閉環(huán)開發(fā)
關(guān)注創(chuàng)建者：yxp0710 創(chuàng)建時間：2020-08-20
閉環(huán)開發(fā)的視頻教程
無人駕駛的功能安全，SOTIF，信息安全分析方法及應(yīng)用
ANSYS作為世界領(lǐng)先的工程仿真工具供應(yīng)商，基于扎實的物理場仿真技術(shù)和安全開發(fā)技術(shù)，正在和知名企業(yè)一起構(gòu)建先進的自動駕駛仿真工具鏈，涉及功能安全和信息安全分析、道路環(huán)境建模與仿真、傳感器建模與仿真、嵌入式軟件開發(fā)、閉環(huán)仿真，云計算平臺等等。
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仿真技術(shù)之自動駕駛感知視界-ANSYS傳感器仿真（攝像頭和激光雷達）
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ANSYS無人駕駛仿真平臺
ANSYS作為世界領(lǐng)先的工程仿真工具供應(yīng)商，基于扎實的物理場仿真技術(shù)和安全開發(fā)技術(shù)，正在和知名企業(yè)一起構(gòu)建先進的自動駕駛仿真工具鏈，涉及功能安全和信息安全分析、道路環(huán)境建模與仿真、傳感器建模與仿真、嵌入式軟件開發(fā)、閉環(huán)仿真，云計算平臺等等。
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閉環(huán)開發(fā)的實例教程
熱設(shè)計開發(fā)閉環(huán)流程涉及結(jié)構(gòu)、硬件、PCB、測試和熱設(shè)計等領(lǐng)域，與熱設(shè)計彼此之間都有信息的交互，使得熱設(shè)計開發(fā)流程形成一個完整的閉環(huán)，有利于各個領(lǐng)域的提高和技術(shù)積累，上圖共大家參考。
下文將結(jié)合行業(yè)實踐，系統(tǒng)拆解多總線（CAN/LIN/100BASE-T1等）數(shù)據(jù)采集方案的核心痛點、架構(gòu)設(shè)計、同步策略與系統(tǒng)搭建，為從事智能汽車數(shù)據(jù)閉環(huán)開發(fā)的工程師提供一套可落地的技術(shù)參考。
二、關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)
多總線數(shù)據(jù)采集常被簡化為硬件連接問題，但在工程化落地時，需系統(tǒng)應(yīng)對四重挑戰(zhàn)，這直接決定了數(shù)據(jù)能否真正用于算法迭代。
協(xié)議與接口復(fù)雜：常用一套硬件同步采集車載以太網(wǎng)、CAN/CAN FD、FlexRay、LIN及多路視頻，并支持靈活擴展以適應(yīng)不同測試場景。
時間同步要求極高：多傳感器數(shù)據(jù)融合依賴納秒級時間對齊，且須在系統(tǒng)啟動異常（如時間復(fù)位）等邊緣場景下保持同步不中斷。
車規(guī)級可靠性嚴(yán)苛：系統(tǒng)在-40℃~85℃、持續(xù)振動及強電磁干擾環(huán)境中穩(wěn)定運行，并通過冗余設(shè)計杜絕數(shù)據(jù)丟失。
數(shù)據(jù)需直接賦能算法：采集系統(tǒng)應(yīng)支持基于工程數(shù)據(jù)庫的信號級解碼，并輸出與平臺無縫銜接的格式，提升數(shù)據(jù)可用性。
三、硬件架構(gòu)設(shè)計
為應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，硬件系統(tǒng)需采用模塊化、車規(guī)化、高密度的設(shè)計思路。以下是一個經(jīng)過驗證的架構(gòu)實例：
（1）核心記錄單元：采用強固型工控機，采用寬溫操作與豐富擴展槽，為后續(xù)擴展提供地基。
（2）總線采集網(wǎng)絡(luò)（關(guān)鍵）：
a. 以太網(wǎng)部分：通過 CM 100 HIGH 模塊接入多達12路100BASE-T1車載以太網(wǎng)，這是智駕數(shù)據(jù)主干。
b. 傳統(tǒng)總線部分：CM CAN COMBO 模塊可靈活配置，單模塊提供6路CAN/CAN FD + 1路FlexRay，通過組合滿足不同車型需求。
（3）網(wǎng)關(guān)與交換：Enhanced Ethernet Switch 實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)匯聚，并通過萬兆光口上傳，避免數(shù)據(jù)瓶頸。
