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软件界说硬件可能是最终的左移门径，因为芯片联想比以往任何时候齐更接近竟然的协同联想，潜在容量镶嵌硬件，更强硬的功能通过无线或软件更新提供。这标记着追求更低功耗的又一跨越，这一跨越具有创新性，颠覆了基于模子的系统工程 (MBSE：model-based systems engineering)的传统不雅念。
Arteris家具管束与计谋营销高等总监 Guillaume Boillet 暗示：“软件界说硬件是 ASIC 与 FPGA 联想的中间点。关于需要常常再行竖立打算的场景，这是一种绝顶有眩惑力的科罚决策。它的使用在算法快速发展的限制绝顶有眩惑力。如今，它关于国防、物联网和东谈主工智能应用也格外紧要。”
传统上，软件和硬件是分开设备的，然后集成在沿途。软件界说硬件从联想过程一启动就科罚了集成问题。软件界说系统所需的功能，而硅片必须具有裕如的可塑性，以便联想团队针对该功能优化硬件。
西门子 EDA营销总监 Neil Hand 暗示：“在当代软件界说家具中，算法险些界说了电子和物理系统的各个方面。在信息物理系统中，软件决定硬件选用、电子选用，决定一切。从最早期的系统架构启动，EDA 就有助于量化算法剖析为物理系统和电子系统的过程。然后，当你剖析电子部分时，你会看到合成职责负载，以了解要作念出的选用。”
这为芯片架构的更多定制和优化灵通了大门，这关于日益特定于限制和异构性的前沿联想来说尤为必要。Cadence 家具管束总监 Rob Knoth 暗示：“当今，您不错在软件界说的环境中完成已往不可能完成的任务。您不错对新情况作念出反馈，并添加最初未主见的功能，这格外强硬。”
向左转，转动念念维形态
在这个新天下里，需要转动的不单是是联想有辩论。据《破费者论述》报谈，汽车的平均寿命当今已达到 20 万英里。
Arteris 的 Boillet 暗示：“延伸的破费家具升级周期和长达十年的汽车电子家具使用寿命无疑鼓动了 SDH 门径的收受。”
事实上，汽车行业正在从软件和硬件生命周期齐很短的念念维模式转动为更倾向于天外/军事念念维模式，硬件升级老本立志，拦阻小觑。普通破费者不太可能只是因为制造商试图鼓动 ADAS 升级而购买新车。
Hand 暗示：“若是有必要，你不错更换一张卡，这么诞生就不错领有一个新接口，而不消转变汇集堆栈。举例，在汽车中，你不错更新其中一个 ECU，使其更强硬。事实上，你以致不错看到一些照旧上市的特斯拉汽车，天然全自动驾驶硬件需要硬件更新，但它仍然是一个软件界说的系统。”
但破费者会去经销商处升级硬件些许次？这可能是一个莫得实质敬爱敬爱的问题，因为也有凭证标明，电气化进度的培植可能会裁汰汽车的使用寿命（从六位数的里程预计来看）。这等于软件界说架构的上风不言而谕的所在。
“你不消购买一辆全新的汽车，只需支付订阅费即可解锁新功能，”诺斯说。“想想这对制造总老本的影响。若是制造商不消在仓库中调遣库存单元，它不错带来广阔利润，同期还不错减少对环境的影响，因为破费者不会扔掉旧诞生，而且它不错更好地职责。跟着算法根据来自谈路上更多汽车的更多进修数据变得愈加智能，安全性将远远杰出购买汽车时的水平。”
另一个问题，尤其是出于安全研讨，是平方而赶紧的收受。操心千千万万的破费者在零日罅隙出现之前莫得升级浏览器是一趟事。而操心千千万万的车主莫得进行软件/硬件调遣检查则是另一趟事。
