实现更快的连接:Ansys如何帮助哈曼提升互联汽车技术性能

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，想知道你走了多少步，或者想知道最近的星巴克，你可以用笔记本电脑、苹果手表、iPad或智能手机来找到这些信息。与此同时，5G和自动驾驶的出现加速了人们对超高速、低延迟性能和多连接的期望，包括在我们的车辆中。

司机们以及他们选择一起出行的所有人都希望在不影响他们的数字生活方式的情况下，从家里无缝过渡到他们的车辆和目的地。在Ansys的帮助下，哈曼作为互联汽车技术的全球领导者和创新者，正在提供实现这种体验所需的硬件和软件服务。

哈曼数字驾驶舱产品开发总监弗兰克•吉辛格(Frank Gitzinger)表示:“车内乐趣已经从实际的驾驶体验转变为继续你的生活方式体验，你可以在车内设置各种偏好。”“理想的情况是，在家里播放你最喜欢的歌曲，然后钻进车里，你的播放列表通过USB、苹果CarPlay或类似的连接应用无缝地继续播放。当你到达目的地时，你应该可以继续在手机上收听。”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端。”

站在性能和功耗的交叉口

尽管我们的数字环境一直在快速变化，但实现这种性能水平听起来很简单。但大多数车载信息娱乐系统的功能仍然有限，原因是硬件更新和计算能力不频繁，而且缺乏应用程序和服务来支持它们。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，以平衡电力消耗和车辆性能，需要更快的数据传输速率、高速数字接口和下一代内存。这就是DDR5(一种同步动态随机访问存储器)发挥作用的地方，它耗电更少，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，以大幅改善5G、人工智能(AI)以及相机和显示技术。

在哈曼的座舱环境中实施DDR5是一项复杂的任务，因此在没有信号完整性(SI)模拟的情况下，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必要的干扰，这可能导致数据传输的完全中断，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仿真软件以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))到内存。利用性能数据，他们可以通过模拟验证设计，同时满足JEDEC(全球电子标准机构)和其他监管机构的要求。

Gitzinger说:“我们在产品中集成的每一代SoC都能在与驾驶舱控制器相同的功耗水平上提供更高的性能。“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 HFSS等Ansys工具使我们能够通过优化设计来持续扩展性能目标，并帮助消除过程中耗时的设计重复。”

许多原始设备制造商在汽车领域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，来做到这一点。Gitzinger的团队最近使用Ansys仿真，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一精确技术。数字化设计集成了一个非常强大的驾驶舱域控制器，驱动所有显示器，这些显示器无缝集成到仪表板中，还支持智能手机应用程序的投影。

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活动测量。使用HFSS，工程师可以非常准确地快速分析组成信息娱乐系统内存接口的各个网络之间的信号质量和时序关系。此外，结果可以在发射器和接收器之间的任何点生成。

例如，在复杂电路板的情况下，HARMAN有几个从一层到另一层的过渡，然后到另一个集成电路(IC)，然后到连接器。一个集成电路和另一个集成电路之间的铜片被称为网络。测试SI所需要的网络信号探测，在实际的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定时和行为已调整为最佳性能。