂商同时面临来 电路、数模混合电路甚至是射频 格低的时钟频率以及数据传输率 自几个方面的严峻考验：电子电 电路，那么必须采用定制IC或者 上；需要严格筛选元器件，ECU系 气系统的数量和复杂性快速提升， 数模混合IC的设计实现技术；如 统才能正常工作；设计需要返工 研发周期不断缩减，新车型的发 果芯片所需要集成和整合的内容 等。彻底解决这些问题需要长期 布提速，研发预算降低，质量成本 全部是数字逻辑电路，那么 经验的积累，以及严格规范的设 Electronic Design App lication World-Nikkei Electronics China 105 汽车电子 汽车电子 计流程和设计平台。 应用业界标准模型和 “连续验证” 布，以及通过物理布线实现的电 HDI(高密度互联)PCB设计 理念实现了革命性的