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從野生動物(wù)專家、上世紀二手改裝車,
談到當今系統級模擬技術

By Mrigashira, Cadence

我最近正在閱讀 Kenneth Anderson 先生 (1910-1974) 的(de)一本自傳,他(tā)是著名的(de)具有蘇格蘭血統的(de)印度野生動物(wù)專家,他(tā)還是一位汽車愛好者——喜歡和(hé)他(tā)的(de)車隊一起改裝二手 Studebaker 汽車 (Studebaker:一家美(měi)國汽車製造商)。在自傳中他(tā)描述了(le)如何拆解一輛 Studebaker、調整發動機,再重新組裝配件以讓車身更加輕盈,他(tā)說這一切就像在大(dà)馬車上裝了(le)一個籐椅作為駕駛座。

那是在二十世紀初,那時如果不算(suàn)車內的(de)收音(yīn)機,一輛汽車就僅僅是一台純機械驅動的(de)機器。而放眼當今,汽車早已不再是純粹的(de)機械交通(tōng)工具,而是機械和(hé)電子元器件的(de)結合。二十世紀下(xià)半葉,幾個、甚至單個處理(lǐ)器開始應用(yòng)在汽車上;隨著技術的(de)發展,當今的(de)汽車配備了(le)大(dà)量的(de)處理(lǐ)器來操作功率控制、牽引系統、安全系統和(hé)變速箱,更不用(yòng)說資訊娛樂、空調、導航等非系統級應用(yòng)的(de)處理(lǐ)器數量。擁有數十個電子控制單元 (ECU) 的(de)汽車嵌入式系統已成為汽車行業的(de)趨勢和(hé)標範。

Anderson 先生可(kě)不能再像從前那樣輕易地改裝當今的(de)車了(le)。重裝引擎?單靠人(rén)力和(hé)機械工具根本無法搞定。那麼這種變化(huà)僅發生在汽車領域嗎?
其實在物(wù)聯網行業,家用(yòng)設備也(yě)擁有著與汽車行業相同的(de)發展變化(huà):機電結合。

作為讀者的(de)您很可(kě)能並不擔心以樂趣為主的(de)改裝汽車或調整引擎將遇到何種困難;您擔心的(de)是如何設計製造出這些產品——汽車和(hé)支援物(wù)聯網的(de)電子設備。而更糟糕的(de)是,如果您負責系統級設計,那麼您的(de)擔心會變成雙倍,甚至四倍。您將如何確保設計有效?您對機械零件進行了(le)模擬分(fēn)析,可(kě)電子產品要如何是好呢(ne)?您需要與機械、液壓和(hé)熱部件一起對類比/數位混合信號的(de)電子設備進行模擬和(hé)建模,而您又要擔心成本上升和(hé)上市時間的(de)問題,一個頭兩個大(dà)。

您可(kě)能會嘗試將原型設計作為解決方案:使用(yòng)具有理(lǐ)想機械部件的(de)行為模擬器,或者使用(yòng)具有理(lǐ)想電子模型的(de)電路模擬器。但是理(lǐ)想的(de)模型給出的(de)是理(lǐ)想的(de)結果;而且如果您使用(yòng)為機械或物(wù)理(lǐ)部件構的(de)模擬器,那麼其模擬結果不會包含對電子部件的(de)考量。當您從原型製作轉向實際生產時,您將不得(de)不因為理(lǐ)想部件無法進行延時和(hé)非線性模擬而對設計進行二次調整。這無疑會耗費大(dà)量的(de)資金和(hé)生產時間,進而影(yǐng)響您的(de)收益和(hé)上市時間。最糟糕的(de)情況是,由於您的(de)現實產品與基於理(lǐ)想模型而生成的(de)產品期望相差甚遠,您將被迫召回這些產品,從而造成嚴重的(de)經濟、聲譽損失。

為了(le)避免這些問題,您需要的(de)是能夠在設計早期階段就使用(yòng)真實模型識別設計問題的(de)解決方案。

如果我們說出了(le)您的(de)心聲,那麼也(yě)許您會對 PSpice® Systems Option 感興趣。 PSpice 系統選項的(de)最大(dà)優點是可(kě)以讓您使用(yòng)單個原型進行電氣和(hé)機械系統的(de)協同模擬。它使用(yòng) PSpice® Simulink 協同模擬介面代替了(le)PSpice 中的(de)電子模組,同時其餘設計則使用(yòng) Simulink 進行模擬。

當我與 Anderson 先生一起探索昔日的(de)叢林(lín)時,希望您也(yě)能在 PSpice® 系統選項中找到心儀的(de)目標!

譯文授權轉載出處

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