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1、PREEvision 介绍Aquintos公司PREEvision概述2电子电气系统设计方法的创新2基于模型的电子电气架构开发2功能简介：专业的电子电气架构开发环境31、需求层（Requirements Layer）32、逻辑架构和逻辑类库（Function network and function library）43、硬件系统架构 （Hardware Architecture）65、拓扑层 （Topology）96、映射功能 （Mapping）10变型管理：开发车型平台的电子电气架构10架构分析：对标、评估和择优11PREEvision产品线12PREEvision 介绍Aquintos公
2、司PREEvision概述 Aquintos公司于2005年在德国 Karlsruhe成立，目前是Vector公司的全资子公司，该公司是全球领先的分布式控制系统电子电气系统架构（electronic&electric Architecture ，简称EEA）开发工具供应商，其产品可应用于汽车、轨道交通、航空航天和工业自动化等领域。目前，Aquintos公司已经在架构开发领域具有极高的知名度，产品已经被多个全球知名的汽车客户应用。同时，Aquintos也是AUTOSAR协会、ProStep、FlexRay协会和ASAM的会员。 PREEvision是Aquintos公司开发的基于模型的计算机辅助
3、设计软件工具，主要用于电子电气架构的概念开发、对比评估和产品开发工作。电子电气系统设计方法的创新 最近十年来，在具有创新性的高技术工业系统开发领域，基于模型的开发方法已经被广泛接受，甚至被用作为首选的开发方法。基于模型的开发方式不再局限于尝试性的探索领域，而已经广泛应用于具有实际工程意义的开发领域。在汽车和航空等重要工业领域，基于模型的方法已经成为保证设计成功的一个必要措施。随着燃油经济性、环境保护和道路安全要求的逐步加强，交通运输系统的部件成本也随之增加，这就要求在设计过程中全面的考虑系统优化。Aquintos公司致力于帮助设计者提高系统效率和降低部件成本，并成为系统架构设计工具领域的领导者
4、。 PREEvision是一款理想的系统架构设计及优化工具。在汽车、航空系统、运输系统以及一切装备了分布式通信网络的嵌入式控制系统设计中，PREEvision作为基于模型的计算机辅助开发工具进行电子电气系统架构的搭建。它的功能包括：需求开发、逻辑功能设计、网络和部件架构、电气系统和线束设计以及拓扑结构设计，涵盖了从概念原型设计阶段到具体详细设计阶段，并支持大型工程团队的详细开发和系统规范制定工作。基于模型的电子电气架构开发 PREEvision是一种全新的、基于模型的电子电气架构（Electronic/Electric Architecture, EEA）开发工具。电子电气架构开发在很多技术领
5、域都有应用，例如汽车、航空系统、工业自动化系统，运输系统以及国防系统等。 PREEvision采用分层开发的模式，包括如下技术层面：拓扑、线束、电气逻辑、电力供应、功能网络、用户需求，以及各层面之间的映射联系。在设计前期的概念化阶段和多方案选择评估阶段，PREEvision为设计者提供概念原型开发和决策支持；在产品的具体设计阶段，PREEvision为设计者提供详细设计开发支持。 PREEvision提供了一种具有丰富属性信息的用于建立架构模型的专业图形语言。该语言由汽车工业方面的专家所开发，可以应用于所有使用分布式网络嵌入式系统的工业领域。这种图形语言的本质是数据模型，包括数百种类型和属性，
6、并且分为各种层次（例如线束层、功能网络层等）以满足不同的开发领域的要求。使用PREEvision中的图形或图表编辑工具，可以对EEA中所有重要的技术和成本方面的信息进行建模。 PREEvision里集成了变型管理系统（同时设计多个方案，以备比较和选择，称为“变型”），将整体模型分解成为多个模型部件，并能为模型部件建立多个备选方案，并进行重新整合，这样就能有效评估各种方案的优劣，并最终得到可靠的电子电气系统架构模型。同时，系统架构工程师能够建立一系列的评价指标，根据用户的需求，来评估各个备选方案优劣，这些评价指标可以是以下目标的最优化：重量、成本、总线负载率、耐久性等等。通过对各方案进行评估，能
7、够有效地在多个备选方案里得到符合用户需求的最佳方案。同时，通过对标工作得到的结论也能用于新的评价指标的制定，或者为进一步的架构优化提供参考。 PREEvision能提供高质量的基于模型的图形文档输出，可作为EEA开发工作的系统信息管理工具。其“一致性检测”功能，保证其输出模型的一致性和完整性。PREEvision还为大型工程团队提供了强大的“单源”数据管理系统，所有参与建立模型的工程师共享同一个数据库，提高了协同工作效率并保证了数据一致性。并且提供了可配置的权限管理系统，保证团队开发的安全性。功能简介：专业的电子电气架构开发环境 PREEvision集成了全面的EEA数据模型，模型中可以包含上
8、百个类和属性。为了向模型中输入架构信息，PREEvision提供了专业的图形编辑环境，使得架构工程师可以从模型的不同方面进行直观的图形化开发。架构模型开发过程被分为多个设计层次，每个层次均有专用的设计环境：PREEvision设计层次划分1、需求层（Requirements Layer） 需求层一般由三部分组成：Requirements、Customer Feature、FFN。 Requirements以层次化的组织方式描述了需要在系统架构中实现的所有功能性及非功能性（如法规）需求。由于需求列表的层次结构与具体的开发流程相关，PREEvision允许用户自定义需求包层次结构。并且，需求的自定
