概述
智能汽車(chē)時(shí)代，車(chē)內(nèi)系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜性日益增強(qiáng)，對(duì)EE架構(gòu)、軟件開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通訊以及測(cè)試驗(yàn)證的能力和需求不斷提高，汽車(chē)正逐漸向開(kāi)放、軟件定義汽車(chē)的方向發(fā)展。為滿足復(fù)合型人才的需求，解決當(dāng)前學(xué)生工程開(kāi)發(fā)及實(shí)踐能力不足的問(wèn)題，需要與汽車(chē)行業(yè)實(shí)際的應(yīng)用進(jìn)行適配。經(jīng)緯恒潤(rùn)以量產(chǎn)車(chē)型電子電氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，推出與企業(yè)研發(fā)測(cè)試同步的面向教學(xué)科研的汽車(chē)電子電氣開(kāi)發(fā)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室，旨在從產(chǎn)業(yè)中來(lái)到教學(xué)中去，產(chǎn)教融合。
實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案——以行業(yè)需求為導(dǎo)向提高教育競(jìng)爭(zhēng)力
傳統(tǒng)的教學(xué)方式以基礎(chǔ)教育為導(dǎo)向，比如關(guān)注基礎(chǔ)理論教學(xué)，但缺少實(shí)踐。即使有實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是以與企業(yè)工程實(shí)踐脫節(jié)的實(shí)訓(xùn)為主。很難達(dá)學(xué)生所學(xué)即企業(yè)所需，但往往只有實(shí)驗(yàn)設(shè)備但不掌握設(shè)計(jì)過(guò)程，不了解過(guò)程設(shè)計(jì)方法和流程，學(xué)生往往也是知其然而不知其所以然，也很難提高競(jìng)爭(zhēng)力。
為了打破這種兩頭局面，經(jīng)緯恒潤(rùn)圍繞智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)電子電氣控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為目標(biāo)，以行業(yè)需求為導(dǎo)向，按照汽車(chē)行業(yè)“V”模式，導(dǎo)入從EE架構(gòu)設(shè)計(jì)到EE仿真測(cè)試驗(yàn)證全鏈路流程，引入行業(yè)主流的開(kāi)發(fā)工具與測(cè)試仿真設(shè)備。為教學(xué)科研建立完整的智能網(wǎng)聯(lián)實(shí)驗(yàn)室，讓師生團(tuán)隊(duì)掌握完成EE架構(gòu)開(kāi)發(fā)流程體系及驗(yàn)證方法，支撐后續(xù)應(yīng)用。
在行業(yè)視角下，整車(chē)電子電氣開(kāi)發(fā)會(huì)涉及到以下關(guān)鍵技術(shù)和過(guò)程：
· 整車(chē)電子電氣（EE）開(kāi)發(fā)
— EE架構(gòu)設(shè)計(jì)
— 功能安全開(kāi)發(fā)
— 信息安全開(kāi)發(fā)
— 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)開(kāi)發(fā)
— …
· 軟件開(kāi)發(fā)
— 基于AutoSar的基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)
— 嵌入式代碼集成
— 算法開(kāi)發(fā)
— 應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)
— …
· 硬件開(kāi)發(fā)
— 硬件開(kāi)發(fā)
— 硬件測(cè)試
· 軟件測(cè)試
— 代碼測(cè)試
— 性能測(cè)試
— 信息安全測(cè)試
— 合格性測(cè)試
— …
· 仿真測(cè)試
— 智能駕駛域仿真測(cè)試
— 動(dòng)力新能源域仿真測(cè)試
— 智能網(wǎng)聯(lián)域仿真測(cè)試
— …
· 基于實(shí)車(chē)的整車(chē)電子電氣測(cè)試
— 單部件及整車(chē)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試
— 整車(chē)功能測(cè)試
— 功能安全測(cè)試
— 信息安全測(cè)試
— …
圖1
整車(chē)電子電氣開(kāi)發(fā)流程
實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案——以整車(chē)廠量產(chǎn)車(chē)型開(kāi)發(fā)過(guò)程為基礎(chǔ)，構(gòu)建EE開(kāi)發(fā)與測(cè)試全鏈路智能網(wǎng)聯(lián)實(shí)驗(yàn)室
基于V模式的開(kāi)發(fā)流程是汽車(chē)電子行業(yè)主流的開(kāi)發(fā)模式，先進(jìn)的開(kāi)發(fā)模式保證了現(xiàn)代智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)在電子電氣復(fù)雜度越來(lái)越高的情況下開(kāi)發(fā)周期卻越來(lái)越短。
圖2
基于V模式的汽車(chē)電子電氣開(kāi)發(fā)
EE開(kāi)發(fā)及測(cè)試系統(tǒng)可以進(jìn)行如圖所示的流程：
· EE架構(gòu)設(shè)計(jì)是整車(chē)廠開(kāi)發(fā)的核心，一代EE架構(gòu)決定了圍繞這代架構(gòu)軟件、產(chǎn)品以及仿真測(cè)試。EE架構(gòu)先行，在整車(chē)開(kāi)發(fā)初期需要對(duì)整車(chē)功能進(jìn)行定義、功能實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)合虛擬整車(chē)要實(shí)現(xiàn)的功能點(diǎn)進(jìn)行定義劃分、開(kāi)發(fā)ECU控制器功能規(guī)范以及ECU控制器網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件，指導(dǎo)下游ECU開(kāi)發(fā)。
