1.4.5 控制器硬件和軟件開發技術

1. 控制器硬件開發技術

隨著集成電路設計與制造技術的不斷發展，集成芯片的功能越來越強大，硬件方案也逐漸多樣化。軟件設計的重要性逐漸提高，但硬件電路設計的重要性不容忽視。軟件設計得再完美，若硬件電路設計不合理，系統的性能也將大打折扣，嚴重時甚至不能正常工作。硬件的安全設計在整個產品開發流程中是必不可少的重要環節，因此在硬件設計初期就需要將安全設計的理念融入設計的整個過程中。

硬件電路的設計一般分為設計需求分析、原理圖設計、印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB）設計、工藝文件處理等幾個階段。

1）在需求分析階段，著重考慮硬件方案的可實現性，充分了解當前市場方案以及芯片資源。

2）在原理圖設計階段，著重考慮關鍵電路的容錯率以及失效后的保護機制，可以對部分功能電路進行電路仿真，以驗證與理論是否相符。

3）在PCB設計階段，要著重考慮電源布局的合理性以及關鍵信號的抗干擾性，如有必要應建立模型進行信號完整性（Signal Integrity，SI）和電源完整性（Power Integrity，PI）的仿真，根據結果調校布線及原理參數。在布線完成后，需要對個別元器件、布線、覆銅、疊層等間距進行既定規則的循環冗余校核（Cyclic Redundancy Check，CRC）檢查，修正優化設計。

4）在工藝文件處理階段，需要著重考慮光學定位點、絲印、文字以及過孔（Vertical Interconnect Access，VIA）的位置及大小，確保能達到生產貼片以及后期維修識別的工業要求，最終需要在絲印層添加好硬件的版本及品牌等信息。

2. 控制器軟件開發技術

在智能化趨勢下，傳統分布式電子電氣架構開始向域集中式架構轉變，對大量相同功能的ECU進行整合，交由域控制器進行統一的管理調度，使軟件能夠獨立于底層硬件進行上層軟件的開發，實現軟硬件解耦范圍的進一步擴大。

在軟硬件解耦趨勢下，汽車計算平臺正從“信號導向”向“服務導向（Service Ori-ented Architecture，SOA）”轉變。基礎硬件與嵌入式軟件的傳統強耦合關系被打破，底層基礎軟件與上層應用軟件開始呈現標準化、相互獨立、松耦合的特點，意味著在修改或新增某一軟件功能時，只需對上層服務組件進行代碼編寫，不需要進行底層軟件重復開發，提高軟件開發效率。

基礎軟件用于實現汽車系統軟硬件解耦，為后續汽車系統服務提供可復用、穩定的軟件支撐，其架構與性能直接影響上層應用的開發效率和質量，幫助實現上層軟件的多功能應用與創新發展，帶動汽車技術的革新與產品差異化發展，成為智能汽車產業發展的關鍵一環。基礎軟件在汽車中具有如下特點：可維護，可升級，可實現功能與信息安全和故障隔離等，提高了整車開發的效率，為上層多元的應用軟件開發提供了通用化平臺，成為“軟件定義汽車”中不可或缺的中堅力量。

應用軟件建立在基礎軟件基礎上，基礎軟件通過統一應用軟件接口為應用軟件提供調用和服務。應用軟件的開發和運行可以不依賴具體傳感器和車型。不同的市場參與方（包括政府主管機構、主機廠、供應商、高速路或停車場等交通設施管理者和個人）都可以開發應用。應用可以被打包、部署、啟動、調度和升級。應用程序的功能可通過用戶、路端以及云端來定義，并通過應用場景觸發。借助基礎軟件層的支撐，應用程序的開發將向輕量化方向發展，越來越聚焦在業務邏輯本身所決定的規則制定上。