9、义属性集和完全自定义的表格也可以在需求的映射图上显示出来。PREEvision为第三方工具提供了功能丰富的导入和导出过滤器，例如在需求层可导入DOORS、Excel格式的需求描述文件。Requirement一般用作工程设计的指导文件。 Customer Feature的组织方式与Requirement类似，该模块用于描述客户所关心的车辆的配置信息。该模块一般用作市场信息的交互。 FFN即特性功能网络。特性功能网络描述了一个系统功能的内部情况，包括因果链及其在系统内相互关系。“因果链”是系统设备的分解。它由三部分所组成：请求者、功能体和执行者。用于描述：“请求者”想通过“功能体”达到“执行者”执
10、行某一命令的目的，即功能体是执行者某行为的描述，执行者是功能体的任务承担者。“因果链”的这部分信息可用于识别同时使用的各子系统之间的冲突。功能体的衔接关系用于表示内部特性的因果链。特性功能网络的某部分内容均通过“因果链”来表达。这种因果链可以是泛化、细化或者包含关系。从软件工程的角度来看，“用例”是特性功能网络最贴切的表达模式，用例图是相应的表达视图。需求和特性表格编辑界面特性功能网络描述图2、逻辑架构和逻辑类库（Function network and function library） 此层次用于描述系统的逻辑功能关系，即系统功能的模块框架以及各模块之间的接口关系。该方面主要包括两个层面的
11、内容：逻辑架构层与系统软件层，前者关注系统功能实现的所有逻辑关系，后者关注系统实现过程中软件相关的逻辑关系。前者与后者的搭建与编辑方法类似。该层次主要包括两方面的开发工作：第一个部分工作就是设计“逻辑网络”。“逻辑网络”遵从AUTOSAR标准的定义，包括逻辑传感器、功能块和逻辑执行器。这些元素（也被称为功能模块）以层次结构的方式组织并存储在组合模块中。功能模块之间通过信息交互接口进行连接。当两个功能模块的端口通过信息交互接口连接后，相应模块就能进行数据和控制信息的交换。在功能网络里，用户可以看到各功能模块之间的逻辑关系。另一个部分工作是开发功能类型库。在“逻辑网络”中各模块端口上的接口信息都需
12、要事先在功能类型库中定义。功能类型库描述了所分配端口需要或提供的信息，这里的接口可近似看成技术通讯协议。在“逻辑网络”建模以及对整个网络信号进行路由规划过程中，接口定义一致的端口之间的兼容性可以在PREEvision反映出来。PREEvision提供针对Mathworks/Simulink模型和ETAS/ASCET文件的功能模块导入功能，还有不同版本AUTOSAR描述文件的导入导出功能。与逻辑架构层中的逻辑架构和逻辑类库对应，对于逻辑关系中通过软件实现的功能，PREEvision提供了系统软件架构层与系统软件类库。该层更加严格的遵循AutoSAR的定义，其开发方法与逻辑架构层类似。 系统软件网
13、络描述图软件功能类型描述图3、硬件系统架构 （Hardware Architecture） PREEvision中的硬件系统架构包括三层内容：网络层、部件层和原理层。 网络层描述各部件之间的逻辑连接方式，例如：总线系统、传统连接、电源供应和地线连接，这些连接将在随后的线路原理层进行进一步的细化定义；部件层描述每个部件内部构成及其对外接口的详细信息；线路原理层描述网络层中逻辑连接的具体实现情况，如具体的导线、线缆连接方式，保险继电器盒的内部结构等，其信息可用于线束层的具体开发。3.1、网络层 （Network Layer） 网络层描述各部件间的连接方式，例如总线系统（CAN、LIN、FlexRa
14、y、MOST、Ethernet、USB和WLAN）、传统连接、地线和供电连接等。部件之间的所有连接通过不同的接口来实现。可将每个具体接口配置为定义了通用属性的特定接口类型。通过网络层的描述，可以构建部件设备内部对外连接的总体关系。 网络图通常在开发过程的各个阶段都会被用到，在早期的设计阶段，它被用于确定所有电子电气部件内部连接的最优架构方式。在设计阶段，网络图描述了系统规范中重要的电路原理。在网络图中用户可以自定义模块及连接线的显示方式，来突显与特定属性有关联的部件，这些属性可以是电源供应、传输协议、网络电阻等。网络层描述图3.2、部件层 （Components Layer） 部件层描述了各部
15、件的功能构成。主要描述了部件与其它部件的组合关系，以及部件的内部细节，如硬件模块、处理器单元、内存、逻辑接口等等。描述部件的内部构造是部件层的主要目标。部件层不仅要显示部件间的连接，还要显示部件内部的结构和连接，因此也被称为“电子模块图”。部件层描述图熔丝继电器盒描述图3.3、线路原理层 （Schematic / Circuit Layer） 线路原理层将网络层所定义的连接关系进行了细化。线路原理连接是电线、线缆等线束元件的基础。，由于线束层中线路会因拓扑结构中安装位置的不同可能有多种选择，因此需要线路原理层对线束实际实现进行抽象描述，这种描述不因拓扑结构的变化而改变。部件的内部连接则用于连接线路原理层的具体元件，如保险丝、继电器和用户自定义的部件（如全桥驱动电路，等等）。通过所提供的自动布局视图，能够很快地定义保险丝继电器盒，用来描述电源供应的细节。这个视图还可以被用于其他任何类型的部件。在大多数情况下，部件的原理细节是通过传统原理图直接继承的。当所实现模型的原理层和网络层中任何一个发生改变时，通过线路原理合成功能可以使这两层保持一致，以保证模型的一致性。 4、线束层（Wiring Harness）
