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北匯信息始終專注于汽車電子領域的新技術和新產(chǎn)品，秉承“價值創(chuàng)造、共享成功”理念，為整車廠和零部件企業(yè)提供完整的研發(fā)、測試解決方案。

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汽車電子電氣架構（E/E）實時性建模與仿真分析工具

型號： RTaW-Pegase

--- 產(chǎn)品詳情 ---

1. 方案概述：SDV時代的架構“預見”能力

在軟件定義汽車（SDV）與中央計算+區(qū)域架構（Zonal Architecture）的轉(zhuǎn)型浪潮中，汽車系統(tǒng)的復雜度呈指數(shù)級上升。工程師們面臨著一個核心挑戰(zhàn)：如何在地基尚未打好之前，就確信摩天大樓不會倒塌？

傳統(tǒng)的驗證模式依賴于后期的實車或臺架測試，一旦發(fā)現(xiàn)時序沖突或資源瓶頸，修改成本極其高昂。

RTaW-Pegase 是一款源自法國公司 RTaW (RealTime-at-Work) 的專業(yè)級系統(tǒng)級實時性建模與分析工具。RTaW 公司由 INRIA（法國國家數(shù)字科學與技術及其應用研究所）的資深研究員創(chuàng)立，其核心產(chǎn)品 RTaW-Pegase 通過“數(shù)學分析與仿真并重”的方法，支持在設計階段（Design Phase）對整車架構進行最壞情況（Worst-Case）分析。

北匯信息 作為 RTaW 在中國的戰(zhàn)略合作伙伴，致力于幫助 OEM 和 Tier 1 在系統(tǒng)集成之前，利用 RTaW-Pegase 提前識別通信瓶頸、優(yōu)化資源分配，實現(xiàn)真正的“驗證左移”。

2. 為什么需要 RTaW-Pegase？

在面對復雜的以太網(wǎng)/TSN、CAN-FD 混合網(wǎng)絡及多核處理器調(diào)度時，RTaW 解決了以下關鍵工程痛點：

  • 架構對比難：在項目初期，面對分布式 vs 集中式、不同的 ECU 劃分方案，缺乏量化數(shù)據(jù)支持決策。
  • 隱藏風險多：偶發(fā)性的通信延遲和任務搶占沖突，在實車測試中難以復現(xiàn)，但在理論最壞情況下可能致命。
  • TSN配置繁：TSN 網(wǎng)絡參數(shù)（如 GCL 門控列表）極其復雜，人腦無法計算最優(yōu)解，需要工具輔助設計與驗證。

3. RTaW-Pegase 功能模塊介紹

RTaW-Pegase 采用基于模塊的license授權方式，客戶可以根據(jù)需要選擇合適功能模塊。

3.1 以太網(wǎng)與 TSN 模塊 (Ethernet, TSN/AFDX)

該模塊是 RTaW-Pegase 的核心，支持高度復雜的車載以太網(wǎng)設計。

  • 協(xié)議深度支持：涵蓋 802.1Qav (CBS), 802.1Qbv (TAS), 802.1Qbu (Preemption), 802.1CB (FRER), ATS, SOME/IP (TP) 等。
  • 自動化配置：支持冗余路由配置、802.1Q 優(yōu)先級分配、CBS 閑置斜率（Idle Slopes）計算以及 TAS 調(diào)度表（GCL）的自動生成。
  • 仿真與最壞情況分析：提供微秒級的時序精確仿真，計算 WCTT（最壞情況傳輸時間）和帶寬利用率。

3.2 TSN 生成式設計模塊 (TSN Generative Design)

該模塊需要與3.1以太網(wǎng)模塊一起使用。

  • Zero-Config TSN：自動選擇合適的 TSN 協(xié)議組合并生成最優(yōu)參數(shù)，實現(xiàn)“零配置”設計。
  • 拓撲優(yōu)化器 (Topology Optimizer)：根據(jù)通信負載和成本約束，自動優(yōu)化交換機位置和連接關系。
  • 拓撲壓力測試 (Topology-Stress-Test)：基于成本的可擴展性分析，探索架構的性能極限。

3.3 CAN總線模塊 (CAN/CAN FD/CAN XL)

支持CAN總線仿真。

  • CAN/CAN FD/CAN XL：支持最壞情況響應時間分析、自動化 ID 分配與偏移（Offsets）配置；支持從 CAN 到 CAN FD 的遷移影響分析。
  • 網(wǎng)關模擬 (Gatewaying)：支持 CAN-CAN, CAN-Ethernet (Autosar Socket Adapter), LIN-CAN 以及 FlexRay-CAN 的路由轉(zhuǎn)發(fā)仿真。（軟件需包含對應總線類型的模塊，如ETH、LIN、Flexray）
  • 通信矩陣導入：兼容 DBC、ARXML 以及 Excel/CSV 等標準工業(yè)格式。

3.4 LIN總線模塊

支持LIN總線仿真，選擇后可支持LIN的路由仿真。

3.5 FlexRay總線模塊

支持FlexRay仿真，選擇后可支持FlexRay的路由仿真。

 

3.6 軟件定義汽車模塊 (SDV & Software Defined Network)

針對 SOA 架構下的車載操作系統(tǒng)和中間件進行深度分析。

  • 面向服務的通信：支持 DDS 和 SOME/IP (TP) 的建模分析。
  • 任務調(diào)度分析：支持 Autosar Classic RTOS 及 Hypervisor 下的任務調(diào)度（FPS, NPFPS, 調(diào)度表）；分析 CPU 任務激活模式對網(wǎng)絡延遲的影響。
  • 全鏈路端到端時序：實現(xiàn)從 “傳感器 -> 發(fā)送端 CPU -> 交換機/總線 -> 接收端 CPU -> 執(zhí)行器” 的全路徑甘特圖可視化。