“若是你的诞生是软件界说的，那么就意味着不错格外秘密地探访操作该诞生的通盘功能，包括允许无线更新来再行编程，”诺斯说。“你必须在每一步齐研讨安全性，因为你刚刚灵通了一个强大的后门。”
不外，软件界说硬件（尤其是软件界说汽车）的安全性裂缝可能与安全性优点相匹配。“你不错对最初莫得主见的新功能作念出反馈。跟着算法基于来自谈路上更多汽车的更多进修数据而变得愈加智能，安全系统不错超越破费者购买汽车时的水平，”诺斯说。
通盘生态系统的联想决策
从设备的角度来看，联想选用必须超越只是均衡硬件/软件的衡量，还要研讨机械问题。“举例，你的汽车有蹙迫制动或防行东谈主制动功能，”Hand 说。“若是你构建了该联想的数字孪生，而且在测试它时发现你将错过一米的制动距离 - 而且汽车当今停在碰撞测试假东谈主上而不是停驻来 - 你有好多选用。你不错使用更大的刹车、更强的液压系统、更快的实践器，以致更好的传感器和更快的打算速率来省俭这几毫秒。这成为一种衡量，而且该联想环境的通盘生态系统需要共同竭力来找到最有用的科罚决策，因为服从可能标明它最佳通过机械形态科罚，而不是通过软件或硬件。”
这种门径在半导体行业并不荒僻，但在其他行业可能会有天地之别的看法。“许多机械系统公司才刚刚启动学习更多咱们半导体行业觉得理所天然的期间，”Knoth 说。“咱们坐褥的系统在互相作用上极其复杂，咱们粗略在制造之前模拟通盘这些。若是你是一个物理系统的制造商，而且想要启动向左出动，那么你就需要在联想过程的早期就领有更多可用的东西，并使用更多的援助器具，举例 CFD 建模和数字孪生。这些行业还有好多东西需要比传统行业更早熟练，这会让事情变得极具挑战性。你将在一个已往从未需要过的系统中加多广阔的老本、复杂性和风险。”
这也意味着要再行研讨可靠性，这可能需要更多的自我监控来检测诞生中的问题，而这些诞生的使用寿命不错通过软件更新延伸。这诈欺了一些为容错汽车硬件设备的期间，并使用东谈主工智能进行预计性调遣。
“你执有某件物品的时期越长，可靠性就越令东谈主担忧，”诺斯说。“此外，物品的安全要求越高，可靠性就越令东谈主担忧。因此，跟着电子家具越来越普及——不管是投入自动驾驶汽车或工业自动化等更安全的应用限制，如故你操心电子垃圾并试图让东谈主们更万古期地执有他们的诞生——你就越需要研讨可靠性。天然软件界说的趋势似乎会使可靠性变得更糟，但它实质上不错有所匡助，因为你当今假定家具将使用更万古期。诞生上的软件不错汇集和诈欺数据，在诞生可能磨损时向你发出早期告诫，并主动提供料想调遣的信息，或者关闭一些可能看起来像它们所运行的硬件启动磨损的功能。破费者可能不会获取那么多花哨的功能，但中枢诞生仍然不错职责。咱们已与该限制的一些合营伙伴伸开合营，诈欺诞生上的传感器、轻量级智能家具会诊和东谈主工智能来匡助感知数据中的模式。通盘这些齐有助于尽可能地退缩可靠性问题。”
可靠性和可彭胀性需要进行非粗造的联想打算，以细则哪些是有用的格外功能，哪些只是糜掷的过度联想。数字孪生不错在这方面提供匡助，因为它们允许交互式建模和更新。芯片组也不错通过提供模块化和无邪性来已毕这小数。如今，基于芯片组的参考历程和联想允许进行更多模块化系统架构探索，包括创建软件数字孪生，以便不错诈欺更多的模拟、软件设备、软件测试和其他期间。
以喷气发动机为例。“数字孪营业味着每个具有特定序列号的特定发动机在总部齐有一个模子在运行，” Ansys家具营销总监 Marc Swinnen 解释谈。“每次飞机升起和降落时，通盘这些信息齐会被发还并输入到模子中，因此他们不错根据飞机航行的频率和航行要求预计发动机何时出现故障。”
