PREEvision介绍

1、PREEvision 介绍 Aquintos 公司 PREEvision 概述 2 电子电气系统设计方法的创新 2 基于模型的电子电气架构开发 2 功能简介：专业的电子电气架构开发环境 3 1、需求层( Requirements Layer ) 3 2、逻辑架构和逻辑类库( Function network and function library ) 4 3、硬件系统架构 ( Hardware Architecture ) 6 5、拓扑层 ( Topology ) 9 6、映射功能 ( Mapping ) 10 变型管理：开发车型平台的电子电气架构 10 架构分析：对标、评估和择优 11 P

2、REEvision 产品线 12 PREEvision 介绍 Aquintos 公司 PREEvision 概述 Aquintos 公司于 2005 年在德国 Karlsruhe 成立，目前是 Vector 公司 的全资子公司， 该公司是 全球 领先的 分布式 控制系统电 子电气 系统 架构（ electronic拒、 LMl It r3i #0 凶吟| t-1 El j? 3.L 2-2 却 虫號 Dr iverAssirtarce 4-1 口 J5 3.3 S EArcMetture J -| 0彳 3.3l1 -i -； #2 13 OLttdCMlLrAl 2 詡 PfrixkctPe

3、Jrturw f LE1f 1 TE*：lirisJR,etqLirTrB QJ2 IftgjPrrjure-Titnt-i J If E哼j “彌听虻LLf鋭皿 /-j-:- 电-j LocalArd-rLeK.tje / -j - !. 一1 T1Nm *=i rkww比肓3件 1 i 彌 13初少 + MarfatiihsCiitar fa w LO-2 3.4.1 JTAG 冲 产342 3 JH3.+.3 11 t FVHledia + 丁 * 3.5.1 1盟 91 12 3.5 3 需求和特性表格编辑界面 2、逻辑架构和逻辑类库(Fu nction network and fun

4、 ction library 此层次用于描述系统的逻辑功能关系，即系统功能的模块框架以及各模块之间 的接口关系。该方面主要包括两个层面的内容：逻辑架构层与系统软件层， 前者关注系统功 能实现的所有逻辑关系，后者关注系统实现过程中软件相关的逻辑关系。前者与后者的搭建 与编辑方法类似。 该层次主要包括两方面的开发工作: 第一个部分工作就是设计“逻辑网络”。“逻辑网络”遵从AUTOSA标准的定义，包括逻 辑传感器、功能块和逻辑执行器。这些元素（也被称为功能模块）以层次结构的方式组织并 存储在组合模块中。功能模块之间通过信息交互接口进行连接。当两个功能模块的端口通过 信息交互接口连接后， 相应模块就能

5、进行数据和控制信息的交换。在功能网络里，用户可以 看到各功能模块之间的逻辑关系。 另一个部分工作是开发功能类型库。在“逻辑网络”中各模块端口上的接口信息都需要 事先在功能类型库中定义。功能类型库描述了所分配端口需要或提供的信息，这里的接口可 近似看成技术通讯协议。 在“逻辑网络”建模以及对整个网络信号进行路由规划过程中，接 口定义一致的端口之间的兼容性可以在PREEvision反映出来。 PREEvision提供针对 Mathworks/Simulink 模型和 ETAS/ASCET文件的功能模块导入功 能，还有不同版本 AUTOSA描述文件的导入导出功能。 与逻辑架构层中的逻辑架构和逻辑类库

6、对应，对于逻辑关系中通过软件实现的功能，P REEvision提供了系统软件架构层与系统软件类库。该层更加严格的遵循AutoSAR的定义， 其开发方法与逻辑架构层类似。 系统软件网络描述图 q 勺 A WMy回 沪bv !-Mu出 HCngr*工哄町就寸 软件功能类型描述图 3、硬件系统架构(Hardware Architecture ) PREEvisi on中的硬件系统架构包括三层内容：网络层、部件层和原理层。 网络层描述各部件之间的逻辑连接方式，例如：总线系统、传统连接、电源供 应和地线连接，这些连接将在随后的线路原理层进行进一步的细化定义；部件层描述每个部 件内部构成及其对外接口的详细