3.7 ETH Trace模塊

ETH Trace模塊需要與3.1以太網(wǎng)模塊一起使用。支持基于PCAP文件逆向建模。

  • 標準格式支持：支持 PCAP (Ethernet) 等實測報文導入。
  • 偏差識別：自動對比 Trace 文件與協(xié)議規(guī)范的偏差（如報文大小、傳輸模式異常）。
  • 可視化轉(zhuǎn)換：將復雜的報文序列轉(zhuǎn)化為直觀的甘特圖，提取實際性能指標。

3.8 CAN Trace模塊 

CAN Trace模塊需要與3.3傳統(tǒng)總線模塊一起使用。支持基于BLF等文件逆向建模。

  • 標準格式支持：支持ASC/BLF (CAN) 等實測報文導入。

 

3.9 無線通信模塊 (Off-board Communications)

  • V2X 支持：支持 802.11p 協(xié)議仿真。
  • 異構網(wǎng)關：支持無線網(wǎng)絡與車載有線網(wǎng)絡之間的 PDU 路由與網(wǎng)關時延分析。

4. 核心功能與技術特點

RTaW 通過對軟件任務（Software Tasks）、通信行為（Traffic）及硬件資源（Hardware Resources）的統(tǒng)一建模，提供全鏈路的時序分析能力,支持CAN、CANFD、Ethernet、TSN等協(xié)議。

4.1 系統(tǒng)級拓撲與時序建模 (System Topology Modeling)

不僅僅是畫圖，而是建立具有“物理屬性”的數(shù)字孿生模型。

  • 支持對 ECU、網(wǎng)關、交換機、傳感器/執(zhí)行器進行建模。
  • 定義硬件的處理能力、鏈路帶寬及各組件之間的時序依賴關系。
  • 價值：將復雜的整車連接關系轉(zhuǎn)化為可計算的數(shù)學模型。

4.2 端到端數(shù)據(jù)流配置 (End-to-End Data Flow)

精準描述業(yè)務數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的“旅程”。

  • 配置關鍵流量參數(shù)：數(shù)據(jù)大小、負載特征（周期/突發(fā)）、產(chǎn)生周期等。
  • 價值：在統(tǒng)一框架下，分析不同業(yè)務（如 ADAS 攝像頭數(shù)據(jù) vs 車控指令）對帶寬和延遲的競爭關系。

4.3 任務調(diào)度與執(zhí)行時間分析 (Task Scheduling )

深入 ECU 內(nèi)部的微觀分析。

  • 研究不同任務劃分、調(diào)度策略（如固定優(yōu)先級、動態(tài)優(yōu)先級）對系統(tǒng)行為的影響。
  • 分析 WCTT (Worst-Case Traversal Time)假設下的任務響應時間。
  • 價值：輔助軟件架構設計，優(yōu)化 CPU 負載均衡與任務優(yōu)先級設置。

4.4 架構方案對比與設計空間探索 (Design Space Exploration)

支持What-if Analysis的快速推演。

  • 一鍵對比不同系統(tǒng)架構方案（如不同的網(wǎng)關位置、不同的以太網(wǎng)骨干網(wǎng)拓撲）。
  • 價值：為架構師提供“數(shù)據(jù)支撐的決策依據(jù)”，避免憑經(jīng)驗拍腦袋。

4.5 端到端時序可視化 (Timeline Visualization)

讓數(shù)據(jù)流的傳輸過程“清晰可見”。

  • 以甘特圖（Gantt Chart）形式，展示數(shù)據(jù)流在 ECU 處理、交換機轉(zhuǎn)發(fā)、鏈路傳輸?shù)娜^程。
  • 直觀呈現(xiàn)排隊延遲、整形延遲及傳輸沖突點。
  • 價值：幫助工程人員快速定位造成網(wǎng)絡擁塞的“罪魁禍首”。

5. 典型應用場景 (Typical Use Cases)

結合北匯信息的工程實踐，RTaW-Pegase典型應用場景如下：

場景一：架構設計初期的方案選型

痛點：在車型研發(fā)早期，需要確定是將功能集中在域控制器，還是分布在區(qū)域控制器？以太網(wǎng)帶寬是選 100M 還是 1G？

RTaW 解決方案：建立多種候選架構模型，導入預估的流量矩陣，對比各方案的負載率與端到端延遲，選擇性價比最優(yōu)解。

場景二：TSN 網(wǎng)絡設計與參數(shù)配置

痛點：TSN 協(xié)議（如 802.1Qbv）的調(diào)度表設計極其復雜，手動配置極易出錯。

RTaW 解決方案：自動計算滿足時序要求的 TSN 調(diào)度配置（Schedule），并驗證其在網(wǎng)絡高負載下的確定性表現(xiàn)，確保關鍵控制流“零丟包、低抖動”。

場景三：性能瓶頸分析與優(yōu)化

痛點：實車測試發(fā)現(xiàn)某功能響應慢，但無法定位是網(wǎng)絡擁堵還是 ECU 處理慢。

RTaW 解決方案：通過全鏈路時序分析，定位延遲。例如，發(fā)現(xiàn)延遲主要源于網(wǎng)關的路由轉(zhuǎn)發(fā)排隊，從而針對性地優(yōu)化路由策略或提升網(wǎng)關性能。

6. 總結

RTaW 不僅僅是一個仿真工具，它是汽車電子電氣架構師的“計算器”與“顯微鏡”。通過與北匯信息的 TSN Coresolution工具鏈配合使用，我們?yōu)榭蛻籼峁┝藦奶摂M設計仿真到物理實車驗證的完整閉環(huán)解決方案。

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