（4）視頻輸入：采用支持UVC協(xié)議的工業(yè)相機，通過USB3.0接入，由軟件實現(xiàn)多路視頻幀級時間對齊。
展開 總體上，軟件定義汽車整車開發(fā)流程是雙閉環(huán)開發(fā)流程，包括車輛開發(fā)與軟件迭代兩個層面，如圖4 所示。車輛開發(fā)主要是指新車的開發(fā)階段，總體上包括策劃階段、概念設(shè)計階段、工程設(shè)計階段、樣車試驗階段、量產(chǎn)階段等；軟件迭代主要是指在用戶使用階段，通過交互評價數(shù)據(jù)采集、用戶畫像構(gòu)建指導(dǎo)軟件開發(fā)，利用OTA 遠程升級等技術(shù)進行軟件遠程更新迭代。
圖4 軟件定義汽車雙閉環(huán)整車開發(fā)流程
軟件定義汽車整車開發(fā)流程形成雙閉環(huán)，第一個閉環(huán)是指通過交互評價數(shù)據(jù)采集、用戶畫像構(gòu)建可指導(dǎo)新車開發(fā)，另一個閉環(huán)是指用戶使用階段可以借助OTA技術(shù)實現(xiàn)軟件持續(xù)更新迭代。
在車輛全生命周期中，軟件迭代過程持續(xù)進行，因此整車開發(fā)也成為具備生命力的持續(xù)開發(fā)過程，直至車輛報廢。
1.2 整車開發(fā)模式
1.2.1 傳統(tǒng)汽車整車開發(fā)模式
傳統(tǒng)汽車整車開發(fā)模式是一種V 型開發(fā)模式，如圖5所示。V型左側(cè)涵蓋需求分析，右側(cè)對應(yīng)模塊測試，可在軟硬件模型完整構(gòu)建前完成集成測試方案設(shè)計，并有效保證測試方法與對應(yīng)模塊的兼容性，高效定位測試問題。但傳統(tǒng)V型開發(fā)模式中“整車-系統(tǒng)-子系統(tǒng)-軟硬件”的開發(fā)設(shè)計順序局限于有明確需求導(dǎo)向的整車開發(fā)，難以適應(yīng)軟件定義汽車功能快速迭代的需求。
1.2.2 軟件定義汽車整車開發(fā)模式
圖5 傳統(tǒng)汽車整車開發(fā)模式
軟件開發(fā)對軟件定義汽車整車開發(fā)模式的構(gòu)建舉足輕重。傳統(tǒng)迭代式軟件開發(fā)模式下，每一次迭代都遍歷需求分析、分析設(shè)計和測試等流程，并產(chǎn)生最終產(chǎn)品的一個子集。多期不間斷的迭代使產(chǎn)品更適應(yīng)多變的需求。
展開 ■除此之外，Zone在整車架構(gòu)中能起到“承上啟下”的作用，上接Vehicle Computer，下接各個單元控制模塊，可以將算法和輸出完全解耦，就像RTE層在AUTOSAR架構(gòu)中的作用一樣，對平臺的拓展性、可移植性、靈活開發(fā)性有著極大的提升。
那么，區(qū)域架構(gòu)對軟件開發(fā)而言，又能有什么樣的好處呢？
其實這個問題很好理解，軟件和功能開發(fā)的未來趨勢一定會趨向于集中化。而區(qū)域架構(gòu)這一步，正是Vehicle Fusion的神來一筆。
■ 首先，正如上文提到，由于區(qū)域架構(gòu)可以將功能域淡化，意味著電子電氣架構(gòu)級的ECU可以實現(xiàn)如AUTOSAR軟件架構(gòu)中的“抽象化”的概念。在整車的茫茫軟件海洋中，我們不需要通過功能、信號、驅(qū)動去定義功能部署，所有的軟件功能可以原子化，成為一個個獨立的服務(wù)，不同的Zone之間的調(diào)度通過Vehicle Computer來實現(xiàn)，而VC和Zone又能按需組成集群，和傳統(tǒng)的架構(gòu)相比，存在著無限升級的可能性。
舉一個稍微簡單的例子來看一下，原來我們的經(jīng)典開發(fā)模式是通過V模型形成開發(fā)矩陣，從架構(gòu)和系統(tǒng)到硬件和軟件，最后再回到測試和驗證，再佐以ASPICE、Fusa以及Cyber Security的開發(fā)，形成一個堅不可摧的閉環(huán)。而這種開發(fā)模式比較依賴于串行合作，下游對上游需求的依賴性較強，同時也對相關(guān)件的要求較高。
展開 但是從燃油車到新能源車輛，電池研發(fā)、高效燃燒發(fā)動機等核心零部件面臨巨大的挑戰(zhàn)；自動駕駛需求的日益迫切，對車載電子電器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等模塊的開發(fā)提出了更高的要求，汽車研發(fā)流程亟待全面升級。
