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汽车行业中的电路可靠性

作者: Dina Medhat,Mentor Graphics 公司

过去几个月中,我们不断地(向对此感兴趣的人)强调:电路可靠性并不是一类“新节点”问题,而存在于众多不同行业,只是严重程度和复杂程度不同而已。这一次,我们将着眼于汽车行业,研究该行业必须要战胜的一些电路可靠性挑战以达到行业质量标准及用户的期望,并讨论该行业在实施验证策略以找出潜在电路故障根源时面临的一些任务。

普通消费者如何看待汽车可靠性?你们知道答案,因为你们自己就是消费者。消费者其实并不在意产品可靠性是如何实现的,只要他们的汽车在第一次以及以后每次使用时都能一切正常。即使对于加热式汽车座椅、发动机遥控装置、电动车窗和车锁、卫星收音机、无线通信系统、自动牵引力感应控制及当前的轿车和卡车内存在的其他各种电子功能,他们的态度亦是如此。但这种态度的另一方面是,一旦出现众人皆知的故障,消费者将轻易放弃相关品牌。在出现重大故障或普遍故障后,汽车厂商需要经历一段漫长而艰巨的过程才能恢复消费者信心和市场份额。

现在,我们来看看汽车设计师对汽车可靠性的看法。汽车部件必须在高电压、高温和大电流的情况下稳定工作。ISO 26262等汽车行业设计标准一直在强调,汽车零部件的电路可靠性要求催生出极其严格的设计流程,从而保证零部件设计达到这类标准。汽车零部件的设计流程中几乎都毫无例外地包含一些阶段,在这些阶段中,每个设计实施步骤都必须有对应的验证步骤。我每次都听到的一个问题是“交付周期短,质保要求高,我怎样才能做到二者兼顾?”我还时常听到另外一个问题:“在有些情况下,设计师以往的零部件设计经验并不总是适用,这时我的设计师如何才能获得成功?”

这些问题有简单答案吗?答案就是采用自动化的电路可靠性解决方案,这种解决方案能够找出并分析要达到汽车可靠性标准的关键因素。当然,简单不一定意味着容易。汽车设计师总是使用定义明确的设计约束描述设计意图和感兴趣技术的设计限制。这些约束因设计类型而异,例如数字设计和模拟设计就有着不同的设计约束。通常,这些约束可以贯穿不同的层次级别,因此,验证流程必须能够在这种情况下评估这些约束。

汽车应用设计师不仅仅进行设计规则检查 (DRC) 的物理验证,他们还必须验证自己的设计约束。与 DRC 不同,约束验证需要了解对象关系,或者“组”和“成员”。成员是在已检查层次级别上或者以下的实例或组(例如其它约束)。已进行的检查必须是通用的,并且和技术无关。另外,参数既可以在全局设置(作为流程设计套件的一部分),也可以在本地设置(针对特定约束)。

为了创建一种高效、全面的约束推导和验证方法,以便确保层次化 IC 设计中存在以模拟为核心的通用约束,我们一直和客户合作,并且已经在大规模工业化汽车 IC 设计中验证了这种方法的实用性。我们利用自身确定的技术发现了一些重大的约束违规情况,其它技术很可能会遗漏这类违规。我很想知道,你们中有没有任何人正在采用适用于汽车 IC 层次化模拟设计约束的验证技术?如果有,你们采用了什么技术,取得了哪些成果?有没有你们所倡导的最佳做法?

作者

Dina Medhat 是高级技术营销工程师,任职于Mentor Graphics下属的Calibre Design Solutions。她在Mentor Graphics工作了7 年,曾担任过不同的产品和技术营销职位。Dina 拥有 Ain Shames University(位于埃及首都开罗)的理学学士和硕士学位。她的联系方式是dina_medhat@mentor.com