用户故事

Allegro MicroSystems缩短防抱死制动系统传感器的开发时间

挑战

加速开发用于防抱死制动系统的下一代霍尔效应传感器

解决方案

使用Simulink和Simscape Electrical快速准确地设计和模拟电气和逻辑模型,并模拟新的传感器系统

结果

  • 上市时间缩短
  • 降低了算法缺陷的风险
  • 传感器制造前的测试

“使用MathWorks工具,我们确定了最佳算法选择。因为模型的运行速度比我们的电路模拟器快得多,我们可以更快地发现执行错误,并缩短上市时间。”

Cory Voisine, Allegro微系统公司
防抱死制动系统传感器。

Allegro MicroSystems是世界霍尔效应传感器的领导者,为汽车电子应用开发硅基产品,如凸轮、曲柄、变速器和轮速传感器。2022世界杯八强谁会赢?Allegro的高精度传感器使用磁信号作为输入。当设备检测到机械目标时,例如齿轮齿,它们会产生一个电信号,向汽车的发动机控制单元(ECU)或防抱死制动系统(ABS)提供位置数据。

Allegro工程师使用MathWorks工具进行基于模型的设计,以持续改进和快速开发这些霍尔效应传感器。

Allegro MicroSystems集成电路(IC)设计师Cory Voisine表示:“Simulink和Simscape electric中的建模和仿真算法使我们能够通过增加仿真覆盖率缩短上市时间,降低整体产品风险。”

挑战

Allegro试图加快他们的算法开发过程,同时快速识别和消除设计缺陷。使用集成电路设计工具开发和测试行为模型既耗时又费力。Allegro的工程团队需要先进的行为建模和仿真能力来快速开发算法,并在8周内对下一代ABS传感器进行并行测试。

为了确保磁传感器的准确性和可靠性,Allegro的工程师需要模拟所有可能的驾驶场景,如驶过坑洞、穿越急转弯以及对传感器前面飞过的黑色材料做出反应。

解决方案

Allegro的工程团队将MathWorks工具与IC设计环境中模拟的原理图进行了比较。他们评估了易用性、模型开发时间、仿真时间,以及仿真结果与实际部件行为的匹配程度。他们还考虑了工具部署的成本和灵活性。

基于他们的发现,Allegro选择了Simulink®和Simscape Electrical™来设计和验证系统模型。

Voisine说:“Simulink的图形环境非常适合Allegro工程师的需求,他们大量地处理示意图和其他图形表示。”

设计工程师使用Simulink开发和模拟器件算法,然后在晶体管级别实现集成电路。之后,他们比较Simulink和他们的IC设计工具之间的仿真,在实现之前验证他们的模型。Allegro工程师还对现有传感器建模,并将仿真结果与正在开发的传感器进行比较,以验证性能。这些模型使系统工程师能够帮助客户设计使用Allegro传感器的系统。

Simscape electric使他们能够建模电阻、电容、电感和传感器系统的其他组件。该模型包含电流和电压信息,这些信息被转换为Simulink信号,用于进一步的数学和逻辑建模。

Allegro使用Simscape electric的电子组件以及使用Simulink逻辑块的模型构建模型。Voisine解释说:“通过结合电子和逻辑领域,我们可以构建一个良好的混合模式模拟和数字模拟器。”“在使用集成电路设计工具实现晶体管级模型之前,我们通过使用Simulink模拟和开发我们的行为模型来巩固芯片架构。”

在最初的设计阶段,设计人员模拟设备的基本输入,如正弦波、三角波和方波。系统工程师继续利用Simulink模型,使用他们的实验室测绘站来比较实际的磁波形与现实世界的目标。这使他们能够在评估新算法时考虑到现实世界的目标设计考虑。

Allegro的Simulink模型使他们能够在响应客户查询时提供更准确的传感器性能数据。产品工程师可以使用相同的模型来预测传感器在不同测试条件下的反应。

在短短六个月内,三名Allegro工程师使用MathWorks工具建模了八个传感器。“从MATLAB到Simulink是一个范式的转变,这花费了我们几周的时间。然而,现在我们已经做出了这种转变,修改Simulink模型比重做文本代码要容易得多,”Voisine指出。“重用Simulink模型为我们未来的传感器设计节省了数月的开发时间。”

在获得了对下一代ABS传感器的积极初步评价后,该公司现在已经完全合格。

结果

  • 上市时间缩短.Voisine解释道:“使用Simulink,我们只花了四周的时间来开发、模拟并最终实现一个模型。”“在我们的IC设计环境中,使用晶体管建模从头开始实现实际的原理图大约需要4个月。”

  • 降低了算法缺陷的风险.“由于我们能够重用大量晶体管级模型,我们在更短的时间内为下一代ABS传感器发布初始掩模。Simulink的模拟能力使我们能够在不引入算法错误的情况下满足截止日期。”Voisine解释道。

  • 传感器制造前的测试.Voisine说:“使用Simulink,产品工程师可以模拟在测试中配置零件时的行为。”

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