ANSYS – инструментарий моделирования автомобильной электроники

31.10.2018
ANSYS – инструментарий моделирования автомобильной электроники

Сегодня, когда безопасность пассажиров транспортного средства все в большей степени зависит от электроники, всегда работающей под сильным воздействием окружающей среды, последствия ее отказа могут стать значительно опаснее, чем когда-либо прежде.

Важное значение для избегания финансовых потерь вследствие бесперспективного инвестирования в изготовление и полевые испытания дорогостоящих опытных образцов автомобильной электроники имеет ее инженерное моделирование с целью диагностики и проверки надежности.

Поскольку автомобильная электроника во все большей степени превращается из развлечения водителя в его помощника в вопросах полного контроля технического состояния и работы автомобиля, а также управления им, качеству и надежности работы электроники уделяется все больше внимания. При этом очень важно учитывать, что критические автомобильные электронные системы должны сохранять работоспособность и надежность в течение 10 лет и более, зачастую работая в условиях враждебной среды, где температура может достигать 150 С.

На сегодняшний день водители все больше зависят от электронных систем обеспечения безопасности. Например, почти в каждом автомобиле для уменьшения тормозного пути на скользкой дороге используется антиблокировочная тормозная система (ABS). Еще больше повысило важность электроники в безопасности транспортных средств получившее с недавних пор распространение системы помощи водителю с расширенными возможностями (ADAS), обеспечивающей автоматическое торможение в случае, если впереди идущий автомобиль внезапно останавливается или резко снижает скорость.

Появление автономных систем вождения, которые самостоятельно анализируют дорожную ситуацию и прогнозируют ее развитие, еще больше повысит зависимость безопасности водителя, пассажиров и пешеходов от автомобильной электроники.

Многие современные приложения для автомобильной электроники созданы на устаревших полупроводниках и на основе старых процессоров, надежность которых относительно легко проверить из-за их большого размера и опыта разработчиков.

Однако датчики, используемые в ADAS и автономной технологии вождения, генерируют огромные объемы данных (зачастую не менее 40 гигабайт в час), которые должны обрабатываться моментально. Эти приложения требуют значительного увеличения вычислительной мощности, которая может быть удовлетворена только передовыми полупроводниковыми процессорами с гораздо меньшими размерами, которые только сейчас появляются на рынке.

В новом поколении интегральных схем (ИС), разработанных в передовых технологических узлах, для обеспечения максимально возможного уровня производительности вычислений большее количество транзисторов собирается на меньшей площади. Эти ИС работают со значительно более низким напряжением питания, что делает их более восприимчивыми к силовой и сигнальной шумовой связи.

Другая проблема заключается в том, что во многих случаях эти полупроводники должны будут работать в условиях, где температура окружающей среды может достигать 135° C, что делает их более восприимчивыми к вызванным тепловой нагрузкой отказам. Эта тепловая проблема усиливается, потому что электронные компоненты во многих автомобильных применениях подвергаются воздействию воды и грязи, поэтому они должны быть герметизированы, что в свою очередь увеличивает сложность обеспечения адекватного охлаждения.

Использование компанией Chery инструментария ANSYS для моделирования автомобильной электроники помогло ей еще на стадии НИОКР найти решение этих и множества других проблем, в значительной степени сократило затраты компании на разработку последних моделей автомобилей, а также поспособствовало достижению ею значительного успеха в создании своих приложений для «беспилотного вождения».