近期,恒润科技成功代理Aquintos公司全线产品,成为其在中国的独家代理商。Aquintos公司于2005年在德国 Karlsruhe成立,是全球领先的分布式控制系统电子电器系统架构(electronic&electric Architecture ,简称EEA)开发工具供应商,其产品可应用于汽车、轨道交通、航空航天和工业自动化等领域。目前,Aquintos公司已经在架构开发领域具有极高的知名度,产品已经被多个全球知名的汽车客户应用。同时,Aquintos也是AUTOSAR协会、ProStep和ASAM的会员。
作为AUTOSAR、CiA会员的恒润科技,一直致力于国内汽车电子技术的发展,为了给广大客户提供更加完善的电子电器开发设计解决方案。在代理软件工程工具、总线系统开发及AUTOSAR基础软件工具、控制系统开发及代码生成工具的基础上,成功引入了Aquintos的系统架构开发工具,完善了系统设计开发工具链。同时,基于多年积累的工具应用经验、总线咨询项目、汽车电子产品开发经验,恒润科技也可以应用此工具链,为广大国内客户提供开发符合国际标准的汽车电子电器平台产品的服务。
1. 电子电器架构开发流程
EEA开发流程包括:功能需求开发、参考产品功能对标、多个架构方案设计、方案性能比较并选定方案、输出方案设计文件等几个关键步骤。
需求开发工作需要系统人员根据客户需求及法规要求对产品的功能进行详细定义,并用文档或需求管理工具(如DOORS)进行记录和整理;之后,需要参照市场中已有产品进行比对,分析具有类似功能的产品的实现方案,并进行优劣对比,并选择若干较适合自身项目特点的方案作为参考设计方案;接下来,技术人员使用计算机辅助设计工具,进行多个架构方案的具体设计,并制定评估算法和评判指标;之后,由设计工具计算生成各方案的综合评估结果,由系统人员进行对比评价并最终选择一个实施方案。最后,由设计工具输出选定方案的设计文件,图系统架构图、网络拓扑图等,以指导将来实施环节的具体设计工作。
图1. EEA开发流程
2. PREEvision工具在EEA开发中的作用
PREEvision是Aquintos公司开发的基于模型的计算机辅助设计软件工具,主要用于电子电器架构的概念开发、对比评估和产品开发工作。
2.1 分层开发
在复杂的嵌入式电子电器系统的开发过程中,整个开发过程需要依照分层设计的思想来进行。电子电器架构主要由一些不同类型的单元组成,比如功能模块、部件、线束等单元以及这些单元之间的相互关系。因此,需要根据各单元在整个架构中不同的作用,进行分层设计:“需求开发”是较高的层次,用来描述要实现哪些特性,质量要达到什么水平。在本层提出了功能网络的概念,首先抽象出执行某一特性的事件和相关对象。“功能和硬件定义”约定具体的功能及实现方法,不同的架构设计方案对具体实现影响很大,因此这也是变化最大的层次。“线束设计”是质量和成本的重要影响因素,而且很大程度上决定于系统的拓扑结构。
PREEvision提供了从需求定义到具体实现的各层面的架构视图,并考虑到了各层之间的关系。如图2所示,PREEvision工具为EEA设计划分了:逻辑功能设计、技术实现设计、ECU设计、线束设计和拓扑结构设计5个不同的设计层次。PREEvision为设计人员提供分层开发环境。每个层次都有用于描述此层次特征的模型,并提供多种专用的图形化符号,用于描述各层次的架构信息,以协助系统开发人员完成电子电器架构的概念级设计。
在不同的开发层次均需要输入大量设计信息。PREEvision提供了丰富的数据交换接口:如在“逻辑功能设计层”可导入AUTOSAR标准的系统描述文件及Simulink模型;在“技术实现设计层”,可导入DBC、LDF、FIBEX等网络通信描述文件;在“线束设计层”可导入专用的KBL及ELOG文件等等。通过对行业内标准数据文件的使用,实现对现有信息的充分利用,极大地提高了开发工作的效率,并避免人工录入所引入的错误风险。
图2. 通过图形法和综合法连接的E/E架构层
2.2 变型管理
EEA开发必须同时设计多个方案(称为“变型”),以便进行评估选择。而在对架构进行变型设计时,每将一个设备集成到整个系统架构中时,都会影响大量的接口信息。尤其是对一些选装设备进行评估时,需要花费大量的精力来调整接口信息。因此,优秀的系统描述模型必须能够按照统一的方法来表示由通用部件及不同选装部件所构成的系统架构。
PREEvision的“变型管理系统”能够将整体模型分解成多个模型部件。在此基础上,能够给用户提供灵活的“设备选择视图”和“架构选择视图”进行观察,并自动将相关的变化情况应用于软件功能的重构和评估算法的更改。
2.3 评估及选型
在进行评估前,必须对在建的架构模型进行正确性分析。此阶段,PREEvision的“一致性检测”功能可用来确保模型构建的正确性和当前模型状态的完整性。“架构评估”功能可生成架构变型方案的质量报告(比如某个变型方案满足需求的效果如何),以供决策人员根据评估结果进行架构选择。
在评估环节中,架构模型是最主要的交流手段,因此需要有直观的架构结果表示方法和变型方案表示方法。PREEvision支持用户定制图形,可以添加或突出显示与架构特定视图相关的信息。评估人员可快速获取相关信息,并在多个变型方案中迅速切换,大大提高了方案对比评估工作的效率。
完成评估选型后,系统开发人员需要获得系统架构描述文件,部件设计人员需要获得模块功能及接口描述文件。PREEvision的报告生成器可以生成具有详细信息的报告,尤其可以生成最终的参考文档。诸如图表、包含在模型中的非图形细节、文本元素等信息都可以自动生成到将要输出的报告文档中。