如今，軟件和創(chuàng)新型半導(dǎo)體技術(shù)對(duì)汽車行業(yè)的影響日益凸顯。隨著軟件內(nèi)容的不斷增多，無(wú)論是軟件本身還是半導(dǎo)體組件，都面臨著更大的故障風(fēng)險(xiǎn)。幸運(yùn)的是，汽車制造商可以采取一系列措施來(lái)降低這些潛在風(fēng)險(xiǎn)。新思科技正與合作伙伴緊密合作，專注于復(fù)雜的軟件定義汽車（SDV）領(lǐng)域，旨在助力汽車制造商提升汽車系統(tǒng)和片上系統(tǒng)（SoC）的開(kāi)發(fā)能力。

通過(guò)結(jié)合雙方的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，汽車開(kāi)發(fā)者能夠更全面地掌握芯片在整個(gè)生命周期內(nèi)的性能狀況，并在設(shè)計(jì)階段提前驗(yàn)證復(fù)雜的汽車系統(tǒng)，從而優(yōu)化開(kāi)發(fā)流程。

新思科技提供的解決方案包括：

芯片生命周期管理（SLM）- 以芯片中嵌入的監(jiān)視器為基礎(chǔ)，用于幫助汽車制造商在整個(gè)生命周期內(nèi)觀測(cè)、傳輸、分析和處理數(shù)據(jù)

虛擬原型- 專為軟件在環(huán)（SiL）和虛擬硬件在環(huán)（vHiL）仿真而設(shè)計(jì)

上述解決方案可以為客戶提供可擴(kuò)展性、安全性和彈性。在本文中，我們將進(jìn)一步介紹新思科技如何幫助汽車OEM、一級(jí)供應(yīng)商和半導(dǎo)體供應(yīng)商打造更智能、更安全、更可靠的汽車。

預(yù)測(cè)性汽車維護(hù)的芯片生命周期管理

制程技術(shù)的變異性、環(huán)境條件以及老化效應(yīng)等因素，對(duì)芯片的性能構(gòu)成了日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為此，SLM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它集成了功耗、電壓和溫度（PVT）監(jiān)控器等片上IP，以及用于測(cè)量邏輯、內(nèi)存和互連時(shí)序裕量的IP。這些技術(shù)能夠在設(shè)備的整個(gè)生命周期內(nèi)搜集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的分析并給出實(shí)用的反饋。

新思科技推出的SLM解決方案，專門(mén)針對(duì)汽車制造商在SoC內(nèi)、邊緣和云端選擇的汽車數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。圖1展示了部分相關(guān)流程。汽車制造商一旦確定了需要收集的汽車數(shù)據(jù)，就應(yīng)在芯片的整個(gè)生命周期中尋找收集和分析數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)。這樣做可以在設(shè)計(jì)、試產(chǎn)、生產(chǎn)和實(shí)際使用的各個(gè)階段獲得有價(jià)值的洞察，進(jìn)而優(yōu)化制造良率、提升芯片性能，并估算芯片的剩余使用壽命。此外，客戶還可以選擇利用新思科技的SLM邊緣應(yīng)用，將芯片指標(biāo)和事件數(shù)據(jù)發(fā)送至Cloud，以便進(jìn)行后續(xù)的存儲(chǔ)和深入分析。

通過(guò)深入了解大量汽車的芯片健康狀況，OEM可以更好地避免潛在的故障保修和產(chǎn)品召回事件。例如，某些相關(guān)數(shù)據(jù)可以幫助OEM判斷，能否通過(guò)無(wú)線（OTA）修復(fù)或更換服務(wù)解決所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

借助SLM技術(shù)，半導(dǎo)體供應(yīng)商還可以了解芯片內(nèi)部的實(shí)際情況。芯片是根據(jù)預(yù)期工作負(fù)載設(shè)計(jì)的，但在實(shí)際使用中，這些設(shè)備的工況可能大不相同。在生命周期內(nèi)，汽車可能需在極熱或極冷等不可預(yù)測(cè)的環(huán)境中運(yùn)行數(shù)千小時(shí)，并且工作負(fù)載會(huì)經(jīng)常波動(dòng)。通過(guò)深入了解汽車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的芯片表現(xiàn)，半導(dǎo)體供應(yīng)商可以調(diào)整下一代芯片設(shè)計(jì)或提出緩解措施來(lái)應(yīng)對(duì)實(shí)際使用中的挑戰(zhàn)。借助新思科技SLM監(jiān)控器采集的芯片健康狀況數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)分析處理，汽車制造商可以判斷硬件問(wèn)題與哪個(gè)OTA更新版本有關(guān)，查明這一點(diǎn)后，便可以通過(guò)快速恢復(fù)到早期固件版本來(lái)解決問(wèn)題，隨后還能與軟件團(tuán)隊(duì)分享相關(guān)見(jiàn)解，以防問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)散。