7、信息；线路原理层描述网络层中逻辑连接的具体实现情况， 如具体的导线、线缆连接方式，保险继电器盒的内部结构等，其信息可用于线束层的具体开 发。 3.1、网络层 (Network Layer ) 网络层描述各部件间的连接方式，例如总线系统(CAN LIN、FlexRay、MOST Ethernet、USB和WLA)传统连接、地线和供电连接等。部件之间的所有连接通过不同的 接口来实现。可将每个具体接口配置为定义了通用属性的特定接口类型。通过网络层的描述， 可以构建部件设备内部对外连接的总体关系。 网络图通常在开发过程的各个阶段都会被用到，在早期的设计阶段，它被用于 确定所有电子电气部件内部连接的最优

8、架构方式。在设计阶段，网络图描述了系统规范中重 要的电路原理。在网络图中用户可以自定义模块及连接线的显示方式，来突显与特定属性有 关联的部件，这些属性可以是电源供应、传输协议、网络电阻等。 3.2、部件层 (Components Layer ) 部件层描述了各部件的功能构成。主要描述了部件与其它部件的组合关系，以 及部件的内部细节，如硬件模块、处理器单元、内存、逻辑接口等等。描述部件的内部构造 是部件层的主要目标。部件层不仅要显示部件间的连接，还要显示部件内部的结构和连接， 因此也被称为“电子模块图”。 部件层描述图 熔丝继电器盒描述图 3.3、线路原理层(Schematic / Circui

9、t Layer 线路原理层将网络层所定义的连接关系进行了细化。线路原理连接是电线、线 缆等线束元件的基础。，由于线束层中线路会因拓扑结构中安装位置的不同可能有多种选择， 因此需要线路原理层对线束实际实现进行抽象描述，这种描述不因拓扑结构的变化而改变。 部件的内部连接则用于连接线路原理层的具体元件，如保险丝、继电器和用户自定义的部件 （如全桥驱动电路，等等）。通过所提供的自动布局视图，能够很快地定义保险丝继电器盒， 用来描述电源供应的细节。这个视图还可以被用于其他任何类型的部件。在大多数情况下， 部件的原理细节是通过传统原理图直接继承的。当所实现模型的原理层和网络层中任何一个 发生改变时，通过线

10、路原理合成功能可以使这两层保持一致，以保证模型的一致性。 4、线束层（Wiring Harness ） 逻辑和原理性的连接关系在线束层中进行物理实现。线路原理连接关系可在电线和电缆两方面 进一步细化，将线束特定的细节也加入到模型中。每段电线（或电缆）都具有其物理属性（包括单位长度 重量、成本、过流能力等信息）。线束元素将来可以在拓扑结构中形成具体的电线和电缆布局（包括结合 点和对接插头的布局）。 采用不同的拓扑结构、设备和技术方案，线束也会随之变化。PREEvision具有自动线束路由 功能，可根据线路原理层的信息，无须额外工作，即可自动生成新的线束层设计结果。 一: 线路原理层描述图 VBw

11、 PREWiring 卜 线束层描述图 5、拓扑层(Topology ) 拓扑层描述了系统的实际布置情况。设计人员需要根据实际的空间情况，考虑温度、碰撞 风险以及是否暴露在腐蚀性流体中等因素，确定各个部件以及线束的最终安装位置。 在布置区域里，分布着一些“安装空间，可放置具体部件。线束的对接插头可被安放 在安装空间之间。“线路段”将安装空间、对接插头和各个分支连接起来。设计人员需要设定每个“线路 段”的具体长度。之后可以得岀整个线束的近似统计长度。 PREEvision中的拓扑模型是简化的 3维模型，通过位置坐标和几何尺寸可以确定拓扑图 中每个元素的细节信息。PREEvision同样支持从3维

12、CAD工具中导入的拓扑结构数据，并能够通过一个额 外的z轴图层，将相应的元素放在 2.5维的视图中，以便更为直观地理解复杂的拓扑结构。通过对路径的 高亮显示，能够清楚地跟踪线束路由的结果。 拓扑层还支持KBL和ELO戯束描述文件的导入和导出。 拓扑层描述图 6、映射功能(Map pi ng ) PREEvision提供超过30种跨越不同技术层面的信息映射方法，将分部在各设计层次的信息进 行整合 层级间映射功能 变型管理：开发车型平台的电子电气架构 变型管理在架构模型开发中是一项十分重要的工作，它主要用于管理不同需求下的多种技 术实现方式。架构工程师需要设计多个方案，供评估选择。此外，即使是单一