在软件界说的硬件环境中，该信息可用于创建无线更新。
这等于软件界说硬件在汽车联想中如斯杰出的原因之一。“在 2024 年汽车打算大会上，梅赛德斯展示了‘自动驾驶单元’（ADU）的成见，这是一种开脱传统打算块拼装、充分诈欺异构架构的门径，”Synopsys 计谋技俩、系统科罚决策实践总监 Frank Schirrmeister暗示。
它还加多了对镶嵌式 FPGA (eFPGA) 期间的讲理。“在最近的 Chiplet 峰会上，有计划的要点是保留一些契约层、片上汇集 (NoC) 适配器和 Chiplet 的 eFPGA 区域中的一些实质功能，”Schirrmeister 说。“其中一个原因是在快速发展的 Chiplet 接口环境中面向改日，将最终竖立留给软件。时期会发挥一切。”
跟着期间的抑制发展，基于芯片的参考历程和联想照旧粗略进行愈加模块化的系统架构探索，包括创建软件数字孪生，以便实践更多的模拟、软件设备、软件测试和其他期间。
Boillet 暗示：“若是多芯片生态系统高贵发展的愿景成为执行，那么不错期待主流芯片动作软件界说的硬件构建模块以及关连的软件可重构科罚决策的出现。这可能会加快最初科罚决策的法式化。”
再行念念考 MBSE
向软件界说硬件的转动也激励了东谈主们对传统 MBSE 的再行念念考。
“如今基于模子的系统工程照旧不再适用，因为软件组件的兴起，”西门子的 Hand 说谈。“咱们将其称为‘基于模子的电子系统工程’，因为电子成见处于堆栈的顶部。它不再是剖析。它是通盘不同系统的执续协同联想，因为任何变化齐可能影响任何其他系统，你无法忽略它们。若是你比及进行传统的剖析、实施、集成和测试，那就太晚了。”
在基于模子的系统中，联想汽车的联想师知谈需要哪些组件、参数和其他硬件/性能要求，通盘这些齐不错通过系统建模软件进行追踪。有了这些法式元素以及特定要求（举例某个州或国度的排放章程），联想师就不错决定所需的组件，并对其功能过甚若何融入通盘系统作念出黑箱假定。
Hand 暗示：“传统上，在系统联想中，你要确保知足需求，只须知足了，天下就会变得好意思好。但在软件界说硬件的新执行中，当软件组件过多时，这个过程就会启动崩溃。当今，你要在历程的后期将软件与硬件集成，唯有当时你才能意志到问题。但若是你只是在飞机无法正确戒指名义时才意志到问题，那么概述等于行欠亨的。在软件界说的系统中，需求自己会驱动一组系统管束需求，这些需求遍布通盘诞生。这反过来可能会带来格外的系统管束需求。举例，汽车有电板管束，它有戒指电板的电子诞生，然后影响电板自己，进而影响封装，进而影响底盘联想。电板管束中的软件幽微变化可能会平直影响底盘联想，因此你不成再概述初级模块，因为初级模块的变化可能会转变顶级联想要求。”
为了科罚这一新挑战，电子工程必须同期相接通盘这些限制。“你不成将它们串行化，”汉德说。它们齐在并行职责，但你必须将它们再行组合在沿途。当你启动投入这些基于模子的电子系统时，你会从平台到打算再到 3D-IC 进行剖析，你需要一种门径来将需求一直推下去，同期确保技俩仍然按预期运行。你有一个架构模子，它是你的黄金模子，然后投入一组需乞降参数，咱们称之为考证拿获点。然后，当你向下推时，它们保执一致。但你检查的是端倪特定的。
