盘点主流智能汽车电子架构

盘点主流智能汽车电子架构本文对几家主流智能汽车的架构设计概念进行了技术分析，并对几种智能汽车的架构设计概念进行了评价。1.智能汽车电子架构研究现状传统分布式汽车电子电气架构的设计思想为硬件定义规格，硬件架构采用CAN总线网络和分布式功能单元，单功能单控制器，软硬件不能解耦，专用传感，专用控制器，专用算法。传统汽车电子电气架构面对汽车“四化”的挑战和需求难以支撑，汽车行业主要企业都给出了自己的解决方案，对未来智能汽车的电子电气架构进行了思考，提出了新型的汽车电子电气架构概念。（1）博世博世作为整车Tirel供应商的重要代表，提出了未来智能汽车电子电气架构的演进方向（图1）。从整个演进过程分为6个阶段：分布式功能模块、功能模块合并、多域控制器架构、功能域逐渐融合阶段、域融合终极阶段汽车大脑，最后远景云端计算阶段。博世汽车电子电器架构的演进概念清晰指明了未来汽车电子电气架构算力会逐渐集中化，最终会发展到云端计算。当前架构主流处于功能模块合并阶段，正在朝多域控制器架构方向发展。

time手Domainorientedcentrali2ation{DCU&)*Standardzationofbesiccontroller»time手Domainorientedcentrali2ation{DCU&)*Standardzationofbesiccontroller»VISION辛Transferoformb^ddsdlfunctjonsintoth■&cloudVehicleComputer*Fusion□(allDCUsinonecentralizedvehiclecomputer图1博世汽车电子电气架构演进路线图2）联合电子联合汽车电子有限公司面向未来智能汽车，设计开发了扩展型域控制器平台，将于2020年实现量产。联合电子设想未来汽车电子电气架构分为三层（如图2），顶层为云服务平台，中层为计算与控制，下层标准化的执行器和传感器。中层计算与控制包括五个功能域的主控和以太网主干网、车载无线通讯共七个架构主要构成元素。联合电子面向未来智能汽车的架构思路为集中式域控制器架构。faSift?F述爲左通出&黑缶注螳控制虫联曲前暹记乘fSHUW怦皑自$护羽扯阵馬■遐避员拥抽菲于V2X的妄全自动尊脱— -皿洞主T弗苴主拽cCAMfaSift?F述爲左通出&黑缶注螳控制虫联曲前暹记乘fSHUW怦皑自$护羽扯阵馬■遐避员拥抽菲于V2X的妄全自动尊脱— -皿洞主T弗苴主拽cCAM(2CAH口口口CertraiOspteiy口CW1城主楼Danp^信息娱乐城 车昂域动力总成坡 底盘域 辅助『自动驾駛城图2：联合电子未来汽车电子电气架构（3）安波福安波福提出了智能汽车架构的概念以适应自动驾驶的需求。针对未来的智能汽车电子电气架构，安波福提出了“大脑”与“神经”结合的方案（如图3）。其主要由三个部分组成，一是中央计算集群，二是标准电源和数据主干网络，三是电源数据中心。安波福的智能汽车架构关注三大特性，一个是灵活性，二个是生命周期内持续更新性，三是系统架构相对容错性和健壮性。4*"umirvmaldoeAcrr^GHtdZ0wwiwlkiiri^r■*" •住4*"umirvmaldoeAcrr^GHtdZ0wwiwlkiiri^r■*" •住UNIFIEDPOWERANDDATABACKBONESimi3iifiiidrmodkildr.andautCHTmAblfrhaflM£iMhrt血gy『de呦nforradundMnfflwiKteviaduaMiimgi图3安波福智能汽车架构（4）丰田丰田面对智能网联的新需求，丰田汽车设计了基于中央+地方（Central&ZoneConcept）概念的电子架构（如图4）,主要包括三部分：汽车大脑或中控ECUs负责计算和信息处理；跨区域通讯网络以车载以太网为主干网提供高带宽通讯能力；跨区域控制器作为某区域的输入输出主控单元，构建汽车中央计算单元的神经网络。ZenaDcxxAACrossdomainZoneECUsaszonespecifici/OmasterswhichactasanneuralnetworkforcentralECUsCrossZoneCorrmnunicationHighbandwidthcommunication'k；ZaneRcjtRightVehideCamputer/CentraIECUsascentralcalculationunits(brains)andinformationproviderZcneDriver■■ZonaDewFL'k；ZaneRcjtRightVehideCamputer/CentraIECUsascentralcalculationunits(brains)andinformationproviderZcneDriver■■ZonaDewFLZaneCoarRLL',k~1■-I\ZOfflTRktMZuiaRos*PasDangerCoinpfln™ni图4丰田中央/地方概念的电子架构5）特斯拉特斯拉最大的特点了是实现了“软件定义汽车”，汽车向移动的智能终端进化。公开消息了解，特斯拉Model3的电子电气架构只有三大域：中央计算模块（CCM）、左车身控制模块（BCMLH）和右车身