13、的产品型号也需要多种配置 选择，例如低配、中配和高配。对于基于同一个EEA平台的产品链来说，衍生产品(例如，利用现有架构 改型的敞篷车)的架构方案也需要进行管理。因此，最初的单一车型的架构开发和评估方法就要升级到能 够对同一平台上不同车型的通用及特殊部件进行管理。支撑多个变型方案的通用的概念设计必须最优化， 这些通用的概念设计，从某种程度上来说，就是产品链上降低生产成本和提高产品质量的驱动力。 PREEvision可依据两方面因素来进行车型平台的变型管理：技术选择因素和配置选择因素。“配置选 择”是决定哪些部件是通用部件，而哪些部件是选装部件。“技术选择”是决定某一功能特性在技术上的 具体实现

14、方式，可以依据某个单一的需求来确定。例如氙气灯，作为传统车灯的一个替代物，就是一个技 术因素。技术因素的最终实现，主要取决于所选用的设备或元器件。“配置选择”决定架构中包含哪些元 素，而“技术选择”决定这些元素的实现方式。因此“配置选择”是架构分析的岀发点。 对于单个车型，组成架构的元器件就有成千上万；而对于车型平台，虽然通过通用部分的复用，可以 PR 大大减少元器件的数量，但是其数目还是更为惊人。因此，手工进行整个架构的变型管理非常困难。而 EEvision 的变型管理功能可依据“变型传递技术”，根据特定规则自动向新的变型方案中添加相关的架构 元素，而且可根据用户的实际需要制定规则，极大的减

15、轻了变型管理的工作量，并保证了架构信息的一致 性和正确性。 * 4.4 3- LL Mw-itv 4wrll JnlUto own &N算 rfi tai细 Hair IW WN irarfjDiw K 车门控制系统的变型管理 架构分析：对标、评估和择优 EEA概念原型建模的目标之一是探求适合的架构设计。在考虑诸多功能和非功能需求方面的约 束后，可以在开发过程的早期将最有希望的架构方案确定下来。对架构变型进行评估的主要目标是判定某 架构符合需求的程度。此外，由于不同的架构都是基于特定的需求来开发的，因此为保证不同架构方案的 完整和有效性，就必须进行一致性检查。PREEvision提供了针对架构

16、变型的一致性检测功能和可量化的 架构评估功能。 一致性检查 对于依据功能需求而建立的架构模型，无法在硬件层次进行分解分析，因为一个功能可能分配 给多个控制器或者与其他功能共同使用一个传感器。而对于同一个需求所采用的多种技术实现方法也使得 架构设计变得多样化。由于以上原因，进行一致性检验从而验证最终模型的正确性是必要的。首先需要检 验由技术理念产生的所有特性的正确性；接着，需要检验整个结构的完整性；最后，需要检验是否满足总 体的和自定义的需求。 PREEvision允许用户自定义一致性检验的规则。正在开发的架构很难有完全符合所有一致性 条件的，所以一致性检验的条件可以根据具体模型开发的阶段来裁剪

17、，用户可以针对当前实际开发情况来 选择不同的一致性检验规则。一致性检查是基于与实际开发相关的一组一致性规则进行的，有些不必关心 的不一致性将不会被报告。架构层次之间还没有被考虑到的、潜在的非一致性也可以被检查并报告岀来。 一致性检验可以自定义所需要的规则并手动运行，也可设置为让系统自动进行。通过PREEvision的一致性 检验，可能存在的问题（包括与之相关的要素）将被报告岀来，在PREEvision的帮助下，可以快速的检索到 造成不一致性的元素，这些问题的纠正也变得相对容易。 架构评估 除了要满足功能和非功能需求，系统架构还需要尽量符合特定的性能要求。PREEvision提供 了度量系统架构

