東芝模型化開發的新型模擬技術將汽車半導體的驗證時間縮短約90%
2021年9月21日
東芝電子元件及存儲裝置股份有限公司
東京—東芝電子元件及存儲裝置股份有限公司（“東芝” )開發了一種模型化開發(model-based development, MBD)模擬技術，可將汽車半導體的驗證時間縮短約90%。[1]該技術使汽車設備開發人員能夠快速評估使用東芝汽車半導體的設計，從而有助於縮短開發時間。
隨著電動汽車的普及和先進駕駛輔助系統成為標準，汽車設備變得越來越先進和複雜。模型化開發是一種使用軟體來即時模擬模型和評估性能的開發方法，可幫助產品開發人員完善複雜的設計流程。在汽車產業，MBD能夠在製造原型之前同步推動設計和驗證，為開發進步做出貢獻。
MBD將功能分成若干區塊，並透過連接每個區塊來驗證車輛的整體行為。熱量和電磁干擾(EMI)是評估汽車設備性能的基本參數，驗證這兩個參數需要包含單一模組中半導體行為的詳細模擬模型。然而，隨著模型變得更加詳細和精確，驗證時間也越來越長。
東芝仔細研究了其當前汽車設備的評估和驗證技術。電動輔助轉向等子系統包括以微秒為單位工作的半導體電子電路，以及以毫秒為單位工作的機械元件、齒輪和軸。東芝目前的技術以微秒為基礎同時模擬電子電路和機械元件，但這會導致機械元件中出現大量不必要且耗時的計算。這項技術也很複雜，因為它採用了SPICE模型（積體電路用模擬程式），該模型定義了100多個用於半導體行為模擬的參數。
東芝的新建模技術Accu-ROMTM能夠分別計算電子電路和機械元件。它首先驗證機械元件，然後簡化機械元件的模型，最後驗證包括電路在內的整個系統。這種方法消除了不必要的計算。在評估電路時，該模型會根據SPICE模型自動產生超高速積體電路硬體描述語言-類比混合信號(VHDL-AMS)模型。VHDL-AMS模型能夠將驗證範圍限制在熱量和EMI噪音等基本參數上，從而縮短驗證時間。例如，使用東芝當前技術驗證動力轉向系統需要32小時51分鐘，而新技術只需3小時27分鐘[1]。
東芝將利用這項新技術促進高散熱和低噪音汽車半導體的發展，並為客戶提供更易於使用東芝產品的開發環境。除了汽車應用外，東芝還將半導體中的這項新技術用於其他應用，如工業設備和家用電器。
使用新技術的模擬結果
注
[1] 汽車電動輔助轉向系統右轉彎時三相逆變器電路模擬驗證時間，持續時間為6秒。
* Accu-ROM™是東芝電子元件及儲存裝置株式會社的商標。
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