控制模块（BCMRH）。其中中央计算模块（CCM）整合了信息娱乐系统（IVI）、辅助驾驶系统（ADAS/Autopilot）和车内外通信三部分。特斯拉的电子架构通过中央计算模块（CCM）对不同的区域控制单元及其部件进行统一管理，对传统汽车电子架构进行了全方位的创新，实现了“软件定义汽车”，加快了汽车产品迭代速度。该架构的好处显而易见：算力集中化、服务附加值提升、内部拓扑结构简化。（6）华为世界智能网联汽车大会上（2019），华为轮值董事长徐直军再次解读了华为汽车业务，也再次解读了华为面向未来汽车的“计算+通讯”CC架构（如图5）。华为提出的CC架构采用分布式网络+域控制器的架构，将车辆分为三大部分：驾驶、座舱和整车控制，并推出了三大平台：MDC智能驾驶平台、CDC智能座舱平台和VDC整车控制平台。该架构可做到软件可升级、硬件可更换、传感器可拓展。分布式网关计算■通信（丸架构分布式网关计算■通信（丸架构｝韬能座舱*整车控制*智能驾辱CDCIVDCIMDC图5华为L4级的自动驾驶汽车架构分析以上6家智能汽车电子电气架构，可以分类为3种：博世和联合电子为基于功能域控制器的集中化架构；丰田和特斯拉为基于区域控制器和中央计算的架构；安波福和华为基于环形主干网和多计算中心的架构。2.智能汽车电子架构分析对智能汽车进行需求定义是架构开发的第一步，为了科学合理的进行架构设计，需从客户需求、发展趋势、目标市场、法规需求等方面收集并分析。从几方面分析未来智能汽车电子架构基本需求包括高计算性能、高通讯带宽、高功能安全性、高网络安全性、软件持续升级更新能力等。站在整车厂角度，还需具备有效的变形管理，实现相同架构平台下车型谱系间硬件配置灵活多样，具有很好的沿用性和平台公用性。以CAN总线网络为基础的架构已支撑汽车电子架构平台10年的功能需求，汽车网络为了适应智能汽车的发展需要正面临着技术的革新（表1）。

序号醍构需求备注说明雪堂齊收粥主朝国］驾哽方口堀*巨功霰车诵育£牛等圾，买现不同寻级的顾遁有禅2哥博柱能智能容需娶吐理更毎的赞据，执行更豐杂的静艺一需雯特姝换件他速器一如匿除识别，題学*图形显示弯口3圈翻5数据瞎爲尢n罡职瓶-戲光雷迟等騷拓1八汽车电王袈构需娶更屈的1髄醉，更ff!的第延时。4全柱囹能邸:霍翌更离的戈韭丹主性籃换霍更養対关键部件国能冗為分°5礎安主柱玛能汽芽刘腰弃网舉学、快启曙育畐囱的要求，要求散雇烯躍窖冗亲.伕蛊报交壹持加密传珂&e跨朗功能协週載厘为備£间需要甦印训可.如自动驾旺厨守审运前相关刪耐叵L報窸斥证切堤协同旳买fl蚪亠7我忖持養更新升圾为了呼服务，增強吝户粘性’鹹蘇拒厨忡甜届00龙］隆，亞持王瑚朝酋般升圾更新aE有爬厕蛮闿聞甲垄购舉育很好的扩唐氐灵活程可览护牲.活而半同楹憑簸薔的车製谓郭整莹架碉縛忻■£灵附便$表1：智能汽车电子架构的主要需求汇总表有效的电子电气架构开发评估体系是确保架构开发更加科学合理的重要手段。对于架构的评估，一般从三个大的层面分析：首先架构能否满足用户使用需求及未来可能的需求变化；其次架构能否实现车型开发成本最优；再次是兼顾用户需求、开发成本最优的同时，能否满足汽车本身性能配置。本文从以下7个方面评估了上述几种面向智能汽车的电子架构（表2）。表2智能汽车电子电气架构评估表

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