對于做電子電氣架構(gòu)相關(guān)工作的同行來說，PREEvision肯定很熟悉。

01.

PREEvision總體簡介

PREEvision 是德國 Aquintos 公司開發(fā)的一款用于實現(xiàn)電子電氣架構(gòu)設計構(gòu)想的開發(fā)工具。其可以在不同的層面進行電子電氣架構(gòu)的建模。范圍涵蓋了拓撲、線束、電氣邏輯、電力供應、功能網(wǎng)絡、用戶需求，以及各層面之間的映射關(guān)聯(lián)。

其還提供了一種具有豐富屬性信息的用于建立架構(gòu)模型的專業(yè)圖形語言。該語言由汽車工業(yè)方面的專家所開發(fā)。這種圖形語言的本質(zhì)是數(shù)據(jù)模型， 包括數(shù)百種類型和屬性，并且分為各種層次（例如線束層、 功能網(wǎng)絡層等）以滿足不同的開發(fā)領(lǐng)域的要求。使用 PREEvision 中的圖形或圖表編輯工具，可以對 EEA 中所有重要的技術(shù)和成本方面的信息進行建模，PREEvision 提供直觀的圖形用戶界面，如下圖所示。

▲圖1 PREEvision 圖形用戶界面

另外PREEvision還集成了變量管理系統(tǒng)，所謂的變量就是可以同時設計多個方案，以備比較和選擇。

其方式是將整體模型分解成為多個子模型，為各個子模型建立多個備選方案，并進行重新整合，這樣就能有效評估各種方案的優(yōu)劣，并最終得到可靠的電子電氣系統(tǒng)架構(gòu)模型。

系統(tǒng)架構(gòu)工程師根據(jù)一系列評價指標，包括重量、成本、總線負載率、耐久性等等，來評估最佳方案。同時，通過對標工作得到的結(jié)論也能用于新的評價指標的制定，為進一步的架構(gòu)優(yōu)化提供參考。

上面提到PREEvision將電子電氣架構(gòu)開發(fā)過程分為多個層次，每個層次都有專用的環(huán)境，如下圖所示。

▲圖2 PREEvision 設計層次劃分

02.

需求層

需求層是用來描述什么功能將會被執(zhí)行，一般由三部分組成Requirements、Customer Feature、FFN。

Requirements 以層次化的組織方式描述了需要在系統(tǒng)架構(gòu)中實現(xiàn)的所有功能性及非功能性需求。

由于需求列表的層次結(jié)構(gòu)與具體的開發(fā)流程相關(guān)，工具允許用戶自定義需求包層次結(jié)構(gòu)。并且自定義的屬性和表格也可以在需求的映射圖上顯示出來。其還為第三方工具提供了功能豐富的導入和導出過濾器，例如DOORS、Excel。Requirement 一般用作工程設計的指導文件。如下圖所示。

▲圖3 需求編輯界面

Customer Feature模塊用于描述客戶所關(guān)心的車輛的配置信息。該模塊一般用作市場信息的交互。

FFN 即特性功能網(wǎng)絡。特性功能網(wǎng)絡描述了一個系統(tǒng)功能的內(nèi)部情況，包括因果鏈及其在系統(tǒng)內(nèi)相互關(guān)系。下圖就是特性功能網(wǎng)絡描述圖。

▲圖 4 特性功能網(wǎng)絡描述圖

03.

邏輯功能架構(gòu)

邏輯功能架構(gòu)是用更好的技術(shù)了解系統(tǒng)的功能。它使模型獨立與軟件和硬件環(huán)境之外。此層次用于描述系統(tǒng)的邏輯功能關(guān)系，即系統(tǒng)功能的模塊框架以及各模塊之間的接口關(guān)系。該方面主要包括兩個層面的內(nèi)容：邏輯架構(gòu)層與系統(tǒng)軟件層，前者關(guān)注系統(tǒng)功能實現(xiàn)的所有邏輯關(guān)系，后者關(guān)注系統(tǒng)實現(xiàn)過程中軟件相關(guān)的邏輯關(guān)系。

04.