因此，你不错启动采纳这么的想法：“不管我在测试什么，它齐会插入这个合座建模环境，这使咱们粗略了解咱们在职何给定点的位置以及通盘系统是若何组合在沿途的。” Cybertronic 系统的理念是，软件、硬件、电气系统、机械系统和多限制物理的交融将鼓动系统的发展，你必须启动全面扫视它们。你不错通过构建数字孪生来已毕这小数。一朝你有了数字孪生，你就需要跨多个限制进行考证可纪念性。这是跨通盘不同系统的执续协同联想，因为任何变化齐可能影响任何其他系统，你不成忽略它们。若是你恭候按照传统法例实践传统要道，那就太晚了。”
数据管束过甚他影响
将通盘这些限制料想在沿途的是数据，这就引出了数据管束的天下。“若是我要考证 2,000 个需求，那么有些需求我不错在模拟中考证，但无法在硬件测试中考证，因为我无法探伤硬件芯片的每个点，”Keysight 新机遇业务司理 Chris Mueth 说。“这很不菲。有些东西在硬件测试限制进行考证更有敬爱敬爱，因为模拟需要很万古期。因此，大多数考证法式齐具备这两个元素，它们从中取出一部分数据，试图将数据强迫在沿途并使其有敬爱敬爱。他们还但愿作念的是将通盘东西齐推到左边，并在联想考证中作念更多职责，因为一朝启动制造某些东西，老本就很不菲。根据咱们进行的窥探，不祥 95% 的受访客户暗示他们但愿将联想和硬件测试服从关联在沿途，但当今他们要处理一组指数级的数据。在这两个空间之间，当你将这个过程数字化并投入造谣硬件天下时，你和会过职责流以数字景况传递需求、主见、历程和 IP。当你转头时，你会从模拟、测试中获取广阔服从数据，你正在进行分析和建模。这些东西会飞回到造谣景况来更新这些系统。”
下流东谈主员能用这些数据作念什么？“一部分是更新这些模子，”Mueth 说。“另一部分是关联并确保我的联想和测试服从匹配。若是它们不匹配，我就会遭受大穷困。要么是我莫得正确建模，要么是联想出了问题，我最佳弄泄露。咱们有许多客户暗示，若是他们错过了关联，他们会住手通盘历程，直到他们弄泄露发生了什么。是以这小数格外紧要。然后，将这些事情料想在沿途，你不错通过工程生命周期管束来完成，并跨不同层进行职责。在职务级别，我可能会处理任务的功能需求，‘若是我的通话在给定的通讯场景中中断若何办？’而在好多 EDA 公司参与的子系统限制，他们大多会说，‘给我电气或机械要求，我会模拟它。’这是一个端倪结构堆栈，它跨不同限制职责。关于系统中的数据分析，您需要处理多个学科，包括机械、软件、电气。在哪里生成和汇集的所非常据齐需要进行分析。”
还有其他问题需要研讨。“从历史上看，有多个独到主见进行硬件/软件协同联想，”Boillet 说。“今天，跟着对称多处理和可竖立提醒集彭胀（如 RISC-V）的出现，越来越多的主流历程正在出现，以使硬件合适软件职责负载。在电子回复主见 (ERI) 的配景下，DARPA 也为若何已毕软件界说的硬件作念出了孝顺。一般来说，最终的联想是强大的处理器结构，这些结构需要高度可竖立的互连。”
还有一个紧要身分也拦阻淡薄。“软件界说的硬件可竖立性也会影响在再行界说的硬件上实践的软件，”Schirrmeister 说。“在某种进度上，这两项齐需要领悟并互相当合。因此，更有用地更新和管束所需的硬件概述层将成为一个紧要主题。”
论断
最佳通过聚积半导体学问和限制学问来科罚软件界说硬件的挑战，并不错模仿繁多制造商的其他门径。
“咱们齐积极地想要科罚这个问题。若是你在汽车 OEM 职责博鱼中国官网，你不消我方想办法。你不错望望其他行业，”Knoth 说。“这不是一件小事，但关于联想挑战来说，这是一个引东谈主入胜的限制。这是一个秀雅的问题，因为打算系统、线束、传感器，通盘这些齐会在通盘应用法式中产生四百四病。而且，你需要一个格外精确的水晶球才能知谈你在哪些方面是面向改日的，哪些方面只是在培植汽车的老本。”