一.架构开发工具

（1）PREEvision

PREEvision是Vector公司开发的基于模型的图形化电子电气架构开发工具，可用于汽车OEM及Tier1进行整车或系统级电子电气架构开发。PREEvision采用分层开发模式，将电子电气架构自上而下划分多个层级，每层架构设计内容均采用图形化的统一建模语言（UML）进行建模，并通过映射/链接的方式将各层架构元素有效地关联，形成统一完整的电子电气架构模型。

特点及优势：

● 功能全面：涵盖需求、功能、软件、通信、硬件、线束、功能安全等内容

● 设计跟踪：各层设计内容从上到下建立映射与链接，有效支持设计跟踪

● 数据单源：所有工程师共享同一数据库协同开发，有效保证设计数据一致性

● 图形化界面：所见即所得，避免纯文字的二义性且提高设计效率

● 变形管理：支持设计备选方案，有效区分高中低配，并支持多种方案评估

● 一致性检查：通过检查规则检查设计模型，保证输出模型的一致性和完整性

● 架构评估：根据用户的评估要求建立评价指标，评估架构及各备选方案的优劣

● 定制报告：可配置模板，提供图形及文字类报告输出，高效生成各种定制化文档

● 协同开发：提供协同开发环境，支持不同阶段、不同角色的多人在线协同工作

（2）SystemWeaver

SystemWeaver软件是瑞典Systemite公司研制的一款面向企业级的电子电气协同研发平台工具。支持电子电气系统研发V流程，从需求-功能-系统-ECU-测试等多阶段对电子电气系统进行设计、分析、验证及管理工作，并可对系统全流程数据进行追溯关联，保证数据的正确性、一致性和有效性。企业可根据自身产品需要定制开发符合企业设计模式的SystemWeaver模型，并通过模型配置自定义软件功能模块。

（3） PREEvision与SystemWeaver对比

二.基于PREEvision的EEA架构开发

整车电子电气架构V模式开发流程：

EEA的V流程开发

层级

EEA开发详细流程

基于PREEvision的EEA开发

（1）设计目标定义（Product Goal）

PREEvision工具建模的第一层：需求工程和需求管理

客户特征（Customer Feature）是作为整车电子电气系统设计第一步，它以整车的feature与function清单为基础（Customer Feature通常和逻辑架构层（Logical Function Architecture）的元素(Activity Chain)进行映射）。

需求（Requirements）用于描述具体功能与非功能需求，包括技术需求、结构需求、布置需求、法规需求、性能需求、EMC需求（或目标）等（Requirement通常和软件架构层（Software Architecture）的元素以及硬件架构层（Harware Architecture）的元素进行映射）。

A.需求及目标定义

需求及目标的定义是整车EEA 开发的输入和目标，关系到整车及 EEA开发的成败，包括：

1）客户需求分析

通过市场调研，获取不同客户群对不同级别车型的配置和功能要求、操作习惯等信息。

2）标杆车型分析

对标杆车型的选择及分析，确定不同级别、不同配置车型在不同方面 （配置 、 装配、空间、成本等）设计的优劣，作为搭建 EEA平台的输入。

3）发展趋势分析

客户需求；法规需求。

B.需求规范与管理

1）需求规范

需求规范是指对要开发的系统或产品确定一个完整的、无歧义的、结构化的规范进行描述。不仅对描述的内容与结构进行了限制，而且对描述语言的规则和描述方法也作了要求。

需求规范的内容包括 :

<1>确定需求类型；

<2>确定需求相关文档的内容：如任务书、相关的标准、法规、合同或其他正式规定性文档 、开发流程要求 、各系统或部件的详细功能描述、接口描述 、各种需求分析报告等；

