实现更快的连接:Ansys如何帮助哈曼加速互联汽车技术性能

便携式数字技术的普及迅速改变了我们的生活。如果你想查看电子邮件，知道你走了多少步，或者确定最近的星巴克，你可以用笔记本电脑，苹果手表，iPad或智能手机来找到这些。与此同时，5G和自动驾驶的出现正在加速人们对超高速、低延迟性能和多重连接的期望，无论我们身在何处，包括在我们的车辆中。

司机和他们选择的所有人都在寻找从家到车辆和目的地的无缝过渡，同时又不影响他们的数字生活方式。在Ansys的帮助下，作为互联汽车技术的全球领导者和创新者，哈曼正在提供实现这一体验所需的硬件和软件服务。

哈曼数字座舱产品开发总监弗兰克•吉辛格(Frank Gitzinger)表示:“汽车的乐趣已经从方向盘后面的实际驾驶体验，转变为你在车内的各种喜好，继续你的生活方式体验。”“理想情况下，在家里播放你最喜欢的歌曲，然后跳上车，你的播放列表通过你的USB、Apple CarPlay或类似的连接应用程序无缝地继续。当你到达目的地时，你应该能够继续在手机上听。”这种体验将尽可能方便，我们的5G技术将确保您始终连接到互联网和云。”

站在性能和功耗的交叉点

随着数字环境的快速变化，实现这种水平的性能听起来很简单。但由于硬件更新和计算能力不频繁，以及缺乏应用程序和服务的支持，大多数车载信息娱乐系统的功能仍然有限。向电气化和自动驾驶的转变对原始设备制造商(oem)提出了更高的要求，以平衡功耗和车辆性能，需要更快的数据传输速率、高速数字接口和下一代存储器。这就是DDR5——一种同步的、动态的随机存取存储器——发挥作用的地方，它消耗更少的能量，允许更高的数据速率。DDR5提升了下一代移动和其他汽车应用程序的性能和效率，极大地改善了5G、人工智能(AI)、摄像头和显示技术。

在哈曼的座舱环境中实现DDR5是一项复杂的任务，因此在没有信号完整性(SI)仿真的情况下，很难对布局有信心，这主要是由于高速传输速率和所涉及的SI约束的复杂性。极高的数据速率加上设计不良的电路板会导致不希望的干扰，这可能导致数据传输完全中断并最终导致故障。为了避免这种情况，Gitzinger和他的团队使用了Ansys HFSS仿真软件模拟控制器设计的各个方面，从主处理器，也称为片上系统(SoC)，到存储器。利用性能数据，他们可以通过仿真验证设计，并同时满足JEDEC(全球电子标准机构)和其他监管机构的要求。

Gitzinger表示:“我们在产品中集成的每一代SoC都能提供更高的性能，而功耗与驾驶舱控制器大致相同。“我们在不影响车辆行驶里程的情况下获得了更快的速度和更多的数据。Ansys工具(如Ansys HFSS)使我们能够通过优化设计始终如一地扩展我们的性能目标，并帮助消除过程中耗时的设计重复。”

汽车领域的许多原始设备制造商的目标是将仪表板转变为提供关键安全和信息娱乐信息的显示器。哈曼正在使用一个电子控制单元(ECU)，也被称为驾驶舱控制器，做到这一点。Gitzinger的团队最近使用Ansys仿真技术，在德国、北美和中国知名汽车制造商提供的高端信息娱乐系统中实现了这种精确的技术。数字设计结合了一个非常强大的驾驶舱域控制器来驱动所有显示器，这些显示器无缝集成到仪表板中，还可以投影智能手机应用程序。

利用Ansys HFSS解决高速信号测量难题

高速信号不容易用传统的测量方法测量。使用HFSS，工程师可以快速准确地分析组成信息娱乐系统内存接口的各种网络之间的信号质量和时序关系。此外，可以在发射器和接收器之间的任何点生成结果。

例如，在复杂电路板的情况下，哈曼从一层转换到另一层，然后转换到另一个集成电路(IC)，然后转换到连接器。一个集成电路和另一个集成电路之间的那块铜被称为网络。测试SI所需的网络信号探测在实际物理应用中并不总是可行的。如果你有一个四到八层的多层印刷电路板，你不能总是到达内层，用传统的测量设备正确地测试信号。使用HFSS, HARMAN可以对每个网络上的信号进行数字探测，以快速准确地验证信号时机和行为是否已调整为最佳性能。

对于Gitzinger来说，使用Ansys仿真软件的好处很容易掌握。对于他的团队来说，在真实物理实现的模拟环境中测试准确性是加速开发同时降低成本的关键。

Gitzinger表示:“在这个行业中，没有人能够承担在硬件设计中进行不必要的循环，因为这需要花费数月的时间。“每次都需要修复原理图，重新设计，然后构建新的原型，这是一项相当昂贵的工作。因此，我们使用Ansys HFSS工具来缩短开发周期，并将成本保持在合理的水平，从而能够提供最佳的电气性能。”

阅读案例研究的详细信息Ansys基于来支持他们的联网汽车技术。