Integrierte Simulation für SoS-Produkte

EU-Projekt VERDI verringert Entwicklungskosten und setzt Industriestandard

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© NXP/UPMC — 

Das EU-Projekt VERDI will für die Zukunft einen Industriestandard setzen und das enge Zusammenspiel zwischen Elektronik und Bauteilen anderer physikalischer Bereiche verbessern. Dadurch sollen, unter anderem in der Automobilbranche, die Produkteinführungszeit um bis zu 25 Prozent und die Designkosten um mindestens 20 Prozent reduziert werden.

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Marktreife2014

23. Januar 2012 — 

Autos sind heute längst nicht mehr nur reine Transportmittel, sondern äußerst komplexe und heterogene elektronische Systeme. Kunden erwarten neben der ursprünglich alleinigen Transportfunktion auch Sicherheitsfunktionen (wie Airbags), Energiesparfunktionen (wie Einspritzsysteme), Unterhaltungsfunktionen (wie Radios), Verkehrsleitfunktionen (wie Navigationsgeräte) und Komfortfunktionen (wie Klimaanlagen). Eine der größten Herausforderungen für die Zukunft wird das enge Zusammenspiel zwischen Elektronik und Bauteilen anderer physikalischer Bereiche sein, wie beispielsweise mechanischen oder hydraulischen Komponenten. Diese Komplexität erschwert den Entwurfsprozess elektronischer Systeme. Im EU-Projekt VERDI (Verification for heterogeneous Reliable Design and Integration) erarbeiten sieben Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft, darunter ein großer Automobil-Zulieferer, in den nächsten drei Jahren neue Software-Werkzeuge und Methoden für den optimierten Designprozess der Zukunft.

 

Seit Oktober 2011 arbeiten das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS (Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS in Dresden), Continental AG, NXP Semiconductors aus den Niederlanden, Infineon Technologies Austria, sowie die französischen Partner Magillem Design Services, die Universität Pierre & Marie Curie (LIP6) und Continental Automotive France SAS innerhalb des Projektes VERDI gemeinsam daran, die Funktionalität und Zuverlässigkeit der Arbeitsprozesse im Rahmen der Automobilentwicklung zu verbessern, sowie deren Kosteneffizienz zu gewährleisten. Mit bestehenden Methoden führt die Komplexität – wie von Sicherheits- oder Komfortfunktionen – zu erheblichen Schwierigkeiten im Entwicklungsprozess. Das gilt generell für sogenannte SoS-Produkte (Systems-of-Systems), die aus elektronischen Komponenten bestehen und mit Software sowie physikalisch andersartigen Bauteilen zusammenarbeiten. Sie sind wiederum Bestandteil von übergeordneten Systemen, in die sie integriert werden müssen.

 

Bisher wurde in der Automobilproduktion vor allem die Ablaufsimulation im Rahmen des Virtual Engineering eingesetzt, da sie eine der zentralen Methoden bei der Entwicklung fehlerfreier Systeme darstellt. Dabei werden die physikalisch unterschiedlichen Komponenten separat simuliert, was dazu führt, dass Fehler auf der Systemebene oft erst dann bemerkt werden, wenn der Prototyp bereits gebaut ist. Diese Art der Simulation ist nicht nur zeitraubend, sondern vor allem auch eine teure Angelegenheit.

 

Die Projektpartner setzen für die Zukunft auf eine integrierte Simulationsmethodik, denn dadurch kann der Systementwurf enger mit der Verifikation und der Prototyp-Validierung verbunden werden. Folglich können die Entwickler bereits in einem frühen Stadium überprüfen, ob ein SoS-Produkt später fehlerfrei funktionieren kann und können potenzielle Schwachstellen schon im Entwurf entdecken und beseitigen. Das Ziel von VERDI besteht darin, künftig die Produkteinführungszeit um bis zu 25 Prozent sowie die Designkosten um mindestens 20 Prozent zu reduzieren.

 

Der Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS des Fraunhofer IIS ist für die Projektkoordination verantwortlich, übernimmt die Kommunikation zwischen EU und Projektpartnern ist und somit stets der erste Ansprechpartner in allen administrativen Fragen. „Wir entwickeln einheitliche elektronische Modell- und Verifikationsbibliotheken, mit denen ein System kontinuierlich durch den gesamten Entwurfsprozess überprüft werden kann. Außerdem stellen wir sicher, dass alle Projektergebnisse zur richtigen Zeit veröffentlicht werden“, verdeutlicht Projektkoordinator Karsten Einwich. Besonders herausfordernd an diesem EU-Projekt sei das interessante Konsortium an Projektpartnern unterschiedlicher Bereiche der Value Chain, wie beispielsweise einem Halbleiterhersteller (Infineon) und einem Anwender (Continental). Diese übergreifende Kooperation ermögliche einen mehrseitigen Austausch: nicht nur zwischen Entwicklern, sondern auch zwischen Entwicklern und Anwendern sowie zwischen den Anwendern selbst. Einwich zeigt ein klassisches Anwendungsbeispiel auf: „Infineon arbeitet am Airbag und beschreibt, wie dieser überprüft wird. Continental wendet dieses Wissen dann direkt an, und kann sofort Feedback an Infineon geben, was noch verbessert werden kann.“

 

Aus den erarbeiteten Projektergebnissen soll später ein Industriestandard werden. Daher sei man Mitglied im Standardisierungsgremium, damit das eigene Verfahren auch dort als Standard festgesetzt werden könne. Das VERDI-Simulationskonzept solle künftig über Firmengrenzen hinweg angewendet werden und auch Eingang in andere Industriezweige finden – neben der Automobilindustrie sind beispielsweise die Automatisierungstechnik oder Medizintechnik denkbar. 

 

VERDI wird von der Europäischen Union innerhalb des 7. Rahmenprogramms für Forschung und technologische Entwicklung bis Ende 2014 mit 3,15 Millionen Euro gefördert. InnoVisions wird zu einem späteren Zeitpunkt erneut berichten.

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