<3>定义需求描述模板；

<4>定义评价需求规格说明书的质量准则等；

<5>定义专用词汇表：包含 : 技术概念、缩写、动作描述等；

<6>形成规范的需求规格说明书，作为系统开发的输入。

2）需求管理

<1>需求变更管理：对要变更的内容进行标识；明确哪些需求可以变更，哪些需求不能变更，并设置实现的优先级，确定目标版本。

<2>版本管理：注明版本号，记录变更日期以及变更原因记录。

（2）系统／架构设计

根据电子电器系统的需求，制定系统级电子电器架构的解决方案，定义电子电器架构中物理架构和逻辑架构的需求，同时制定验证系统／架构设计目标是否被实现的测试规范与方法。

A.逻辑功能架构（Logical Function Architecture）

PREEvision工具建模的第二层：功能分配的process

根据需求阶段定义的Customer Feature，为每一个Feature设计功能实现的逻辑，设计Activity Chain（一个功能的抽象视图）。从功能实现的角度划分逻辑组件（Logical Component）包括传感模块（Sensor）、逻辑模块（Logical Function）以及执行模块（Actuator）。通过接口（Interface）定义模型元素间的关系，通过数据（Data）定义彼此之间交互的具体信息。该步骤不关心具体的软件实现、以及硬件实现。

Activity Chain

B.软件架构（Software Architecture）

PREEvision工具建模的第三层：

软件架构开发包括软件行为（Software behavior）模型设计、面向服务的架构（SOA）模型设计、软件架构模型设计以及面向对象的软件设计、诊断模型的设计。基于AUTOSAR的软件架构开发，AUTOSAR的核心思想“统一标准、分散实现、集成配置”，即提供统一、开放的软件架构标准和平台，软件构建在不同的汽车平台上复用，应用软件整合到ECU 中，建立独立于硬件的、分层的软件架构。

C.硬件架构（Hardware Architecture）

硬件架构的设计分为三层：硬件组件（Hardware components）和网络拓扑（Network topology），电气原理和线束原理。

PREEvision工具建模的第四层：

1）硬件架构及网络拓扑（Hardware Network Architecture）

设计硬件组件（如ECU、传感器、执行器）之间的硬线连接，包括硬线信号（PWM、高低电平等），总线连接（CANFD/CAN/LIN等），以及电源连接和接地连接；网络拓扑模型设计。

2）电气原理（Electric Circuit）

PREEvision工具建模的第五层：

电气原理层将硬件架构层的数据进行重构，重新定义硬件组件之间的连接，并关注与线束设计相关的电气属性，例如电源供应、接地连接等，其可设计电源分配的保险、继电器以及接地分配电路。

3）线束原理（Wiring Harness）

PREEvision工具建模的第六层：

将电气原理数据进行细化，将逻辑连接转换为导线，同时添加导线之间的焊接点（Splice），内部连接器（Inline），端子（Terminal），线束端连接器（Female Connector）。

D.通讯设计

软件架构映射（Mapping）至硬件架构后完成信号路由(Signal Routing)即进行网络通讯设计

E.几何拓扑（Geometric Topology）

PREEvision工具建模的第七层：

几何拓扑层是整车电器的2.5D布局视图，使用CAD软件通过KBL格式展平为2D视图，表达各电器的安装位置，线束分段，导线的路由规划。

（3）架构验证

（4）方案测试与验证

A.功能测试

1）部件级功能测试

2）系统级功能测试

3）整车级功能测试

B.性能测试

整车电气系统性能测试（VEST）主要在台架上进行前期的部分测试。

1）整车静态电流测试；

2）整车待命状态电流测试；

3）电气回路电流及电压降测试；

4）整车接地性能测试及接地点移除造成电气功能紊乱确认测试；

5）保险丝熔断性能测试以及保险丝缺失造成电气功能失效确认测试；

6）整车电压相关的功能测试。

C.诊断测试

诊断测试规范制定了关于系统参数配置、软件刷新、DTC测试、I/O控制测试、传输层测试和服务层测试。

D.网络测试

根据整车网络测试规范，对整车网络进行认证。包含整车的CAN总线、网络管理、网络负载、一致性测试以及总线故障处理等。

E.EMC测试

EMC测试也称为电磁兼容测试，分为EMI测试和EMS测试。EMI测试包括辐射发射骚扰、传导耦合、EMC测试、瞬态发射骚扰。