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东芝基于模型开发的新型仿真技术将车载半导体的验证时间缩短了约90%

2021年9月21日

东芝电子元件及存储装置株式会社

东京--东芝电子元件及存储装置株式会社(简称“东芝”)现已开发出基于模型开发(MBD)的一种仿真技术,可将车载半导体的验证时间缩短约90%。[1] 该技术使车载设备开发人员能够快速评估使用东芝车载半导体的设计,从而有助于缩短开发时间。

随着电动汽车的普及以及先进驾驶辅助系统(ADAS)成为标准,车载设备也日趋先进和复杂。基于模型开发(MBD)是一种使用软件来实时模拟模型和评估性能的开发方法,帮助产品开发人员完善复杂的设计流程。在汽车行业,MBD通过在制作原型之前同时进行设计和验证,为开发进步做出贡献。

MBD将功能分成多个模块,并通过连接每个模块来验证车辆的总体性能。需利用包含单个模块中半导体性能的详细仿真模型,验证热量和电磁干扰(EMI),因为二者都是评估车载设备性能的基本参数。然而,随着模型的日益精细化和精确化,验证时间也越来越长。

东芝仔细研究了其当前的车载设备评估和验证技术。电动助力转向系统等子系统包括以微秒为单位工作的基于半导体的电子电路,以及以毫秒为单位工作的各种机械元件、齿轮和轴。东芝目前的技术可按微秒同时模拟电子电路和机械器件,使机械器件摆脱了大量不必要且耗时的计算。由于采用了集成电路用仿真程序(SPICE)模型,因此这项技术也很复杂,定义了100多个用于仿真半导体性能的参数。

东芝的新型建模技术“Accu-ROM”可分别计算电子电路和机械器件。该技术首先验证机械器件,然后简化机械器件模型,最后验证整个系统,包括其电路。这种方法排除了不必要的计算。在评估电路时,该模型会根据SPICE模型自动生成一个超高速集成电路硬件描述语言-模拟混合信号(VHDL-AMS)模型。VHDL-AMS模型允许将验证范围限定于热量和EMI噪声等基本参数,进而缩短验证时间。例如,使用东芝当前技术验证动力转向系统需要32小时51分钟,而使用这项新技术后,只需要3小时27分钟[1]

东芝将利用这项新技术促进高散热和低噪声车载半导体的发展,并为其客户提供一个更易于使用东芝产品的开发环境。除汽车应用外,东芝还将半导体领域的这项新技术用于其它应用,例如工业设备和家用电器。东芝将利用这项新技术促进高散热和低噪声车载半导体的发展,并为其客户提供一个更易于使用东芝产品的开发环境。除汽车应用外,东芝还将半导体领域的这项新技术用于其它应用,例如工业设备和家用电器。

使用新技术的仿真结果

使用新技术的仿真结果


[1] 在时间为6秒的右转弯期间,汽车电动助力转向系统中3相逆变电路的模拟验证时间。

 

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