汽車的電氣化是20世紀初以來這個行業(yè)最根本性的變化。我們已經(jīng)見證了過去10多年來電子類子系統(tǒng)在常規(guī)的車輛中的擴散，同時對混合動力和純電動汽車的增長性預測將給汽車半導體市場帶來顯著推動。

　　僅僅電子控制單元（ECU） 一個市場的規(guī)模在2010年就已經(jīng)接近480億美元，比2009年大約增長了29%?？傮w上來看，預計到2015年電子類汽車部品所占的比例每年都將以略低于8%的速度增長。一些應用領域預期將會出現(xiàn)超高的增長（超過50%），這些領域包括純電動汽車、平視顯示器、睡意檢測、LED 照明、停車/啟動、車道偏離警告和盲點監(jiān)控。在2010年時，電子系統(tǒng)和軟件的成本已占通用燃油動力汽車總成本的30%，在混合動力和電動汽車的總成本中占據(jù)了65%。

　　汽車電氣化是汽車制造商創(chuàng)新的關鍵。本文針對一個用于虛擬設計的平臺，分析了設計團隊所面臨的挑戰(zhàn)和他們所需的關鍵品質。

　　關鍵的電氣連接

　　駕駛者的體驗（包括安全性、舒適性、生態(tài)和經(jīng)濟性）——汽車及其乘客間聯(lián)系的紐帶 —— 已經(jīng)變得與汽車作為交通工具這一目的同樣重要。該行業(yè)在過去20～30年一直專注于如何使車輛更加人性化。因此，電氣子系統(tǒng)支撐了很多汽車系統(tǒng)的功能。人與車之間的一些關鍵的聯(lián)系因素（包括已投入生產(chǎn)的和正在研究的兩方面）包括：

　　●駕駛員舒適性和娛樂領域的電氣化；

　　●動力系統(tǒng)的電氣化以降低排放；

　　●導航、GPS、云導航等對即時信息的獲得；

　　●電力架構和功耗最小化；

　　●臨近車輛間安全駕駛，標識/行人/分道線識別，以及不必需要駕駛員的自動駕駛。

　　要實現(xiàn)上述這些連接使汽車變得更復雜，究竟多么的更加復雜，可以從汽車工程師設計的軟件的數(shù)量分辨端倪。

　　汽車系統(tǒng)正在開始接近現(xiàn)代操作系統(tǒng)所包含的同等級的軟件復雜性——都是令人吃驚的5000萬行到3億行代碼。事實上，汽車系統(tǒng)實際上遠比其更復雜，因為汽車機械電子系統(tǒng)的相互作用要遠比一臺電腦更重要。汽車可以殺死你，而電腦可能不會。

　　系統(tǒng)挑戰(zhàn)

　　在2010年美國汽車工程師協(xié)會SAE）國際大會上，來自本田、通用汽車、福特、寶馬、克萊斯勒、標致雪鐵龍和豐田的頂級工程師參加了一個“汽車制造商論壇”圓桌會議，在此間確定了汽車設計的主要系統(tǒng)挑戰(zhàn)。它們是：

　　功能和軟件配置及驗證：這項工作是當今汽車設計的核心。它涉及確定車輛的功能，并將其分配給相應的硬件和軟件資源。

　　系統(tǒng)工程和仿真：汽車工程師必須為實現(xiàn)電氣化而重新設計車輛中的每個系統(tǒng)。

　　發(fā)電、管理和發(fā)送：汽車的核心系統(tǒng)依然是電力的產(chǎn)生、管理和消耗，其范圍也正在被擴展到包括動力系統(tǒng)等。

　　我們以下將更詳細地討論上述三個挑戰(zhàn)。

　　功能和軟件配置及驗證

　　汽車系統(tǒng)工程師面對的關鍵挑戰(zhàn)不只是增加可靠性，軟件使問題變得更困難。制造不發(fā)生系統(tǒng)崩潰的汽車、為駕駛員提供信息而不引起分心、并且無污染，是這個行業(yè)所面對的最重大的系統(tǒng)工程挑戰(zhàn)。最重要的是，該行業(yè)的成功取決于對這些汽車是否有足夠的需求，這就意味著設計團隊需要不斷地頂著壓力去找到最新的“炫酷因素”。系統(tǒng)設計的本質就是設計一個與各個物理系統(tǒng)互動的分布式計算系統(tǒng)，然后在這個分布系統(tǒng)上定義和影射軟件。

　　當車輛中的每一個ECU都影射到一個單項的功能，并且ECU/軟件被都做成一個“黑盒子”交付時，這個任務就更加直接——這是一種意味著在現(xiàn)今的高端汽車上通常都能找到100多個ECU的方法。為減少ECU的數(shù)量，現(xiàn)有的技術可以將多種功能整合到一個ECU 中。而各項功能的復雜性也已增加，以至于多個ECU 必須通過協(xié)作來實現(xiàn)高級功能，諸如自動停車或防碰撞等功能就必須溝通和控制多個子系統(tǒng)。