电子电气架构设计工具PREEvision简介

对于做电子电气架构相关工作的同行来说，PREEvision肯定很熟悉。

01.

PREEvision总体简介

PREEvision 是德国 Aquintos 公司开发的一款用于实现电子电气架构设计构想的开发工具。其可以在不同的层面进行电子电气架构的建模。范围涵盖了拓扑、线束、电气逻辑、电力供应、功能网络、用户需求，以及各层面之间的映射关联。

其还提供了一种具有丰富属性信息的用于建立架构模型的专业图形语言。该语言由汽车工业方面的专家所开发。这种图形语言的本质是数据模型， 包括数百种类型和属性，并且分为各种层次（例如线束层、 功能网络层等）以满足不同的开发领域的要求。使用 PREEvision 中的图形或图表编辑工具，可以对 EEA 中所有重要的技术和成本方面的信息进行建模，PREEvision 提供直观的图形用户界面，如下图所示。

▲图1 PREEvision 图形用户界面

另外PREEvision还集成了变量管理系统，所谓的变量就是可以同时设计多个方案，以备比较和选择。

其方式是将整体模型分解成为多个子模型，为各个子模型建立多个备选方案，并进行重新整合，这样就能有效评估各种方案的优劣，并最终得到可靠的电子电气系统架构模型。

系统架构工程师根据一系列评价指标，包括重量、成本、总线负载率、耐久性等等，来评估最佳方案。同时，通过对标工作得到的结论也能用于新的评价指标的制定，为进一步的架构优化提供参考。

上面提到PREEvision将电子电气架构开发过程分为多个层次，每个层次都有专用的环境，如下图所示。

▲图2 PREEvision 设计层次划分

02.

需求层

需求层是用来描述什么功能将会被执行，一般由三部分组成Requirements、Customer Feature、FFN。

Requirements 以层次化的组织方式描述了需要在系统架构中实现的所有功能性及非功能性需求。

由于需求列表的层次结构与具体的开发流程相关，工具允许用户自定义需求包层次结构。并且自定义的属性和表格也可以在需求的映射图上显示出来。其还为第三方工具提供了功能丰富的导入和导出过滤器，例如DOORS、Excel。Requirement 一般用作工程设计的指导文件。如下图所示。

▲图3 需求编辑界面

Customer Feature模块用于描述客户所关心的车辆的配置信息。该模块一般用作市场信息的交互。

FFN 即特性功能网络。特性功能网络描述了一个系统功能的内部情况，包括因果链及其在系统内相互关系。下图就是特性功能网络描述图。

▲图 4 特性功能网络描述图

03.

逻辑功能架构

逻辑功能架构是用更好的技术了解系统的功能。它使模型独立与软件和硬件环境之外。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。

04.

系统软件架构

系统软件体系结构包含传感器，功能，技术相关的逻辑架构。在这一层的传感器是没有物理传感器的占位符，它只为一个驱动程序提供输入。纯软件架构的好处是一个明确分离的软件体系结构， 从而能与 AUTOSAR 更好的保持一致性。

05.

硬件系统架构

PREEvision 中的硬件系统架构包括三层内容：部件层、网络层和原理层。

部件层描述了组件的内容。包括部件与其它部件的组合关系，以及部件的内部节，如硬件模块、处理器单元、内存、逻辑接口等等。部件的内部结构是这一层的主要目的。即使这一层也可以显示部件之间的连接，通常称之为电气框图。

网络层描述各部件之间的逻辑连接方式，例如CAN, LIN,FlexRay, MOST, Ethernet等总线系统、传统连接、电源供应和地线连接。部件之间的所有连接都通过部件各自的连接器连接。每个连接可以有一个类型定义包含一些通用的属性。

▲图5 网络层 

原理层赋予网络层中的连接关系以电势属性。线路原理连接是电线、线缆等线束元件的基础。超声波焊接点，线束对接接插件的位置通常在拓扑图中定义。内部连接经常被用于显示内部细节的部件，比如保险丝和继电器。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。下图是典型的原理层图形。

▲图6 原理层

06.

线束层

逻辑层和原理层的连接关系都会在线束层实施。电线和电缆都会在这一层被细化。有关于线束的具体细节将会被加载到模型中。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）。线束部件的路由决定了拓扑图上电线和电缆的布局。

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。

线束除了电线和电缆以外，用于连接元器件也有很多。超声波焊接点在拓扑图上的位置，尤其是线束对接接插件的位置往往对线束的成本有较大影响，同时也是线束布局的变化点。电线和电缆的实际长度取决于底层拓扑。根据部件的位置，超声波焊接点的位置可能会有所不同，因此线束的布局也会根据实际的拓扑图而改变。

07.

拓扑层

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。之后可以得出整个线束的近似统计长度。下图就是典型的拓扑图。

▲图8 拓扑图

08.

功能映射

PREEvision 提供超过非常多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。如下图，不同的层与层之间通过映射联系到一起。

▲图9 不同层之间的映射

审核编辑 ：李倩