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浅析 I Cadence仿真软件助力汽车行业的设计



如今的汽车越来越智能化,无人驾驶亦非遥不可及,届时人们只需要坐在车里休闲喝茶即可到达目的地。然而,在智能汽车的内部却是人们察觉不到的密密麻麻的线路以及无处不在的电子器件在工作,这就是汽车的“大脑”——电子控制系统(传感器、ECU、执行器)。正是这套越来越复杂的电子控制系统完成辅助甚至替换驾驶员的动作,实现对车辆运行状态的监测与控制,使人们的出行更轻松、简单、安全。


虚拟ECU:唤醒传统汽车开发灵魂

虚拟样机&ECU

构建汽车电子系统的虚拟样机,在虚拟样机中进行测试,成为了科技发展日臻完善的必然产物。虚拟样机指在真实的电脑中安装一个软件,用软件模拟汽车的各个部件。用软件对系统进行仿真,并进行验证和测试,是适用于任何芯片的强有力的方法。


在庞大的汽车电子系统中,没有什么比汽车电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)更为复杂、更有开发难度的了。ECU又称“行车电脑”、“车载电脑”,是汽车专用微机控制器,通过各种底盘传感器、总线数据采集与交换,判断汽车的行驶状态并反馈给驾驶人,并根据驾驶人的意图,通过一系列的执行器来控制汽车,从而实现汽车的各种功能。



传统的传感器包括测量空气流量、空气温度、冷却液温度、歧管压力、节气门位置和车速的传感器,而传统的执行器控制发动机的混合气(燃料与空气的混合物)、点火正时、怠速和其他参数。


高级驾驶辅助系统 (Advanced Driving Assistance System,ADAS) 和自动驾驶汽车的出现,大大提升了ECU的应用,现在的ECU不仅能从自动驾驶的三大传感器系统:摄像头、雷达和激光雷达传感器收集数据,还可以控制车辆操作的各个方面,包括加速、制动和转向等。


基于汽车设计提升的Cadence仿真软件

客户案例:OrCAD® PSpice Designer帮助塔塔汽车更早的发现汽车设计问题。

塔塔汽车集团(塔塔汽车公司)是一家全球领先的汽车制造公司,是印度最大的,也是唯一一家提供广泛的集成,智能和电动汽车解决方案的原始设备制造商(OEM)。通过使用OrCAD® PSpice Designer软件,塔塔汽车能更早发现设计上的问题,节省在系统原型中构建和调试ECU板所花费的大量时间和金钱。并且使用OrCAD PSpice高级分析中的快速成型功能更快速地构建更好的产品。



OrCAD PSpice Designer作为全球流行的、通用的、元器件和IC模型可扩展的混合电路仿真器,适用于许多行业领域的产品设计中,如汽车、医疗和电力电子等行业,也广泛应用于一些研究机构作为设计参考实现来使用。

OrCAD PSpice Designer是一款高性能的、经过工业级设计验证的数模混合电路仿真和波形查看仿真工具。OrCAD PSpice Designer产品包括了PSpice仿真和Capture设计输入,其中OrCAD Capture提供了快速、简单、直观的图形化设计输入环境,具有高度集成化的工程设计流程,通过可扩展的OrCAD PSpice Designer Plus模块可以进一步对电路进行高级设计仿真来改善电路产品的性能,成本效益和可靠性。


OrCAD PSpice 17.4增加了许多功能,性能也大幅度提升,全方位满足用户需求。例如:

1. 增加新的PSpice模型和库,助力电力电子仿真

氮化镓器件在电力工程领域的应用越来越多。为了支持这类器件,SPB 17.4引入新的PSpice库 Transphorm_GaN.lib,包括高性能和高可靠性的GaN MOSFET模型。


2. 在OrCAD Capture 中查看PSpice模型,提高设计效率

在OrCAD Capture 的界面下,直接点击器件,按鼠标右键,新版本增加了查看PSpice模型的菜单“View PSpice Model”,选择该选项后,可以在OrCAD Capture 窗口下查看PSpice模型文件。之前的版只能通过"Edit PSpice Model"进入到Edit Model软件的界面下才能查看模型文件,有些浪费时间。


直接查看模型文件


3. Modelling Application又增新器件,功率管建模更轻松

Modelling Application是SPB16.6主版本新增加的快速构建PSpice模型的工具,在菜单栏Place>PSpice Componence>Modelling application可以找到。SPB17.4主板在二级管类中增加了Power Diode,可以使用器件数据表的二极管模型参数,构建功率二级管模型,并直接放置到绘图窗口。


新增功率二极管模型





另外,除了仿真软件外,Cadence Allegro也是一款在EDA工具中属于专业高端的PCB设计软件,它的知名度在全球电子设计行业领域内如雷贯耳,是电子行业创新的引领者。在物理验证工具方面:物理验证工具包括版图设计工具、版图验证工具、版图提取工具等等,这方面Cadence也是很强的,其Dracula、Virtuso、Vampire等物理工具有很多的使用者。


如果您想了解更多关于Cadence软件的产品,欢迎随时与我们联系。






文章内容来源于:Cadence楷登PCB及封装资源中心、搜狐网和软服之家

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