· 結(jié)合EE架構(gòu)中定義的目標(biāo)功能完成相關(guān)功能的功能安全開(kāi)發(fā)、信息安全開(kāi)發(fā)，輸出功能安全和信息安全設(shè)計(jì)需求規(guī)范，指導(dǎo)下游ECUs開(kāi)發(fā)。
· 對(duì)相關(guān)軟硬件平臺(tái)進(jìn)行選擇，根據(jù)功能架構(gòu)、功能安全、信息安全開(kāi)發(fā)定義內(nèi)容對(duì)相關(guān)控制器進(jìn)行底層驅(qū)動(dòng)、中間件、應(yīng)用層開(kāi)發(fā)，控制算法可以基于相關(guān)開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)，并與控制對(duì)象物理模型組成閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真(SIL)。
· 在開(kāi)發(fā)的初期階段，快速地建立控制對(duì)象及控制器模型，并對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行多次的、離線的及在線的試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證控制系統(tǒng)軟硬件方案的可行性。這個(gè)過(guò)程我們稱之為原型控制器驗(yàn)證。
· 開(kāi)發(fā)過(guò)程中關(guān)鍵的一步是把原型控制器工具形成的代碼移植成高效的品代碼并轉(zhuǎn)移到控制器硬件上，形成最終的控制器產(chǎn)品。
· 在產(chǎn)品上車(chē)之前，采用真實(shí)的控制器，被控對(duì)象或者系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境部分采用實(shí)際的物體，部分采用實(shí)時(shí)數(shù)字模型來(lái)模擬，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的仿真測(cè)試，這個(gè)過(guò)程我們稱之為硬件在回路仿真(HIL)。
測(cè)試臺(tái)架測(cè)試是保證車(chē)輛滿足設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵，包括臺(tái)架網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、功能測(cè)試、功能安全測(cè)試、信息安全測(cè)試。
從整車(chē)EE開(kāi)發(fā)過(guò)程維度各個(gè)過(guò)程/擬建設(shè)實(shí)驗(yàn)室的之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系如下：
圖3
實(shí)驗(yàn)室建設(shè)流程
配套課程方案
實(shí)驗(yàn)室建成后，用于支撐教學(xué)及科研任務(wù)，具體可支撐教學(xué)課程規(guī)劃如下：
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設(shè)備名稱
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可支撐教學(xué)任務(wù)內(nèi)容
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EE架構(gòu)開(kāi)發(fā)軟件
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1）EE功能架構(gòu)設(shè)計(jì)流程
2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)方案
3）Function list設(shè)計(jì)方法
4）功能分配設(shè)計(jì)及方案
5）子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
6）EE架構(gòu)開(kāi)發(fā)軟件實(shí)踐應(yīng)用
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EE網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)軟件
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1）網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)方法
2）網(wǎng)絡(luò)報(bào)文打包及ID分配原則
3）網(wǎng)絡(luò)DBC數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)方法
4）網(wǎng)絡(luò)通信工具的應(yīng)用
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功能安全開(kāi)發(fā)及測(cè)試
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1）功能安全開(kāi)發(fā)
2）功能安全測(cè)試驗(yàn)證
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信息安全開(kāi)發(fā)及測(cè)試
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1）信息安全開(kāi)發(fā)流程
2）信息安全功能開(kāi)發(fā)
3）信息安全測(cè)試驗(yàn)證
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AutoSAR
CP開(kāi)發(fā)
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1）AUTOSAR CP軟件架構(gòu)
2）各BSW模塊功能
3）AUTOSAR CP開(kāi)發(fā)流程
4）AUTOSAR CP工具鏈?zhǔn)褂?span lang="EN-US">
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基于模型設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)方法
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1）matlab/simulink工具介紹及MBD開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)
