智能网联汽车电子电气架构（上）

一、家当发展现状1.1 国外整体家当发展现状

什么是电子电气架构？在2007年由德尔福(DELPHI)首先提出E/E架构的观点，详细便是在功能需求、法规和设计哀求等特定约束下，把汽车里的传感器、中心处理器、电子电气分配系统、软件硬件通过技能手段整合在一起；通过这种构造，将动力总成、传动系统、信息娱乐系统等信息转化为实际的电源分配的物理布局、旗子暗记网络、数据网络、诊断、电源管理等电子电气办理方案。

关于汽车电子电气架构演进，行业内谈论最多的是博世提出的电子电气架组成长六阶段，如下图所示。
博世将整车 EEA 划分为六个阶段：模块化（Modular） 、集成化（Integration）、域集中（Domain Centralization） 、域领悟（Domain Fusion） 、整车中心打算平台（VehicleComputer） 、车-云打算（Vehicle Cloud Computing）阶段。
该演进观点清晰指明了未来汽车电子电气架构算力会逐渐集中化，终极会发展到云端打算。
当前主流架构处于功能域掌握器集中阶段，正在朝多域掌握器领悟架构方向发展。

博世 EEA 发展六阶段

为了适应市场对电动化的需求，实现从分布式向集中式电子电气架构转变。

国内外整车企业已开始建立适宜未来的车辆电子电气架构和汽车软件架构，使其可以在不同的车辆操持、开拓单位和组织之间进行折衷，从而提高开拓的灵巧性和创新性，减少开拓韶光与风险。
国外整车企业如特斯拉和大众已实现整车集成至 4 个主控 ECU，实现整车域掌握器软件开拓，实现软硬件解耦设计，并多次通过 OTA 升级整车功能。

特斯拉 Model S、Model X 再到 Model 3 /Y 的电子电气架构演化，推动力是商业模式及技能路径的变革，充分表示了软件定义车辆的技能创新。

特斯拉 Model 3 ECU 图示

目前最有名的是特斯拉 Model 3 采取的架构，如上图。

Model 3 车载中心电脑和区域掌握器架构，采取 Autopilot（自动驾驶） +IVI（信息娱乐系统） +T-BOX（远程信息处理器）三合一打算平台，将三块掌握板集成到同一壳体中，新引入 BCM-F/L/R 三个区域掌握器，实现 ECU 整合并对实行器供电。
彻底抛弃了功能域的观点，实现集中式电子电气架构和区域掌握器方案，通过中心打算模块（CCM） 对不同的区域 ECU 及其部件进行统一管理，并通过CAN（（掌握器局域网） ） 进行通信，并实现了高度集成，高度模块化，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率。
实现了算力集中化、做事附加值提升、内部拓扑构造简化。

特斯拉的准中心打算 EEA 已带来了线束革命，Model S/Model X 整车线束的长度是 3 公里，Model 3 整车线束的长度缩短到了1.5 公里，ModelY 进一步缩短到 1 公里旁边。

特斯拉的集中掌握功能集成在三个域掌握器中，中心打算模块直接整合了智能驾驶与信息娱乐域掌握模块，以及外部连接和车内通信系统域功能，架构方案较之前车型简化，即：AICM（智能驾驶与信息娱乐域掌握模块）：连接各种自动驾驶传感器，综合实行逻辑打算功能，以及完成人机交互；FBCM（前车身掌握模块） /智能配电模块：卖力 12V 的电池、电源分配和热管理的功能；LBCM（左车身掌握模块） 和 RBCM（右车身掌握模块）：分别卖力剩下的车身与便利系统、底盘与安全系统和部分动力系统的功能。

大众为了适应市场对电动化的需求，推出了 MEB 平台，实现从分布式向域领悟电子电气架构转变。

MEB 电子电气架构分为整车掌握器（ICAS1） 、智能驾驶（ICAS2） 和智能座舱（ICAS3） 三大域掌握器。
ICAS1 实现整车所有掌握类功能集成，如高压能量管理、低压电源管理、扭矩掌握、车身电子掌握、网关、存储等功能；其余 ICAS1 连接诊断接口和 T-BOX，实现信息安全设计，并作为 OTA 主控 ECU 实现整车并行刷写。
ICAS2 作为智能驾驶运算中央，通过以太网吸收 ICAS1 的雷达和摄像头信息，实现运算处理，并实现对付制动和转向系统的要求。
ICAS3 采取一机多屏掌握办法，通过以太网吸收 ICAS1 和 ICAS2 的需求。
其余大众推出自身 VW.OS，并采取 Adaptive AUTOSAR（又称 AUTOSAR AP，AUTOSAR 自适应平台） 和 SOA 实现不同运用的集成。

沃尔沃的区域电子电气架构包括 Core System（核心系统） 和 Mechatronic Rim（机电区域） ，如下图 所示。
沃尔沃的 VIU（Vehicle Integration Unit，整车集成单元） 对应不同整车区域的感知、掌握与实行。
沃尔沃的 VCU（Vehicle Computation Unit，整车打算单元/整车掌握器） 对应车载中心打算机，供应整车智能化所需的算力与数据存储。

