PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

2021年12月9日网络架构评论5912536字阅读模式

PREEvision作为汽车架构设计领域的,应该是没有不知道的。PREEvision是一个基于模型的电子电气系统设计以及评估优化的开发工具。能够用作电子电气架构的概念开发、设计,并对其进行评估、优化,支持用户自定义的文档报告生成。下面以PREEvision为例来简单介绍下电子电气架构的正向开发流程是什么样的:

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

1、需求工程和需求管理

在电子电气架构开发的概念阶段,我们需要明确开发的目标及范围,需要收集客户对车辆的功能需求、法规需求以及其他非功能需求,在这个阶段涉及两个重要的概念:

Customer Feature:在高层级描述车辆的特征,通常是客户可以感知的功能,比如自动空调,自动启停,自动泊车、自适应巡航等,

Requirements:需求Requirement 是对Customer Feature的进一步细化,包括功能需求,技术需求(工作温度范围等),法规需求(排放法规等);

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

同时可以将Requirement和Customer Feature进行映射关联,从而实现追溯,另外Customer Feature和Requirement在向下映射过程也是有差别的,Customer Feature通常和逻辑架构层(Logical Function Architecture)的元素(Activity Chain)进行映射,而Requirement通常和软件架构层(Software Architecture)的元素以及硬件架构层(Harware Architecture)的元素进行映射。

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

2、逻辑功能架构(Logical Function Archtecture)

逻辑功能架构设计阶段,就是根据需求阶段定义的Customer Feature,为每一个Feature设计功能的实现逻辑,设计的Activity Chain提供了一个功能的抽象视图,只从功能实现的角度划分Sensor(Input)、Logical Function(Process)、Actuator(Output),并不关心具体的软件实现、以及硬件实现,在该阶段设计完成的逻辑组件(Logical Component)会分配到硬件架构中的组件(ECU、传感器、执行器等)以及软件架构中组件(Application Software Component等)。

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

3、软件架构(Software Architecture)

在汽车行业嵌入式软件开发领域绕不开AUTOSAR(Automotive Open System Architecture),其定义了一套分布式的、功能驱动的汽车电子软件开发方法和电子控制单元上的软件架构标准方案,AUTOSAR的核心思想“统一标准、分散实现、集成配置”,即提供统一、开放的软件架构标准和平台,软件构建在不同的汽车平台上复用,应用软件整合到ECU 中,建立独立于硬件的、分层的软件架构,针对AUTOSAR Classic的系统和软件架构设计在PREEvision中可以分为如下步骤:

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

同时,在目前SDV趋势下,PREEvision同时支持面向服务的架构设计(SOA)以及Adaptive AutoSAR系统和软架构设计,并提供SOA&Ethernet Explorer(Classic Platform)和Adaptive AutoSAR Explorer(Adaptive Platform)支持新的设计需求。

4、硬件架构(Hardware Architecture)

硬件架构的设计分为三层:硬件组件(Hardware components)和网络拓扑(Network topology),电气原理和线束原理,

硬件组件(Hardware Component)架构,设计硬件组件(例如ECU、传感器、执行器)之间的硬线连接,包括硬线信号(PWM、高低电平等),总线连接(CANFD/CAN/LIN等),以及电源连接和接地连接,另外也设计ECU内部的细节,比如MCU、SBC、RAM等;

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

网络拓扑(Network Topology)

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

电气原理(Electric Circuit),电气原理层将硬件架构层的数据进行重构,重新定义硬件组件之间的连接,并关注与线束设计相关的电气属性,例如电源供应、接地连接等,其可设计电源分配的保险、继电器以及接地分配电路。

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

线束原理(Wiring Harness)将电气原理数据进行细化,将逻辑连接转换为导线,同时添加导线之间的焊接点(Splice),内部连接器(Inline),端子(Terminal),线束端连接器(Female Connector),

5、几何拓扑(Geometric Topology)

几何拓扑层是整车电器的2.5D布局视图,其可以通过将3D CAD工具(Dassault Catia等)设计完成的3D线束通过KBL格式导入,展平为2D视图,表达各电器的安装位置,线束分段,然后将线束原理层中各组件映射到几何拓扑层,从而进行导线的路由规划,从而为最终的架构评估提供线束的长度、重量等数据支撑。

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

6、线束设计(Harness Design)

将几何拓扑中完成导线路由的线束总成,在Wire Harness Diagram中进行数据重构,同时添加卡扣、胶带以及其他固定件、防护件,可生成线束2D图纸,指导线束供应商进行线束的工艺转化,然后进行线束的生产和制造。

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

7、通讯设计(Communication)

在完成软件组件到硬件的Mapping后,可进行信号的路由,并进行网络通讯设计,PREEvision提供了多种通信设计编辑器来应对同步的通信类型,比如CAN Bus Editor,LIN Scheduling Editor,FlexRay Schedulling 和Ethernet Explorer。

PREEvision下的电子电气架构的正向开发流程

上述基于模型的系统工程方法(MBSE)同时可导出文档,作为供应商开发的输入,比如可导出ECU的软件需求规范SWRS(Software Requirement Specification)用于指导供应商进行软件设计,导出ARXML文件用于供应商生成应用层软件框架代码,生成DBC/LDF文件用于总线仿真及测试等。

推荐阅读:

CHS(Capital)软件安装包及安装指导(全)

零基础学习LIN总线,网络架构精品课程

FlexRay基础知识介绍,整车电气架构读物

weinxin
立即关注公众号:
1、免费领取线束设计资料包(资源); 2、进入线束技术交流专家群(进群);3、免费获取发布求职招聘信息。
匿名

发表评论

匿名网友 填写信息