Cadence Design Systems Co-Simulation heißt das Zauberwort

Die Vorteile einer Co-Simulation sind enorm

Um die Vorteile der Co-Simulation noch deutlicher zu machen, soll das regenerative Bremssystem als kritischer Block im HEV-System noch etwas näher betrachtet werden: Um die maximale Energie wiederzugewinnen, muss der bidirektionale Gleichspannungswandler über einen großen Bereich von Spannungsschwankungen simuliert werden. Ein detaillierter Blick auf das Rekuperations-Brems­modul zeigt die wirklichen Vorteile der Co-Simulation. Während der Rekuperationsphase und der Wiedergewinnung der Energie ist das elektrische System stark von den mechanischen Faktoren und Betriebsbedingungen des Fahrzeugs abhängig. Dazu gehören die Verteilung der Bremskraft, der aerodynamische Widerstand, der Rollwiderstand, die Steigung der Straße sowie die Geschwindigkeit und das Gewicht des Fahrzeugs. Solche Einflüsse auf das Verhalten des Gesamtsystems wurden bereits in der mathematischen Welt (MATLAB) modelliert und simuliert. Durch die Co-Simulation dieser zwei Systeme werden alle Annahmen eliminiert, es steht vielmehr eine echte virtuelle Prototyp-Umgebung zur Verfügung. Entwickler können beide Seiten direkt miteinander verbinden, ohne dass man die entsprechenden Modelle in SPICE neu entwickeln muss. Damit lässt sich bei der Modellierung und Analyse des Systems als Ganzes deutlich Zeit einsparen.

Da die Co-Simulation die jeweiligen bereits existierenden Modelle ohne jede Übersetzung nutzt, ergibt sich ein weiterer Vorteil. Die Designs können ohne jeglichen Zusatzaufwand wiederverwendet und Simulationen mit aktualisierten Modellen durchgeführt werden.
Die PSpice-Systems-Option ermöglicht den Entwicklern eine Übertragung von PSpice-Analysedaten in MATLAB mit einem einzigen Mausklick. Dadurch lassen sich kundenspezifische Darstellungen in MATLAB erzeugen und komplexe Berechnungen mit Simulationsdaten in der PSpice-Umgebung mit MATLAB-Funktionen durchführen. Dadurch ergeben sich für den Entwickler drei entscheidende Vorteile:

  • Nutzung aller Post-Prozess-MATLAB-Analyse- und Messfunktionen in einer einzigen, integrierten Systemdesign- und Debug-Umgebung.
  • Simulation der Blöcke auf Algorithmus- und Schaltungs-/Elektrikebene zusammen mit der Wiederverwendung von Test-Benches, Signalquellen und allgemeinen Messungen.
  • Durchführung einer funktionellen Verifikation des Gesamtsystems. Mit dem neuen Flow steigt die Produktivität des Entwicklers und die Qualität der Simulationen wird verbessert. ­Zudem wird das Time-to-Market verkürzt.

Alle komplexen Systeme
profitieren von der Co-Simulation

Bei jedem komplexen System, wie z.B. Wellen-Energiesysteme, Netzwechselrichter (GTIs: Grid-Tie Inverter) mit Windturbinen, Solarenergiesysteme oder IoT-Komponenten, muss der Entwickler mehrere Module in einer integrierten Umgebung modellieren. Der hier beschriebene Ansatz gilt für alle diese und ähnliche Anwendungen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die neue PSpice-Systemoption nun die Modellierung und Simulation eines Multi-Domain-Systems in einer integrierten Umgebung ermöglicht.