虛擬原型如何幫助驗(yàn)證駕駛場(chǎng)景

虛擬原型設(shè)計(jì)是新思科技和AWS的另一個(gè)合作主題，旨在幫助汽車制造商加強(qiáng)SDV的開(kāi)發(fā)。汽車電氣化程度不斷提高，而且愈發(fā)依賴運(yùn)行在數(shù)百個(gè)芯片上的軟件來(lái)提供新的汽車體驗(yàn)和功能，因此汽車的電氣/電子（E/E）架構(gòu)需做出根本性改變，進(jìn)而轉(zhuǎn)變軟件開(kāi)發(fā)模式，達(dá)成以下目標(biāo)：

流程左移，盡早開(kāi)始協(xié)同開(kāi)發(fā)軟件和電子系統(tǒng)

加快軟件定義汽車的驗(yàn)證工作

使汽車制造商能夠持續(xù)集成和部署無(wú)縫OTA軟件更新

要全面驗(yàn)證如此復(fù)雜的集成系統(tǒng)，就必須在每個(gè)軟件版本進(jìn)入市場(chǎng)之前，駕駛測(cè)試車輛行駛數(shù)百萬(wàn)英里，并對(duì)多種場(chǎng)景做出評(píng)估，這對(duì)于汽車制造商來(lái)說(shuō)未免太過(guò)苛刻。虛擬原型技術(shù)雖然仍離不開(kāi)實(shí)際道路測(cè)試，但有助于在汽車實(shí)際原型真正問(wèn)世之前，在虛擬世界中開(kāi)始仿真。Rivian等汽車制造商正在利用虛擬測(cè)試，依靠先進(jìn)建模和仿真技術(shù)來(lái)測(cè)試新的概念設(shè)計(jì)并快速將設(shè)計(jì)推向市場(chǎng)。

考慮到虛擬測(cè)試會(huì)生成海量數(shù)據(jù)，與在本地服務(wù)器上托管數(shù)據(jù)相比，云服務(wù)提供了一種理想的環(huán)境，能以更具成本效益的方式存儲(chǔ)、分析并安全訪問(wèn)信息。汽車制造商進(jìn)行了大量虛擬測(cè)試之后，可以在實(shí)際環(huán)境測(cè)試中，驗(yàn)證在不同環(huán)境條件和干擾因素等多種駕駛場(chǎng)景里得到的仿真結(jié)果。

電子數(shù)字孿生助力提升工作效率

虛擬原型有助于實(shí)現(xiàn)電子數(shù)字孿生，也就是電子系統(tǒng)、硬件、軟件和環(huán)境的數(shù)字復(fù)制品，具體來(lái)說(shuō)就是以數(shù)字形式表示SoC、電子控制單元（ECU）甚至整車電氣和電子系統(tǒng)。與單純依賴實(shí)物原型相比，電子數(shù)字孿生可以提高工作效率和系統(tǒng)質(zhì)量，同時(shí)降低成本。該技術(shù)可以在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)用于：

硬件環(huán)境下的軟件開(kāi)發(fā)和回歸測(cè)試

性能驗(yàn)證，以更好地了解正在構(gòu)建的系統(tǒng)能否在最終應(yīng)用中按預(yù)期運(yùn)行

功耗分析，以確定系統(tǒng)在運(yùn)行繁重工作負(fù)載時(shí)能否在最終應(yīng)用中提供理想的功耗/性能組合

驗(yàn)證OTA軟件更新或汽車子系統(tǒng)

為了幫助OEM部署數(shù)字孿生，新思科技憑借其深厚的汽車專業(yè)知識(shí)，提供了全面的虛擬原型技術(shù)和。借助這些技術(shù)，客戶無(wú)需再在數(shù)量有限的物理測(cè)試平臺(tái)上按順序運(yùn)行少量測(cè)試，而是可以提前推進(jìn)開(kāi)發(fā)以及并行運(yùn)行數(shù)千個(gè)測(cè)試。

結(jié)語(yǔ)

借助基于云的芯片健康狀況監(jiān)控和電子數(shù)字孿生平臺(tái)等技術(shù)，OEM、一級(jí)供應(yīng)商和半導(dǎo)體公司可以提高工作效率和質(zhì)量，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，從而提升競(jìng)爭(zhēng)力并改善客戶體驗(yàn)。通過(guò)基于云的SLM和虛擬原型技術(shù)，新思科技為汽車制造商加速推進(jìn)SDV的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。