|
2017-10-19 郁輝 汽車工程聯(lián)盟 3.1 需求分析 這里以C公司純ECU業(yè)務來進行介紹，即供應商（汽車零配件企業(yè)）負責開發(fā)發(fā)動機電控模塊的硬件和底層軟件，客戶（發(fā)動機OEM或整車OEM）開發(fā)應用層軟件和進行標定工作。整個需求分析定義的過程，需要供應商和客戶共同分析和協(xié)作完成。 客戶的需求分三個部分：硬件需求、軟件需求及機械結構需求。 硬件需求分析：根據(jù)系統(tǒng)所選用的傳感器、執(zhí)行器等，定義出詳細的ECU硬件接口電路及功能性需求。 軟件需求分析：根據(jù)客戶應用系統(tǒng)的一些功能特點及硬件本身的性能，定義清楚詳細的功能性接口驅動需求以及診斷類需求。 結構需求分析：根據(jù)客戶應用系統(tǒng)及硬件的要求，定義出詳細的結構需求，并需要跟客戶系統(tǒng)人員確認。需要注意的是，結構設計不僅要考慮客戶的系統(tǒng)布置（如安裝的要求、是否與其他器件干涉等），也要考慮硬件本身的需求（是否能安裝硬件的PCB、PCB上最高的器件是否存在干涉、熱的影響等），還需要考慮對整個環(huán)境實驗的耐受性要求。 3.2 系統(tǒng)架構與模塊化平臺設計 3.2.1 硬件架構與模塊化平臺設計 硬件的架構，采用模塊化平臺的設計思路。企業(yè)動力總成事業(yè)部發(fā)動機控制系統(tǒng)部門的研發(fā)資源中，已經(jīng)建立了很多驗證過的動力總成用硬件模塊，如圖3.1，我們稱之為模塊化硬件平臺（Modular Hardware Platform）；這些模塊大多以優(yōu)化過的擁有自主專利的專用芯片（ASIC）為核心控制電路搭建，擁有較強性能和較高可靠性。
這些驗證過的模塊化電路就像工具箱一樣，應用到客戶定制的發(fā)動機電控模塊開發(fā)時，只需要根據(jù)客戶需求，選定所需要的功能模塊，就能搭建成整個硬件的架構。模塊電路的細節(jié)應用調整，開發(fā)工程師可以跟負責該模塊的模塊平臺工程師一起評審并應用。然后進行應用項目的硬件電路集成開發(fā)和驗證工作。圖3.1是基于模塊化電路的硬件架構示例。 主控芯片（Microcontroller）目前現(xiàn)階段采用第五代90nm技術32位芯片。下一代電控模塊（即第6代，在開發(fā)中，支持柴油歐6排放法規(guī)），將采用55/65nm技術多核芯片，并支持通用計時器模塊（General Timer Module，GTM）功能。第七代的電控模塊（預研中，支持更高排放及更多先進功能）選用<40nm技術的多核芯片。每個芯片，會有兩家同架構的供應商提供類似產(chǎn)品并有相同芯片引腳定義，以達到不同供應商的芯片可以實現(xiàn)硬件上不更改PCB布線的情況下無縫切換。 3.2.2 軟件架構與模塊化平臺設計 純ECU業(yè)務下，軟件只提供底層驅動程序，應用層軟件和標定工作皆由客戶自行完成，因此不做特別詳述。要說明的一點是，軟件開發(fā)也是采用模塊化設計的模式，商用車項目總共擁有20多個軟件功能模塊，應用項目軟件工程師要做的便是根據(jù)客戶的實際需求選取相應軟件功能模塊做集成調試及驗證工作。 另外，這里再重點討論下下一代芯片的通用計時器模塊（GTM）對于軟件開發(fā)的意義。有了這個GTM這個功能后，同架構芯片應用互換就不需要軟件上再更改底層驅動程序了；對客戶的應用來說，也不再需要調整應用層軟件。 3.2.3 機械架構與模塊化平臺設計 跟前述硬件和軟件設計類似地，機械架構也采用模塊化的設計。平臺化的機械結構設計共享相同的材料和生產(chǎn)工藝，由于這些結構設計做過相應的驗證，新應用在采用這些機械設計的時候，對降低項目風險和開發(fā)時間上都有很大的裨益。
圖3.2 模塊化平臺的機械設計 參考文獻 [1] 郁輝，商用車發(fā)動機電控系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)的項目管理[D].復旦大學, 2013年 |
|
|