系統(tǒng)軟件架構(gòu)

系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)包含傳感器，功能，技術(shù)相關(guān)的邏輯架構(gòu)。在這一層的傳感器是沒有物理傳感器的占位符，它只為一個驅(qū)動程序提供輸入。純軟件架構(gòu)的好處是一個明確分離的軟件體系結(jié)構(gòu)， 從而能與 AUTOSAR 更好的保持一致性。

05.

硬件系統(tǒng)架構(gòu)

PREEvision 中的硬件系統(tǒng)架構(gòu)包括三層內(nèi)容：部件層、網(wǎng)絡層和原理層。

部件層描述了組件的內(nèi)容。包括部件與其它部件的組合關(guān)系，以及部件的內(nèi)部節(jié)，如硬件模塊、處理器單元、內(nèi)存、邏輯接口等等。部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是這一層的主要目的。即使這一層也可以顯示部件之間的連接，通常稱之為電氣框圖。

網(wǎng)絡層描述各部件之間的邏輯連接方式，例如CAN, LIN,FlexRay, MOST, Ethernet等總線系統(tǒng)、傳統(tǒng)連接、電源供應和地線連接。部件之間的所有連接都通過部件各自的連接器連接。每個連接可以有一個類型定義包含一些通用的屬性。

▲圖5 網(wǎng)絡層

原理層賦予網(wǎng)絡層中的連接關(guān)系以電勢屬性。線路原理連接是電線、線纜等線束元件的基礎。超聲波焊接點，線束對接接插件的位置通常在拓撲圖中定義。內(nèi)部連接經(jīng)常被用于顯示內(nèi)部細節(jié)的部件，比如保險絲和繼電器。通過所提供的自動布局視圖，能夠很快地定義保險絲繼電器盒，用來描述電源供應的細節(jié)。這個視圖還可以被用于其他任何類型的部件。在大多數(shù)情況下，部件的原理細節(jié)是通過傳統(tǒng)原理圖直接繼承的。下圖是典型的原理層圖形。

▲圖6原理層

06.

線束層

邏輯層和原理層的連接關(guān)系都會在線束層實施。電線和電纜都會在這一層被細化。有關(guān)于線束的具體細節(jié)將會被加載到模型中。每段電線（或電纜）都具有其物理屬性（包括單位長度重量、成本、過流能力等信息）。線束部件的路由決定了拓撲圖上電線和電纜的布局。

PREEvision 具有自動線束路由功能，可根據(jù)線路原理層的信息，無須額外工作，即可自動生成新的線束層設計結(jié)果。

線束除了電線和電纜以外，用于連接元器件也有很多。超聲波焊接點在拓撲圖上的位置，尤其是線束對接接插件的位置往往對線束的成本有較大影響，同時也是線束布局的變化點。電線和電纜的實際長度取決于底層拓撲。根據(jù)部件的位置，超聲波焊接點的位置可能會有所不同，因此線束的布局也會根據(jù)實際的拓撲圖而改變。

07.

拓撲層

拓撲層描述了系統(tǒng)的實際布置情況。設計人員需要根據(jù)實際的空間情況，考慮溫度、碰撞風險以及是否暴露在腐蝕性流體中等因素，確定各個部件以及線束的最終安裝位置。

在布置區(qū)域里，分布著一些“安裝空間”，可放置具體部件。線束的對接插頭可被放在安裝空間之間?！熬€路段”將安裝空間、對接插頭和各個分支連接起來。設計人員需要設定每個“線路段”的具體長度。之后可以得出整個線束的近似統(tǒng)計長度。下圖就是典型的拓撲圖。

▲圖8拓撲圖

08.

功能映射

PREEvision 提供超過非常多種跨越不同技術(shù)層面的信息映射方法，將分部在各設計層次的信息進行整合。如下圖，不同的層與層之間通過映射聯(lián)系到一起。

▲圖9不同層之間的映射

審核編輯 ：李倩