首頁 > 新聞資訊 本文原刊登于Ansys Blog：《Making Faster Connections: How Ansys is Helping HARMAN Accelerate Connected Car Technology Performance》
作者：Magdalena Kuczkowska | Ansys市場營銷經(jīng)理
編輯整理：羅輝 | Ansys主任應(yīng)用工程師
“我們可以在不影響車輛續(xù)航里程的情況下獲得更高的速度和更多數(shù)據(jù)。諸如Ansys HFSS這樣的工具，使我們能夠通過優(yōu)化設(shè)計(jì)來不斷擴(kuò)展性能目標(biāo)，并幫助消除流程中耗時(shí)的設(shè)計(jì)返工?！?/span>
——Frank Gitzinger，HARMAN數(shù)字座艙產(chǎn)品研發(fā)總監(jiān)
便攜式數(shù)字技術(shù)的普及迅速改變了我們的生活。如果想查看電子郵件，了解自己走過的步數(shù)，或查找距離最近的星巴克，您可以使用筆記本電腦、Apple Watch、iPad或者智能手機(jī)。與此同時(shí)，5G和自動(dòng)駕駛的出現(xiàn)加速了人們對超高速、低時(shí)延性能以及無論何時(shí)何地都能進(jìn)行多重連接的期望，這當(dāng)然也包括在汽車?yán)铩?/span>
駕駛員以及他們搭載的每個(gè)乘客，都在尋找一種方式，以便能實(shí)現(xiàn)從家到車輛再到目的地的整個(gè)過程可以無縫切換，從而不會(huì)影響數(shù)字生活的互聯(lián)體驗(yàn)。在Ansys的幫助下，汽車網(wǎng)聯(lián)技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者和創(chuàng)新者HARMAN正在提供實(shí)現(xiàn)這種體驗(yàn)所需的硬件和軟件服務(wù)。
先進(jìn)的數(shù)字駕駛艙域控制器，包含一個(gè)驅(qū)動(dòng)五個(gè)顯示器的片上系統(tǒng)(SoC)，同時(shí)提供高水準(zhǔn)音頻和最新一代的連接技術(shù)
HARMAN數(shù)字座艙產(chǎn)品研發(fā)總監(jiān)Frank Gitzinger表示：“車內(nèi)的樂趣，已從實(shí)際的駕駛體驗(yàn)轉(zhuǎn)向延續(xù)人們生活方式的體驗(yàn)，此外還需能滿足人們在車內(nèi)的所有偏好。理想情況下，您可以在家中播放喜愛的歌曲，然后當(dāng)進(jìn)入車內(nèi)時(shí)，您的播放列表就可通過USB、Apple CarPlay或類似的連接應(yīng)用無縫地繼續(xù)播放；而當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地時(shí)，您還能夠使用手機(jī)繼續(xù)聽那些音樂。通過我們的5G技術(shù)，這種體驗(yàn)將盡可能地便捷，以確保您在整個(gè)過程中，始終可以連接到互聯(lián)網(wǎng)和云端?！??
站在性能和功耗的十字路口
隨著數(shù)字環(huán)境的快速變化，達(dá)到上述性能水平聽起來非常簡單。但由于硬件和計(jì)算功能并未經(jīng)常更新，以及缺乏支持系統(tǒng)的應(yīng)用和服務(wù)，大多數(shù)車載信息娛樂系統(tǒng)的功能仍然有限。電氣化和自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)變趨勢，對原始設(shè)備制造商（OEM）提出了更多的要求，以平衡功耗與車輛性能，而這就需要更快的數(shù)據(jù)傳輸速率、高速數(shù)字接口和新一代存儲器。這就是DDR5的用武之地，它是一種功耗更低、支持更高數(shù)據(jù)速率的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器。DDR5能夠提升新一代移動(dòng)應(yīng)用程序和其它汽車應(yīng)用程序（Apps）的性能和效率，從而顯著改進(jìn)5G、人工智能（AI）以及攝像頭和顯示技術(shù)。
在HARMAN的座艙環(huán)境中實(shí)施DDR5是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，因此在沒有信號完整性（SI）仿真的情況下，很難對布局充滿信心，而這主要是由于高速傳輸速率和所涉及的SI約束的復(fù)雜性。極高的數(shù)據(jù)速率加上設(shè)計(jì)不良的電路板會(huì)產(chǎn)生不必要的干擾，這可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸完全中斷，最終發(fā)生故障。為了避免這種情況，Gitzinger和團(tuán)隊(duì)使用Ansys HFSS仿真軟件來對控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真，包括從主處理器（也稱為片上系統(tǒng)，SoC）到存儲器的各個(gè)方面。利用性能數(shù)據(jù)，他們可以通過仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足全球電子標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)JEDEC和其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)的要求。?