2）應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)流程
3）建模規(guī)范介紹
4）應(yīng)用軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)
5）結(jié)合具體的軟件開(kāi)發(fā)需求Demo講解應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程
6）應(yīng)用軟件單元測(cè)試基礎(chǔ)
7）結(jié)合具體的Demo講解應(yīng)用軟件單元測(cè)試過(guò)程
8）代碼自動(dòng)生成
9）應(yīng)用軟件功能調(diào)試和標(biāo)定
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測(cè)試實(shí)驗(yàn)室—智能駕駛HIL
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1）智能駕駛HIL工作原理
2）智能駕駛HIL硬件組成及信號(hào)流
3）HIL基礎(chǔ)軟件操作
4）復(fù)雜多體車(chē)輛動(dòng)力模型學(xué)習(xí)
5）場(chǎng)景引擎工作原理學(xué)習(xí)
6）智能駕駛傳感器原理學(xué)習(xí)
7）智能駕駛常見(jiàn)感知定位算法學(xué)習(xí)
8）智能駕駛域控功能規(guī)范解讀
9）智能駕駛相關(guān)法規(guī)學(xué)習(xí)
10）智能駕駛域控與HIL的開(kāi)環(huán)調(diào)試方法
11）智能駕駛域控與HIL的閉環(huán)調(diào)試流程和方法
12）測(cè)試?yán)碚?span lang="EN-US">
13）OpenX 標(biāo)準(zhǔn)體系學(xué)習(xí)
14）靜態(tài)場(chǎng)景搭建方法學(xué)習(xí)
15）動(dòng)態(tài)場(chǎng)景搭建方法
16）動(dòng)態(tài)場(chǎng)景調(diào)試
17）自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程策劃
18）自動(dòng)化測(cè)試用例腳本搭建
19）自動(dòng)化測(cè)試腳本調(diào)試
20）自動(dòng)化測(cè)試腳本執(zhí)行報(bào)告生成、報(bào)告分析
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測(cè)試實(shí)驗(yàn)室—網(wǎng)聯(lián)HIL
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1）智能駕駛HIL工作原理
2）智能駕駛HIL硬件組成及信號(hào)流
3）V2X標(biāo)準(zhǔn)解讀
4）TBOX功能規(guī)范解讀
5）TBOX與HIL的開(kāi)環(huán)調(diào)試方法
6）TBOX與HIL的閉環(huán)調(diào)試方法
7）靜態(tài)場(chǎng)景搭建方法學(xué)習(xí)
8）動(dòng)態(tài)場(chǎng)景搭建方法
9）動(dòng)態(tài)場(chǎng)景調(diào)試
10）自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程策劃
11）自動(dòng)化測(cè)試用例腳本搭建
12）自動(dòng)化測(cè)試腳本調(diào)試
13）自動(dòng)化測(cè)試腳本執(zhí)行報(bào)告生成、報(bào)告分析
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測(cè)試實(shí)驗(yàn)室—VCU HIL
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1）VCU HIL原理
2）VCU HIL硬件組成及信號(hào)流
3）VCU HIL硬件原理
4）VCU HIL軟件操作
5）車(chē)輛縱向動(dòng)力學(xué)原理學(xué)習(xí)
6）VCU功能規(guī)范解讀
7）VCU 與HIL的開(kāi)環(huán)調(diào)試方法
8）VCU 與HIL的閉環(huán)調(diào)試流程和方法
9）測(cè)試?yán)碚?span lang="EN-US">
10）自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程策劃
11）自動(dòng)化測(cè)試用例腳本搭建
12）自動(dòng)化測(cè)試腳本調(diào)試
13）自動(dòng)化測(cè)試腳本執(zhí)行報(bào)告生成、報(bào)告分析
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測(cè)試實(shí)驗(yàn)室—BMS HIL
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1）BMS HIL工作原理
2）BMS HIL信號(hào)流
3）BMS 常見(jiàn)傳感器工作原理與HIL模擬方法
4）動(dòng)力電池基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)
5）動(dòng)力電池模型原理學(xué)習(xí)
6）BMS功能規(guī)范解讀
7）BMS 與HIL的開(kāi)環(huán)調(diào)試方法
8）BMS 與HIL的閉環(huán)調(diào)試流程和方法
9）測(cè)試?yán)碚?span lang="EN-US">
10）自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程策劃
11）自動(dòng)化測(cè)試用例腳本搭建
12）自動(dòng)化測(cè)試腳本調(diào)試
13）自動(dòng)化測(cè)試腳本執(zhí)行報(bào)告生成、報(bào)告分析
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測(cè)試實(shí)驗(yàn)室—MCU HIL
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1）MCU HIL工作原理
2）MCU HIL信號(hào)流
3）MCU 常見(jiàn)傳感器工作原理與HIL模擬方法
4）電機(jī)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)
