Mentor：持续软硬件整合推动汽车电子系统发展

目前，将高级驾驶辅助系统(ADAS)、驾驶信息和信息娱乐领域进行整合是行业发展的趋势，而Mentor Graphics已在多功能整合这方面取得了不少成果，最近该公司对汽车系统架构和硬件参考平台创建技术厂商XS Embedded GmbH（XSe）的收购，进一步扩大并完善了汽车电子系统设计领域的产品线。对此Mentor Graphics全球副总裁兼亚太区总裁彭启煌(Danny Perng)在接受本刊专访时，就汽车电子领域的技术和市场趋势分享了他的见解。

汽车电子系统迎来更严峻网络化、安全挑战

根据市场研究机构Strategy Analytics最新研究报告《汽车电子半导体需求预测：2012-2021》，汽车行业关键的主题“更环保、更安全、更好的连接性”将推动汽车半导体市场增长。报告中指出，行业竞争和消费预期正在引领连接云和个人便携式终端更高水平的车载连接。现代的汽车系统通过采用高品质图形、特定域音频、多媒体、移动设备集成和连接等综合多功能的嵌入式系统，翻开了新的技术篇章。这也透露出汽车电子网络化后将带来更多严峻的挑战。

图：Mentor Graphics全球副总裁兼亚太区总裁彭启煌

“系统设计和优化延迟，消费者对最新技术的需求，ADAS、驾驶信息系统和IVI系统集成是当今汽车电子系统设计过程面临的几大挑战。每辆车要编写数百万行代码，此外还要处理跨界功能整合、混合安全临界状态、安全保障以及异构多核SoC的使用。汽车消费者期望最先进的技术，而传统的开发周期则需要几年的时间，同时还面临巨大的研发成本，因而这些挑战显得更为严峻。”Danny补充说，“5年前，汽车有20个ECU(电子控制单元)就算是非常高端了。到如今，有些高端汽车的ECU数量超过了100个。同时，汽车动力总成、安全及车身电子等不同电子系统也不再独立，日趋网络化，如何实现这些不同系统之间的沟通和协同也是一大挑战。除此之外，与消费电子不同，汽车上一些与摄像头相关的驾驶辅助技术，例如倒车后视系统、雷达探测预警等等，需要非常高效的开机快速启动，这也是一个不容低估的挑战。”

Strategy Analytics的预测中指出的另一个重要挑战是安全性，下一代车载技术将进一步增强排放控制和提升安全性能，全球也在通过立法持续推动该技术的发展。目前汽车安全正从被动安全向主动安全发展，在主动安全领域，ADAS系统是一个重要的系统。在ADAS系统中，有三大主要技术，分别是传感器技术、图像处理技术和控制算法。随着近两年这些技术的提升，在车辆主动预警方面会有所提升。

对此Danny指出，汽车的功能越来越复杂，而且这些功能是无缝连接的，从而带来更好的驾驶体验；发动机、变速箱、制动系统及其他系统都是互动的，从而使汽车更加安全。这些功能和互动都是通过电子元件实现的。以当前正在热门的ADAS为例，ADAS的实现需要更好的半导体元件，为整合所有数据就需要提高CPU的效能，因此多核微处理器是发展趋势。考虑到安全因素，不仅微处理器本身是安全的，而且微处理器所存储的信息也必须是安全的。“在这些因素下，原有的一套安全标准已经不适用，在这方面新的汽车标准ISO26262已经在推广中。安全问题也不是一家厂商可以单独完成，需要整个行业共同努力。”

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持续增加投资应对汽车电子设计挑战

随着人们对驾驶的舒适性、安全性、娱乐性和经济性的要求日益苛刻，使汽车电子系统变得更加复杂，汽车中电子器件的数量也越来越多。电子类功能也正成为车型的主要竞争元素，车型按时交付的制约因素已经不再是机械设计，而是电子和软件。因此不仅要快速设计出这些电子部件来，还要让其具备较高的性能、质量并满足可靠性标准。

“Mentor Graphics致力于在汽车行业有所建树。我们是AUTOSAR、GENIVI和JasPar等领先标准组织的高级会员，这些组织都致力于为汽车工程架构制定开放标准。”Danny指出，“从2005年开始，Mentor Graphics先后收购了Volcano、embedded alley、CODESOURCERY、montavista automotive及picea等公司，巩固了从CAN、FlexRay到AUTOSAR等车载网络领域的领先地位。”

同时Danny也坦承，Mentor Graphics在硬件开发上尚有欠缺。“此前Mentor Graphics的汽车产品线覆盖了软件解决方案和硬件设计工具两大领域，在硬件系统方面仅是通过和第三方合作提供硬件参考设计。而XSe在汽车电子设计领域拥有超过十年的直接设计经验，参与过二十个软硬件技术相结合的汽车项目。XSe引进了首创的加速系统设计和验证的方法，通过提供汽车级软硬件来缩短投产时间。因此通过对XSe的收购，对Mentor Graphics原有的软件解决方案补充了汽车音频、汽车图像及视频、快速启动、ANC等领域，更重要的是增加了硬件系统产品线。”

据Danny介绍，XSe因其在车载行业的专业性和包括AXSB汽车即用型参考板和软件模块的独特IP而闻名，并可为一级供应商提供可实现A级样本质量的参照平台。通过这种独特的汽车参照平台，一级供应商不仅能大大削减投产时间，还能促进架构最优化并改善软件分区，最终实现设计成本的降低。“XSe的这些成就得益于其与顶级半导体供应商的合作，提供真正的汽车级硬件，如基于TI Jacinto 6平台的XS AXSB，并整合最优的IP，包括XSOPTstack软件，这是一个可根据底层硬件迅速移植和优化的弹性软件栈。”

收购完成后，Mentor的汽车系统嵌入式电子工程解决方案将主要集中在四个领域提供优化的汽车电子硬件设计和架构，包括汽车网络及AUTOSAR、驾驶信息系统、ADAS高级驾驶辅助系统和汽车信息娱乐系统。“通过Mentor Graphics的Android、hypervisor、安全性能、AUTOSAR & Nucleus方案与XSe汽车即用型解决方案的结合，我们可以满足目前正在设计的最复杂的机动车中整个车载软件基础架构的需要，为客户带来更大的灵活性同时缩短投产时间。”

Danny指出，此次收购具有非常重要的战略意义，使得Mentor Graphics成为完整的汽车嵌入式软硬件开发供应商，这也是Mentor Graphics区别于其他EDA公司的一个重要方面。“系统设计解决方案将是EDA领域一个很强的爆发点，包括汽车电子、消费及通信、半导体以及国防军工等市场。” Danny强调，“对于汽车电子市场，包括ADAS、信息娱乐系统等提升驾驶体验的技术领域将是最大的市场推动力。”

本文来自《电子工程专辑》2014年10月刊，版权所有，谢绝转载。