眼圖是信號質(zhì)量的指標(biāo)，模擬信號的完整性。將結(jié)果與JEDEC定義的眼圖模板進(jìn)行比較，眼圖有助于預(yù)測性能并識別可能的問題來源，如串?dāng)_，抖動(dòng)和阻抗匹配。在PCB構(gòu)建之前糾正潛在問題，切實(shí)節(jié)省了開發(fā)交付周期和資金
Gitzinger表示：“我們在產(chǎn)品中集成的每一代SoC都能提供更高的性能，而且與座艙控制器的功耗水平大致相同。我們可以在不影響車輛續(xù)航里程的情況下獲得更高的速度和更多的數(shù)據(jù)。諸如Ansys HFSS這樣的工具，使我們能夠通過優(yōu)化設(shè)計(jì)來不斷擴(kuò)展性能目標(biāo)，并幫助消除流程中耗時(shí)的設(shè)計(jì)返工。”
汽車領(lǐng)域許多OEM廠商的目標(biāo)是，將儀表板轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁╆P(guān)鍵安全和娛樂信息的顯示器。而HARMAN正使用電子控制單元（ECU，也稱為座艙控制器）來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。Gitzinger的團(tuán)隊(duì)最近采用Ansys仿真技術(shù)，在德國、北美和中國等著名汽車制造商提供的高端信息娛樂系統(tǒng)中，真正實(shí)現(xiàn)了這一技術(shù)應(yīng)用。其數(shù)字設(shè)計(jì)包含了一個(gè)非常強(qiáng)大的座艙域控制器，用于驅(qū)動(dòng)所有顯示器，這些顯示器無縫集成到儀表板中，還支持智能手機(jī)等應(yīng)用的投影。
利用Ansys HFSS解決高速信號測量難題
高速信號無法簡單地通過傳統(tǒng)測量方法進(jìn)行測量。而使用HFSS，工程師能夠以極高準(zhǔn)確度快速分析構(gòu)成其信息娛樂系統(tǒng)內(nèi)存接口的各種網(wǎng)絡(luò)信號的質(zhì)量和時(shí)序關(guān)系。此外，在發(fā)射器和接收器之間的任何節(jié)點(diǎn)都可以生成結(jié)果。
以復(fù)雜電路板為例，HARMAN有很多種過渡方式，從一層到另一層，然后到另一個(gè)集成電路（IC），再到連接器。一個(gè)IC和另一個(gè)IC之間的銅片被稱為net。測試SI所需的net信號探測，在實(shí)際的物理應(yīng)用中并不總是可行的。如果您有一個(gè)4-8層的多層印刷電路板，不可能使用傳統(tǒng)的測量設(shè)備正確地測試到內(nèi)層的信號。而使用HFSS，HARMAN可以對每個(gè)net上的信號進(jìn)行數(shù)字探測，以快速、準(zhǔn)確地驗(yàn)證信號時(shí)序，調(diào)整信號行為以獲得最佳性能。
偏移仿真是信號相對時(shí)鐘的時(shí)間差。該仿真可確保同一組中的信號同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，并避免數(shù)據(jù)有效窗口沖突
對于Gitzinger而言，使用Ansys仿真軟件的優(yōu)勢顯而易見。對于他的團(tuán)隊(duì)而言，在基于真實(shí)物理的仿真環(huán)境中測試準(zhǔn)確性，是加速開發(fā)且同時(shí)降低成本的關(guān)鍵。
Gitzinger表示：“在硬件設(shè)計(jì)中運(yùn)行不必要的循環(huán)工作需要花費(fèi)數(shù)月的時(shí)間，因此行業(yè)內(nèi)沒有人能夠負(fù)擔(dān)得起。每次都需要修改原理圖，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后構(gòu)建新的原型，這是一項(xiàng)成本極其高昂的工作。因此，我們使用Ansys HFSS工具來縮短研發(fā)周期，并將成本保持在合理水平，以便能夠提供最佳電氣性能?！?/span>
即將在9月舉辦的Ansys 2023全球仿真大會(huì)中，推出「汽車與交通」專題分會(huì)場，將由“整車及智能化”，“電氣化”兩大主題方向組成，探討仿真在汽車與交通領(lǐng)域中的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹仿真在電氣化、智能化和自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的最新進(jìn)展，以及在創(chuàng)造未來交通的過程中所發(fā)揮的作用，歡迎報(bào)名參會(huì)。
（文章來源公眾號：Ansys）
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十多年來，先后與ARM、Altium、Ansys、QT、Green Hills、Minitab、EPLAN、QA Systems、OpenText、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software、Autodesk、Source Insight、IncrediBuild、Lauterbach、Adobe、Testplant、TeamEDA等多家全球知名公司建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，并作為他們在中國區(qū)的主要分銷合作伙伴服務(wù)了數(shù)千家中國本土客戶，為客戶提供從芯片級開發(fā)工具、EDA設(shè)計(jì)工具、軟件編譯以及測試工具、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具、仿真工具、電氣設(shè)計(jì)工具、以及嵌入式GUI工具等等。億道電子憑借多年的經(jīng)驗(yàn)積累，真正的幫助客戶實(shí)現(xiàn)了讓研發(fā)更簡單、更可靠、更高效的目標(biāo)。
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