汽车电子在行业中已成为增速最快的一个市场，每年的增长达到20%以上，是什么驱动着增长？即：自动化和电动化。这需要强大的运算力和电子设计系统去支持。做这样的汽车电子系统与做电脑、手机相比面临更大的挑战。” 近日，西门子EDA亚太区技术总监Lincoln Lee在西门子EDA车用半导体设计研讨会上这样说道。
首先，汽车电子系统的生命周期要求达到15年以上。其次是安全性，相比手机、电脑宕机后需要重启，大家还可以接受，然而汽车在行驶过程中出现宕机是非常危险的。所以在做汽车电子系统的时候还要考虑其损坏后会出现什么问题，然后要怎么反应，怎么去补救。
在这场研讨会中，西门子EDA探讨了涵盖从芯片设计、功能验证、制造测试到PCB板设计等话题，深度覆盖汽车电子设计全系列。
在车规级芯片设计方面，汽车功能的主要目标是降低故障发生的风险，ISO26262解决了汽车间电子与电子的安全问题，但对自动驾驶而言，还需要考虑不存在因预期功能不足、人员误操作而造成的风险，即预期安全功能国际标准ISO21448，且对于网络攻击也有相对应的汽车网络安全标准ISO21434来应对各种安全的威胁。
其中，ISO26262特别强调了两种安全功能的故障，分别是系统性故障和随机性故障。ISO26262侧重于永久故障与瞬时故障的分析，处理这些随机安全故障问题的关键在于安全架构分析与优化，西门子EDA提供的方法论和工具，能够实现一次迭代的安全生命周期，提高项目进度的可预测性，并加快获得认证的速度。
准备迈入L5级自动驾驶阶段的时候，传统的测试结构显然难以满足要求，因此需要考虑是否可以将测试应用再次拓展。西门子EDA为了迎接L5级自动驾驶的测试挑战，推出了“Level 5 Ready Test”解决方案，具体来看，第一阶段是传统的测试结构解决方案，第二阶段考虑的功能安全即设备和车辆是否能以安全可靠的方式运行，最后是加入的嵌入式分析，可以了解和监控芯片整个生命周期的运作，开始寻找系统级别的问题和异常。
在生产制造方面，Tessent的目标是零缺陷。据了解，西门子EDA的Tessent Safety 生态系统涵盖一系列先进的IC测试技术，包括在线设备监控，这是一种将嵌入式监视器分布在每个半导体设备中的创新方法，通过通用的基础结构让其相互连接，从而能够快速检测和报告系统中任何位置的随机故障。
比如，Tessent Logic BIST with Observation Scan (LBIST-OST) 解决方案，能够大幅减少汽车 IC 中数字逻辑组件的系统内监控的运行时间。新的 Tessent LBIST-OST 解决方案能够帮助客户满足严格的汽车功能安全需求，与传统的LBIST 技术相比，可使系统内测试时间缩减高达10倍。
在去年，西门子通过收购UltraSoC技术公司，使UltraSoCs成为 Tessent产品线在安全安保方面的一个重要组成部分。Tessent™ Embedded Analytics具有强大完整的SoC分析能力，通过silicon IP软件库和相关工具创建了一个具有系统级可见的、灵活的数据平台。并且，这些分析能力在整个芯片生命周期都是存在的，同时片上采集的数据可以作用于整个系统的运行状况，这样，用户就可以了解芯片在整个生命周期的运作状况。
汽车、物联网、数据中心、AI等应用都在将性能推向硅片的极限，这些应用要求器件的生命周期内实现最佳的功率和性能，并安全、可靠得运行。由此，测试和验证不再是器件投入生产时就可以结束，而是延伸到了整个生命周期的监控和分析优化过程的开始。
汽车半导体IP的需求也随着自动驾驶的发展与日俱增。对汽车芯片设计人员来说，还需要利用各种各样的底层IP，来满足与SoC的功能安全性、可靠性和质量相关的标准、认证时间表还要满足其OEM合作伙伴提出的快速上市的期望。EDA软件工具商Synopsys和Cadence就是车用IP阵营的主要参与者。
比如，为了为了减少组装和将IP集成到SoC中的总体工作量和成本，Synopsys推出符合ISO 9001质量和ISO 26262功能安全流程的DesignWare IP子系统，能帮助客户打造符合市场要求，和满足ASIL安全标准SoC产品，加快产品上市速度。DesignWare IP解决方案可用于车载信息娱乐系统、驾驶员高级辅助系统（ADAS）、网关和主流微控制器（MCU），并能够确保汽车应用的高质量和可靠性。
今年4月，Synopsys的自主人工智能（AI）设计系统DSO.ai™就被瑞萨电子引入到先进的汽车芯片设计环境。借助DSO.ai的强化学习技术，瑞萨电子可提升其搜索巨大设计空间的能力，以实现更好PPA解决方案，从而提升先进汽车集成电路的能效极限，同时不影响其工作频率。这可使瑞萨电子在现有芯片设计工作流程中探索更大选择空间，更快实现PPA目标。
去年11月，Cadence推出面向汽车雷达、激光雷达及车用无线通信技术（V2X）优化的DSP（数字信号处理器）产品：Cadence®Tensilica®ConnXB10与ConnXB20，并通过汽车安全完整性B（D）级（ASILB（D））认证，可以满足汽车行业的安全关键性的严苛需求，这对于开发自动驾驶及先进驾驶员辅助系统（ADAS）汽车专用片上系统（SoC）是必不可少的。
基于Cadence®Tensilica®ConnXB10 DSP，今年4月，Cadence推出面向汽车电子优化的数字设计流程(Cadence® digital full flow)，该流程基于Samsung Foundry 14LPU工艺节点。
据了解，通过与Samsung Foundry合作，新的Cadence参考设计流程使汽车电子设计师能够准确、快速地交付芯片设计，不但保证流片一次成功，而且提供具有强大PPA的高品质设计。除了实现流片一次成功和优化的PPA设计之外，Cadence参考流程还能确保设计满足汽车行业严苛的标准和规则。
再看向本土EDA厂商，黑芝麻发布的华山一号和华山二号两颗面向自动驾驶的视觉感知芯片，从IP级设计验证再到系统级的设计验证，以及固件和驱动的开发都用到了国微思尔芯的解决方案。
国微思尔芯的 Prodigy Logic Module 与 Logic System 系列产品国产原型验证解决方案，以可扩展性、灵活性和可用性高著称。黑芝麻分别将单颗 FPGA 的 Logic Module、多颗FPGA的 Logic System，用在其面向自动驾驶的视觉感知芯片的原型验证上面，包括了芯片的design验证，firmware以及driver的开发。其中核心IP的design还包含图像/视频处理、显示、计算机视觉、神经网络部分。
虽然国产汽车芯片也已发展十多年，但是取得的成绩还非常小，国产IP的产业影响力也相对较小。随着汽车产业从传统汽车逐步演进到新能源汽车、智能驾驶/自动驾驶汽车，对汽车核心处理器的要求与日俱增。在当前芯片短缺的形势下，极有可能倒逼我国汽车供应链的自主可控。
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