通过基于模型的设计重塑汽车软件

随着嵌入式系统复杂性的增加，汽车软件工程师面临着追求竞争目标的压力：

使汽车技术组件更具可定制性

符合安全标准和法规

降低开发成本

加快上市时间

基于模型的设计是替代传统汽车软件开发方法的一种解决方案。

基于模型的设计与传统设计

基于模型的设计与传统设计方法之间的差异是巨大的。

传统设计是以软件为中心的。它将软件视为以下每个阶段的主要实体：

ECU设计利用框图或计算机建模技术

设计以编程语言实现

ECU与工厂模型集成

仿真用于调整控制器参数

测试和重申

在基于模型的设计方法中，计算机建模技术在整个设计过程中使用，同时自动生成代码。以下是此过程的各个阶段：

开发团队创建概念设计。

数学模型是使用图形设计和仿真工具（如Matlab，Simulink和Stateflow）从规范创建的。

该模型捕获有关嵌入式系统在真实车辆中应如何运行的所有信息（组件及其车辆被建模为一个动态系统）。

数学模型用于所有开发阶段，包括设计、实施和验证。

代码根据完善的模型自动生成，并集成到嵌入式微处理器中。

这样，基于模型的设计可以优先考虑组件的功能，并在创建物理原型之前，在每个开发阶段评估其与更大系统的集成。

基于模型的设计在汽车中的优势

基于模型的设计范式为汽车开发人员提供了传统软件开发无法实现的显著优势：

提高生产率：所有阶段都基于相同的数学模型。可以使用多个模型进行仿真，而不会增加开发时间或成本。

减少开发时间和成本：基于模型的设计加快了整个开发过程。通过在每个阶段进行测试，开发团队可以避免在后期阶段进行代价高昂的更改。

能够在开发过程后期引入重大更改：面向模块的工作流程和自动代码生成使汽车工程师能够纠正错误的规格并替换大型功能块。

一致的文档和实现：由于模型描述也是实际代码的基础，因此文档和实现保持一致。

更高的可靠性：广泛的模拟、早期测试和自动代码生成消除了代码错误的可能性，并减少了对系统内调试的需求。

技术重用：仿真模块和车辆测试可以保存在库中，并在开发其他模型的过程中重复使用。

基于模型的设计允许在汽车嵌入式系统中实现更快的发布、增强的设计并提高可靠性。软件建模和仿真工具可以改进汽车系统，只要它们继续显示出优势并在行业中变得越来越普遍。

审核编辑：郭婷