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汽车电子设计中应用的仿真技术

导读: 为了缩短开发周期、降低开发成本,人们引入了SABER仿真技术进行汽车系统技术的验证和开发。SABER仿真技术通过对整个汽车系统进行有效的建模和分析,能够节约大量的试验设备和试验时间。

  汽车电子设备的配置已成为当今汽车发展的潮流,电子技术的应用几乎深人到了汽车所有的系统当中。

  汽车电子设计已成为汽车系统设计中的重点和难点。传统方式下的汽车设计者不得不借助各种机械的、液压的、电子的汽车零部件以验证汽车各子系统的功能,开发周期长,成本居高不下。为了缩短开发周期、降低开发成本,人们引入了SABER仿真技术进行汽车系统技术的验证和开发。SABER仿真技术通过对整个汽车系统进行有效的建模和分析,能够节约大量的试验设备和试验时间。国际上几大跨国汽车公司都已使用SABER仿真技术进行设计,如美国通用、大众、克莱斯勒等。目前,国内有泛亚技术中心能够运用此项技术与通用(北美)进行同步开发。

  1 SABER软件仿真技术

  SABER软件是一个在数学模拟及硬件设计方面功能卓著的仿真工具。对于复杂的混合信号设计和验证问题,SABER软件为设计工程师提供了一种功能强大的混合信号行为仿真器。由于混合信号硬件描述语言——MAST的支持,SABER软件实现了单一内核混合信号及混合技术的仿真,完全改变了模拟电路仿真的现状。SABER软件在混合技术领域具有多个仿真引擎,可以分别处理不同领域的设计单元,且遵循相应的守恒定律,支持电力系统、机电一体化、机械系统、电子系统、光电控制系统、液压系统等系统单元。现在,SABER软件在汽车和制造领域已得到广泛的应用。尤其是在汽车制造领域,许多欧美公司已将它定为行业标准,并投资SABER软件的发展以不断满足新的设计需要。

  SABER软件具有明显的优势:分析从SOC到大型系统之间的设计,包括模拟电路、数字电路及混合电路;通过单一的混合信号仿真内核就可以提供精确有效的仿真结果;通过对稳态、时域、频域、统计、可靠性及控制等方面的分析来检验系统性能。

  SABER仿真器能够让设计人员对从汽车的最初设计方案(方框图)到由实际电路和机械实现的完整系统进行仿真。这种能力对于复杂运动控制系统的设计(如ABS系统、安全气囊系统、控制系统、车身控制系统等)尤为重要。

  2 汽车电子仿真技术的应用

  汽车在投产之前要经过大量的测试试验,对原设计不断地进行修正往往会耗费大量的物力和时间。在设计阶段,对各种状况进行模拟仿真、修正、完善设计,能够提高效率、缩短开发周期。使用SABER软件进行仿真,主要分为3个阶段:建立数学模型、对系统原理进行仿真和对仿真模型进行修改检验。

  2.1 建立数学模型

  所谓计算机仿真就是将实际系统的运行规律用数学形式表达出来,它们通常是一组微分方程或差分方程,然后通过计算机采用数值求解法求解这些方程。

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