5）電機(jī)控制理論學(xué)習(xí)
6）電機(jī)模型原理學(xué)習(xí)
7）MCU功能規(guī)范解讀
8）MCU與HIL的開(kāi)環(huán)調(diào)試方法
9）MCU與HIL的閉環(huán)調(diào)試流程和方法
10）測(cè)試?yán)碚?span lang="EN-US">
11）自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程策劃
12）自動(dòng)化測(cè)試用例腳本搭建
13）自動(dòng)化測(cè)試腳本調(diào)試、自動(dòng)化測(cè)試腳本執(zhí)行報(bào)告生成、報(bào)告分析
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測(cè)試實(shí)驗(yàn)室—底盤(pán) HIL
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1）底盤(pán) HIL工作原理
2）底盤(pán) HIL信號(hào)流
3）底盤(pán)臺(tái)架組成和原理學(xué)習(xí)
4）底盤(pán)常見(jiàn)傳感器工作原理與HIL模擬方法
5）車(chē)輛動(dòng)力學(xué)理論學(xué)習(xí)
6）底盤(pán)域控功能規(guī)范解讀
7）底盤(pán)域控與HIL的開(kāi)環(huán)調(diào)試方法
8）底盤(pán)域控與HIL的閉環(huán)調(diào)試流程和方法
9）測(cè)試?yán)碚?span lang="EN-US">
10）自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程策劃
11）自動(dòng)化測(cè)試用例腳本搭建
12）自動(dòng)化測(cè)試腳本調(diào)試
13）自動(dòng)化測(cè)試腳本執(zhí)行報(bào)告生成、報(bào)告分析
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預(yù)期收益
· 人才培養(yǎng)
— 通過(guò)全鏈路的電子電氣開(kāi)發(fā)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了與企業(yè)研發(fā)同步的研發(fā)測(cè)試平臺(tái)，做到所學(xué)即所用，與企業(yè)無(wú)縫銜接，提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
— 通過(guò)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，院?？梢詾閷W(xué)生提供更加真實(shí)的實(shí)踐環(huán)境。學(xué)生可以在該平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，更好地理解和掌握系統(tǒng)的原理、技術(shù)和應(yīng)用。這種實(shí)踐機(jī)會(huì)可以提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
— 實(shí)驗(yàn)室可以促進(jìn)跨學(xué)科的交流和合作。系統(tǒng)涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子工程、車(chē)輛工程等。通過(guò)建設(shè)這樣的平臺(tái)，院校可以促進(jìn)不同學(xué)科之間的交叉融合，讓學(xué)生更好地理解和掌握跨學(xué)科的知識(shí)和技能。
— 實(shí)驗(yàn)室還可以為院校的人才培養(yǎng)提供有力的支撐。通過(guò)這種平臺(tái)，院?？梢蚤_(kāi)展更加深入、系統(tǒng)的人才培養(yǎng)活動(dòng)，如課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目等。
· 學(xué)科建設(shè)平臺(tái)及科研平臺(tái)
— 建設(shè)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)可以促進(jìn)學(xué)科專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。整車(chē)電子電氣一直是近年來(lái)新能源汽車(chē)和智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的發(fā)展的重點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)，各個(gè)環(huán)節(jié)都具有很強(qiáng)的技術(shù)性和應(yīng)用性。通過(guò)建設(shè)專門(mén)的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，院校可以更好地滿足學(xué)生對(duì)汽車(chē)開(kāi)發(fā)，仿真測(cè)試系統(tǒng)學(xué)習(xí)和實(shí)踐的需求，促進(jìn)該學(xué)科的發(fā)展和壯大。
— 實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)可以提高院校在新能源和智能網(wǎng)聯(lián)EE架構(gòu)開(kāi)發(fā)能力、汽車(chē)控制器開(kāi)發(fā)及仿真的科研水平。通過(guò)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，院校可以吸引更多的科研人員和專家學(xué)者參與相關(guān)研究，開(kāi)展前沿技術(shù)研究和應(yīng)用推廣，提升自身的科研水平和競(jìng)爭(zhēng)力。
— 實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)還可以促進(jìn)院校與企業(yè)的合作和交流。通過(guò)這種平臺(tái)，院校可以與汽車(chē)制造企業(yè)、零部件供應(yīng)商等相關(guān)企業(yè)進(jìn)行更加緊密的合作，共同開(kāi)展技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣。同時(shí)也可以為院校帶來(lái)更多的科研項(xiàng)目和資金支持。
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