智能汽车报告：自动驾驶域控制器、智能座舱域控制器（26页）

行业报告下载 2021年12月06日 05:49 管理员

分布式 ECU 网络是传统汽车重要组成部分。1980 年代随着 IT 技术的起步和兴起，汽车电子化迅猛发展，电控单元（ECU）逐渐成为汽车的重要组成部分。ECU 最早应用控制发动机工作，之后逐渐占领了整个汽车，从防抱死制动系统、4 轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统，到现在逐渐延伸到了车身各类安全、网络、娱乐、传感控制系统等。ECU 大多数是连接至一个或多个系统总线的网络节点，最后由控制器区域网络(CAN)、局域互联网络(LIN)和 FlexRay 等与其连接的各种总线系统构成了汽车中的分布式网络。但急剧增加的 ECU 数量带来诸多弊端。目前随着自动驾驶、智能座舱等功能的发展，汽车装载的 ECU 数量急速增加。90 年代初，平均一辆汽车上 ECU 个数不足 10 个，而现在一辆车上的 ECU 数量可超过 100 个，部分高端汽车的 ECU 数量甚至超过 300 个。大量的 ECU 带来诸多弊端：组成的车载网络规模庞大，使线束成为全车第二重部件，总线长度突破 6km，大大增加制造成本与能耗，也造成算力的冗余浪费；不同的 ECU 采用不同的嵌入式 OS 和应用程序 Firmware，由不同 Tier1 提供，无论是汽车功能的开发还是后期的维护升级，车企均需要和这些供应商分别沟通协作，过程繁琐，汽车开发周期也因此拉长，人力物力成本随之增长；

软硬件强耦合，语言和编程风格迥异，功能更新需同步升级软硬件，导致没法统一维护和 OTA 升级；另外在愈发复杂的线路中保证数据处理以及网络安全将成为难题。域集中式架构是行业公认的汽车 EE 架构变革方案。为解决 ECU 数量快速增加的弊端，行业共识是建立以域为单位的集成化架构，将分散的 ECU 集成为运算能力更强的域控制器（DCU），利用处理能力强大的主控芯片（多核 CPU/GPU）相对集中的控制域内原本归属各个 ECU 的大部分功能。各个域内部的系统互联仍可使用现如今十分常用的 CAN 和 FlexRay 通信总线。而不同域之间的通讯，则需要由更高传输性能的以太网作为主干网络承担信息交换任务。“中央集成+区控制器”架构将是长期趋势。为进一步提升性能，满足协同执行又减少成本，跨域融合集中化方案应运而生,即将两个或者多个集成型域控制器合并为一个域控制器。比如动力域和底盘域的合并、车身域与智能座舱域的合并，座舱域和自动驾驶域再集成至同一控制器硬件，达到部分程度的中央域控。随着高级别的自动驾驶的普及，需要更高的信号传输效率，强大的中央控制器将发挥更大的作用，车中只有一个中央计算平台，区域控制器受中央计算平台统一管理，汽车将成为一部移动的超级计算机兼数据中心。远期形态或为车-云互通模式。当云端得到充分发展后，车端与 5G、边缘计算和云计算技术融合，达到真正的软硬结合、数据驱动，又可形成“车-云计算”的云端互通模式。