通过快速原型设计加速传感器开发

在汽车原始设备制造商购买新的传感器系统之前,他们希望看到传感器在车辆环境中工作的实时原型,以便评估其性能并可能修改其规格。例如,海拉(一家照明和电子元件及系统供应商公司)经常需要演示早期版本的传感器,通常包含在FPGA或微处理器上实现的算法和逻辑。为了满足这一需求,海拉工程师使用定制的快速控制原型平台和基于模型华体会官网app下载的设计,在开发过程的早期构建新设计的实时原型。实时原型(在Hella被称为a样本)既可以作为概念的证明,也可以作为整个开发过程中的活规范。

他们不需要等待长达两年的ASIC实现,而是可以在几个月内生产出一个包含约80%最终产品功能的a级样品。a样例可以在开发早期与OEM合作,以完善传感器的功能,并评估代码大小、模块分区和硬件需求。测试组使用a样例来设置测试环境和测试套件,以便在作为ASIC或微处理器实现的生产样例准备就绪时立即开始测试。

创建一个灵活的原型环境

海拉工程师建华体会官网app下载造了Hella Fahrzeugkomponenten GmbH快速控制原型(HFK RCP)单位,因为商业上可用的替代方案缺乏所需的灵活性。大多数现成的原型系统只支持ECU软件开发,但传感器设计也可能包括VHDL®代码和分立的电子元件。商业系统的第二个限制是它提供的固定接口集。在海拉,他们必须支持广泛的通信协议和接口硬件,包括SPI、I2C、LIN、XCP、CAN和SENT。

通过基于模型的设计和自定义原型环境,他们可以根据需要添加新的接口、协议和功能。海拉可以针对微处理器和fpga开发规范,并使用原型环境来扩展或增强已经在生产处理器上实现的算法。

从需求到设计

Hella的开发过程遵循v模型,包括五个主要步骤:需求分析、算法设计、产品代码生成、代码验证和测试。在需求分析阶段,海拉的系统工程师与客户一起工作华体会官网app下载在IBM®Rational®DOORS®中定义系统需求.然后,他们在Simulink®中创建设计的初始模型(图1)。Simulink系统模型

他们使用Simulink Verification and Validation™将DOORS中的需求映射到模型的元素,从而实现需求的双向可追溯性。

在创建模型时,他们使用模型顾问,以确保他们遵守MathWorks汽车咨询委员会(MAAB)的算法建模指南.它们还包括基于内部开发的指导方针的Model Advisor检查。

为了对初始浮点设计进行早期功能验证,工程师在Simulink中运行仿真,使用从类似传感器收集的测试数据或用Simulink块生成的测试数据来模拟华体会官网app下载模型。在这些循环中模型测试之后,将评估用Simulink Verification and Validation创建的模型覆盖率报告,以确定模型中未测试的元素,并根据需要更新测试以增加覆盖率。

为了准备在快速原型平台上进行测试,他们建立了通信接口模型,使传感器算法能够在车辆上运行。Hella与MathWorks顾问合作,为Simulink开发了一个本地互连网络(LIN)块集,这使他们能够扩展原型系统的功能,以支持LIN。

从模型到原型

在对模型进行内部设计审查后,他们将设计转移到HFK RCP单元(图2)。HFK RCP支持广泛的设计配置,包括TI的C2000™微处理器、Xilinx®FPGA、用于汽车总线和传感器的连接器,以及用于离散电子元件的区域。使用HFK RCP单元和基于模型的设计的海拉工作流

对于以微处理器为目标的设计,Hella SW工程师使用华体会官网app下载嵌入式Coder™从Simulink模型生成代码,并将其部署到TI C2000处理器在HFK RCP单元上如果全部或部分设计需要FPGA,则使用HDL Coder™从模型生成VHDL代码,以便部署到Xilinx FPGA上。

©2014 The MathWorks, IncMATLAB和Simulink是The MathWorks, Inc.的注册商标。看到www.mathworks.com/trademarksf或者其他商标的清单。其他产品或品牌名称可能是其各自持有人的商标或注册商标。

本文经MathWorks和Hella授权转载

罗曼的意见:

这种工作方式能够早期发现问题并优化测试活动,这意味着大量的节省。你认为这种方法应用得系统吗?在这个基于模型的设计工具中,是否有任何预处理和后处理脚本,以简化工程师的工作?华体会官网app下载在海拉,他们是如何处理协同工作的?模型和数据配置管理怎么样?

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