18、各项性能指标的评估算法开发和计算环境。根据评估算法可得到度量指标的估计值甚至是 精确值结果。再将此结果与预先给定的参考值进行比较，即可对架构性能优劣程度进行量化评估。评估结 果可用于对不同架构变型进行比较：选择性能最佳的架构方案，或是选择出最符合工作流程的架构方案。 在概念原型阶段，这样的评估结果为系统架构优劣的讨论和选型提供了有效的帮助。 PREEvision 可 为了建立一个可跟踪的开发决策过程，评价的结果必须表达岀来并形成文档 将评价结果用内置的表格形式进行表达，并在生成报告的过程中，生成不同架构变型的评价指标，嵌入到 评估报告中，方便开发人员比较、选择。 架构评估功能界面 PREEvi

19、sion 产品线 为满足不同开发环节及开发团队中不同专业人员的需要，Aquintos提供多种功能版本的产品。 在使用PREEvision进行概念原型开发后，工程师可使用 Modeler FN和Modeler ELH版本产品， 继续进行电子电器系统的详细设计。针对功能网络开发、功能“因果链”制定、功能文档生成方面的工作 需要，可以利用PREEvision的Modeler FN版本来建立架构层需求和功能网络。针对电路原理和线束设计， 可以利用PREEvision的Modeler ELH版本，实现电路逻辑和线束的详细设计。 “单源”数据库管理系统在多用户操作时能够保证数据安全性，其中的check i

20、n /check out 、 模型版本管理、用户权限和角色等功能，可以保证大型工程团队能够进行高效的分工合作。所有版本建立 的模型都是与专业版相兼容，这就保证了架构设计的结果能够在后期的产品设计中直接使用，产品设计完 成之后，具体的架构设计又能作为初始模型来验证实际的架构。打完基线后的模型可以分发岀去，拥有PR EEvision授权的客户可以通过 PREEvision Viewer版本，用以浏览模型，这样 EEA模型都可以成为企业内 部的标准信息源。 PREEvision近期的产品线如下图所示： JOT 甲 J斤201(*? JI 输4：匸二噸 2Ctl T L = A9EE 如点MWIx 铀

21、luMn S_ atw BA古吐AtPEEk首 SolCtJm 5.0 WW PRSEMon ArcitlbiCt 5-0 * PREEvision产品路线图 在2011年年底，将推出下一版本的eASEE Automotive Solution 5.0，这个版本将推出全新 的、可用于大规模产品链的电子电器架构数据管理工具，以及功能、线束和电源的系统架构自动优化工具。 各版本产品功能比较表 产品特性 PREEvision Architect PREEvision Modeler FN PREEvision Modeler ELH Requirements Layer 基于表格的特性列表和需求管理

22、 X X X Feature Function Network 特性和因果链及层次依赖关系设计 X X - Function Network Layer 逻辑功能网络架构和功能类库管理 X X - Network Layer 部件和网络架构及供电系统的结构设计 X - X Circuit / Schematic Layer 系统及子系统电气逻辑层及物理电路设计 X - X Wiring Harness Layer 线束物理设计（接插件、线缆、分离插头） X - X Topology Layer 系统部件位置、线束路径的几何布局设计 X X X System Description 基于系统功能

23、的系统设计和文档生成 X X X Table-based Editors 用户自定义的表格编辑器，用于设计功能、电路、 线束等 X X X Refactorings Rules 基于特定规则的“重构”功能，加速建模和架构 开发 X X X Single User Mode 在单一用户项目中管理基于XML的项目 X X - Multi User Mode Oracle 大型团队的单源数据管理，支持用户角色&访问 权限 X O O Multi User Mode MySQL X - - 小型团队的单源数据管理 Variant Management 管理变型方案的技术实现和设备配置 X X X Product Line Management 支持产品线架构设计的大规模变型管理 X O O Consistency Developer 过程一致性检测的开发环境 X - - Consistency Runtime 执行一致性检测的运行功能 X X X Model Query Developer 模型查询功能开发环境（例如设定“注释规则”和“命名习惯”） X - - Model Query Runtime 模型查询的运行功能 X X X Metrics Developer 评估算法的开发和对标 X - -