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從野生動物專家、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) 的一本自傳,他是著名的具有蘇格蘭血統的印度野生動物專家,他還是一位汽車愛好者——喜歡和他的車隊一起改裝二手 Studebaker 汽車 (Studebaker:一家美國汽車製造商)。在自傳中他描述了如何拆解一輛 Studebaker、調整發動機,再重新組裝配件以讓車身更加輕盈,他說這一切就像在大馬車上裝了一個籐椅作為駕駛座。

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

Anderson 先生可不能再像從前那樣輕易地改裝當今的車了。重裝引擎?單靠人力和機械工具根本無法搞定。那麼這種變化僅發生在汽車領域嗎?
其實在物聯網行業,家用設備也擁有著與汽車行業相同的發展變化:機電結合。

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

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

為了避免這些問題,您需要的是能夠在設計早期階段就使用真實模型識別設計問題的解決方案。

如果我們說出了您的心聲,那麼也許您會對 PSpice® Systems Option 感興趣。 PSpice 系統選項的最大優點是可以讓您使用單個原型進行電氣和機械系統的協同模擬。它使用 PSpice® Simulink 協同模擬介面代替了PSpice 中的電子模組,同時其餘設計則使用 Simulink 進行模擬。

當我與 Anderson 先生一起探索昔日的叢林時,希望您也能在 PSpice® 系統選項中找到心儀的目標!

譯文授權轉載出處

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