0 序
- 本文首發於華夏EV網、2020年。時至今日，這篇文章雖已過去了2年，今天的我們，對了解當前整車電子電氣架構(EEA)的技術演進仍有一定的參考意義。
- 關鍵詞：
- 整車電子電氣架構(EEA)
- 分佈式架構
- 域集中式架構
- 中央集中式架構
中央計算平臺(CCU)
- 軟件定義汽車時代下，智能汽車的6層架構
導讀
2020年，當我們談論整車電子電氣架構（下文簡稱EEA：Electrical and Electronic Architecture，電子電器架構）的時候，還是談論分佈式架構到域控架構的升級，關於中央計算單元+區域控制器架構，感覺還是遙不可及，按照博世定義的電子電氣架構發展階段（如圖1所示），至少還有大幾年的時間。
圖1 博世定義的EEA發展圖
然而，兩年後的今天，我們眼看各個主機廠的中央計算單元架構都要紛紛落地了。例如：
- 小鵬的X-EEA3.0 中央計算平臺+區域控制架構
- 廣汽埃安的中央計算平臺架構——星靈架構
- 長城的計算平臺架構GEEP3.0
- 理想的LEEA3.0等
圖2 各家的EEA3.0中央計算單元架構
1 理想EEA架構的迭代
EEA架構升級的原因、目的
- 與其他主機廠一樣，EEA的【更新目的】就是爲了解決軟硬件不通用、軟件不可迭代、應用功能固化等問題，實現軟件複用、快速迭代、快速部署。
圖3 架構更新的關鍵點
理想EEA架構的三步走
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理想的EEA發展分三步走：從分佈式架構開始，過渡到域控架構，再到重要中央計算單元架構，如圖4所示。
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分佈式架構主要應用在理想ONE，主要圍繞：NOA自動駕駛控制器和 HU智能座艙控制器展開。
圖4 理想EEA發展
- 域控制器架構將搭載在
L9車型上，整車分爲三個控制域：中央控制域控制器、自動駕駛域控制器、智能座艙域控制器。
- 中央控制域控制器(如圖5所示): 包含動力、車身、部分底盤的功能，主要融合了車身控制器和中央網關，主控芯片爲恩智浦最新的S32G車規級芯片，並且部硬件、系統、軟件的均爲理想研發。
- 自動駕駛控制域器是基於主流的的英偉達Orion來構建的，並且使用了兩片origin芯片
- 智能座艙域控制器是基於高通的8155構建的，也使用了兩片。
理想的中央計算平臺 + 區域控制架構
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理想的域控架構之後的下一代就是：中央計算平臺 + 區域控制器架構，並且會加入
800V快充技術。 -
中央計算平臺(
CCU)與特斯拉FSD的思路一樣，將智能座艙控制和自動駕駛控制，以及車輛控制融合到一個控制器中，但是目前還不清楚是各個功能分離成不同的PCB板，還是全部融合到一塊PCB板上。 -
CCU的功能架構(如圖6所示)，CCU將車輛控制、自動駕駛、智能座艙多域融合，硬件資源共享，數據實時共享。
在硬件上採用各領域內最先進的芯片，並通過高帶寬低時延Switch級聯，實現算力擴展和多域融合；
軟件方面具有高安全，硬實時OS, 中間件及應用運行環境，軟件的性能參數如圖7所示，具有延時低、高算力等特點。
圖6 CCU的內部功能架構
圖7 CCU內部軟件的性能參數
- 區域控制器主要實現數據和能源網關的功能，實現減少線束、能源智能化管理、控制器軟件化，以及實現SOA，軟硬件解耦、控制IO虛擬化、服務化。通過若干個區域控制器和CCU實現環網架構。
圖8 區域控制器內部簡圖
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區域控制器的內部硬件簡圖(如圖8所示)。從圖8來看區域控制器應該是基於域控架構中使用的NXP S32G的迭代，具有高低邊開關、E-fuse等控制，在通信方面有8路CAN、6路Lin和2路以太網。
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PCIe網關可以滿足滿足算力芯片之間的實時大數據交互；解決高帶寬、低延時的痛點需求，實現任意端到端之間的數據傳輸帶寬在20Gb/s以上，並且具備物理隔離。
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TSN網關具備CAN/CANFD/LIN到以太網的雙向協議轉換功能，可以實現TSN協議中的NC/EE/BE不同優先級數據流轉發和數據交換。
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除了架構的升級外，在OS自研、軟件自研方面，理想也有佈局。爲了實現對客戶的需求進行快速響應，並且可以進行算力資源優化來提升用戶體驗，另外也是爲了抓住軟件定義汽車時代的汽車靈魂。
圖9 軟件自研規劃
小結
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不管是新勢力還是傳統主機廠，這兩年都紛紛對自家的EEA架構進行大刀闊斧的革新，都瞄準中央計算單元架構而去，基本明年(2022)都可以落地到量產車型上，從架構理念的先進性，以及主要控制器的主控芯片的先進性來說，都是可圈可點的。
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但是先進架構的掌控能力，性能釋放的能力，以及軟件功底纔是對各家主機廠的真正考驗，並且僅僅是開始，對架構的掌控以及運用需要不斷地摸索、磨合、迭代。這纔是各主機廠下階段的重中之重。
X 參考文獻
來源：汽車ECU開發，作者eng2mot