針對目前汽車日益復(fù)雜的研發(fā)需求，如何形成全面自主的研發(fā)能力，特別是核心的自主正向研發(fā)能力尤為關(guān)鍵，其中既包含汽車復(fù)雜系統(tǒng)的平臺構(gòu)架、汽車性能集成與全流程的性能驗證平臺等系統(tǒng)層面的開發(fā)，也包括車聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等互聯(lián)網(wǎng)高科技的開發(fā)與應(yīng)用。這不是局部的調(diào)整，只有打通企業(yè)上下游數(shù)據(jù)鏈、面向整體建設(shè)，形成可持續(xù)優(yōu)化的全面閉環(huán)智能制造，才能在這場技術(shù)變革的顛覆之中浴火重生。
作為全球領(lǐng)先的工業(yè)軟件解決方案提供商，西門子數(shù)字化工業(yè)軟件面向汽車行業(yè)產(chǎn)品研發(fā)提供了最完整的產(chǎn)品與解決方案。
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下文將結(jié)合行業(yè)實踐，系統(tǒng)拆解多總線（CAN/LIN/100BASE-T1等）數(shù)據(jù)采集方案的核心痛點、架構(gòu)設(shè)計、同步策略與系統(tǒng)搭建，為從事智能汽車數(shù)據(jù)閉環(huán)開發(fā)的工程師提供一套可落地的技術(shù)參考。
二、關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)
多總線數(shù)據(jù)采集常被簡化為硬件連接問題，但在工程化落地時，需系統(tǒng)應(yīng)對四重挑戰(zhàn)，這直接決定了數(shù)據(jù)能否真正用于算法迭代。
聯(lián)發(fā)科憑借天璣9400+強悍的端側(cè)AI能力，加上從模型適配到應(yīng)用落地的全流程工具支持，正在推動產(chǎn)業(yè)邁入“芯片-工具-場景”的高效閉環(huán)。從開發(fā)、部署到優(yōu)化，AI不再是少數(shù)廠商的專利，而是整個生態(tài)的機會。聯(lián)發(fā)科正構(gòu)建出面向未來的AI底座，讓每一個終端都擁有成長為“智能體”的可能性。
運用現(xiàn)場物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集成來打造互聯(lián)工作場所，實現(xiàn)更快開發(fā)的閉環(huán)反饋和預(yù)測性維護。
運用現(xiàn)場物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集成來打造互聯(lián)工作場所并實現(xiàn)更快開發(fā)的閉環(huán)反饋和預(yù)測性維護。
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結(jié)合PD- CA的控制方案提出如下圖8線束開發(fā)設(shè)計閉環(huán)控制方案。
聯(lián)合寶馬打造自動駕駛仿真工具鏈
另據(jù)Scott介紹，基于Ansys豐富的多物理場仿真技術(shù)和安全開發(fā)技術(shù)，Ansys正在和知名車企一起構(gòu)建先進的自動駕駛仿真工具鏈，涉及功能安全和信息安全分析、道路環(huán)境建模與仿真、傳感器建模與仿真、嵌入式軟件開發(fā)、閉環(huán)仿真、云計算平臺等環(huán)節(jié)。
另外，我們還有一個艾迪云平臺，這也是一個完整的開發(fā)工具鏈和 AI模型云訓(xùn)練平臺，利用這個平臺可以完整地使用我們的芯片，包括工具鏈以及 AI模型的訓(xùn)練，形成一個數(shù)據(jù)閉環(huán)，使得開發(fā)者能夠更好、更快速地應(yīng)用我們的芯片，并且同時開發(fā)他們的應(yīng)用。
4）識別NVH 問題工況與激勵成分，依據(jù)CAE 分析模型對問題原因進行快速診斷，制定改善方案并驗證效果，達成電機NVH 正向開發(fā)與閉環(huán)。
而本文主要通過以下幾個方面來重點討論電驅(qū)總成NVH 的其他解決方案：
1.
結(jié)合PD- CA的控制方案提出如下圖8線束開發(fā)設(shè)計閉環(huán)控制方案。
圖4 軟件定義汽車雙閉環(huán)整車開發(fā)流程
軟件定義汽車整車開發(fā)流程形成雙閉環(huán)，第一個閉環(huán)是指通過交互評價數(shù)據(jù)采集、用戶畫像構(gòu)建可指導(dǎo)新車開發(fā)，另一個閉環(huán)是指用戶使用階段可以借助OTA技術(shù)實現(xiàn)軟件持續(xù)更新迭代。
在車輛全生命周期中，軟件迭代過程持續(xù)進行，因此整車開發(fā)也成為具備生命力的持續(xù)開發(fā)過程，直至車輛報廢。