沃尔沃 EEA 架构示意图

奥迪将采纳中心集群打算方案（Central Computing Cluster ） 。
如下图所示，整车划分为：驱动域、能源域、横纵向掌握域、驾驶赞助域、座舱域、车身舒适域、信息安全域；不同的域之间通过高速以太网来进行信息交互，域内采取 CAN\LIN 等进行实时低速通信；新架构分为传感器与实行器层和承载不同功能的域层； 车辆的中心打算单元会与企业的后台相连接，奥迪的后台会与 HERE 后台相连，接进行数据共享。

奥迪 EEA 架构示意图

1.2 海内整体家当发展现状

目前，海内主流汽车企业三化领悟车型的电子电气架构方案已从完备分布式掌握，进入域集中式掌握。
海内造车新势力普遍直接采取功能域控到域领悟的过渡方案，域领悟方案普遍集中在智能驾驶和智能座舱。

欢迎关注我的微信"大众号：阿宝1990，每天给你汽车干货，我们始于车，但不止于车。

1.2.1 小鹏汽车G9电子电气架构具领先性

势力三强中小鹏汽车在电子电气架构方面走得比较领先，随着车型从 G3、P7和P5，迭代到 G9 的这套X-EEA3.0电子电气架构，已经进入到中心集中式电子电气架构。
凭借领先一代的架构，搭载更高算力SOC芯片及更高算力利用率，小鹏G9或成首款支持 XPILOT 4.0 智能赞助驾驶系统的量产车。

小鹏P7搭载小鹏第二代电子电气架构，具备稠浊式的特点：

分层域控——功能域掌握器（ 智驾域掌握器、车身域掌握器、动力域掌握器等模块）与中心域掌握器并存；跨域整合——域掌握器覆盖多重功能，保留局部的传统 ECU；稠浊设计——传统的旗子暗记交互和做事交互成为并存设计。

因此 CAN 总线和以太网总线并存，大数据/实时性交互均得以担保；以太网节点少，对网关哀求低。

因此CAN总线和以太网总线并存，大数据/实时性交互均得以担保；以太网节点少，对网关哀求低。

小鹏第二代电子电气架构实现传统ECU数量减少约60%，硬件资源实现高度集成，大部分的车身功能迁移至域掌握器，中心处理器可实现支持仪表、信息娱乐系统以及智能车身干系掌握的大部分功能，同时集成中心网关，兼容 V2X 的协议，支持车与车的局域网的通信，支持车与云真个互联，车与远程数字终真个连接功能。

小鹏汽车的智能驾驶域掌握器，集成了高速NGP、城市GNP及停车功能。
小鹏赞助驾驶采取激光雷达视觉领悟方案，与特斯拉的纯视觉方案不同，这就导致两者硬件架构不同，对付通讯带宽、打算能力的哀求也不一样。

小鹏汽车电子电气架构演进历史

小鹏汽车将其X-EEA3.0电子电气架构称为“让智能汽车在未来永不后进的秘密”。
根据公司表露的首搭于 G9的电子电气架构的信息，未来 G9可以升级和优化的潜力较大。

X-EEA 3.0硬件架构方面，采取中心超算（C-DCU）+区域掌握（Z-DCU）的硬件架构，中心超算包含车控、智驾、座舱3个域掌握器，区域掌握器为旁边域掌握器，将更多掌握件分区，根据就近配置的原则，分区接管相应功能，大幅缩减线束。

得益于小鹏汽车的全栈自研能力，新架构做到了硬件和软件的深度集成，不仅实现软硬件解耦，也实现软件分层解耦，可使得系统软件平台、根本软件平台、智能运用平台分层迭代，把车辆的底层软件和根本软件与智能、科技、性能干系的运用软件分开开，在开拓新功能时，只须要对最上层的运用软件进行研究和迭代就可以，缩短了研发周期和技能壁垒，用户也能够享受到车的快速迭代。

系统软件平台：基于外购代码做部分定制开拓，随整车根本软件平台冻结而冻结，可复用于不同车型；根本软件平台：多个整车根本功能软件均形成标准做事接口且在车辆量产前冻结，可复用于不同车型；智能运用平台：如自动驾驶、智能语音掌握、智能场景等功能，可实现快速开拓和迭代。

X-EEA 3.0 数据架构方面，域掌握器设置内存分区，升级运行互不干涉，便用车边升级，30分钟可升级完成。

通信架构方面，X-EEA3.0 在海内首次实现了以千兆以太网为主干的通信架构，同时支持多通讯协议，让车辆在数据传输方面更快速。
从G9 搭载的新一代电子电气架构可以看出，小鹏在骨干网络的培植和面向 SOA 的方向起步较早。

X-EEA 3.0 电力架构方面，可实现场景式精准配电，可根据驾驶、第三空间平分歧用车场景按需配电，比如在路边等人时，可以只对空调、座椅调节、音乐等功能供电，其他部分断电，这样就能实现节能耗节省，提高续航里程。
车辆定期自诊断，主动创造问题，勾引维修，以科技手段赋能售后。

小鹏汽车第三代电子电气架构实现千兆以太网+中心打算+区域掌握

1.2.2 极氪001汽车电子电气架构

极氪汽车已量产（车型：极氪 001） 的电子电气架构是功能域集中式架构 ，由四大功能域主控承担整车级别的各域功能逻辑软件支配中央的角色，将绝大多数传感器和实行器的掌握逻辑与整车功能运用进行分离，大部分普通 ECU 作为纯粹的传感和实行掌握单元，功能域内跨子系统和子系统内部的逻辑接口交互在域控内部即可完成，跨域信息交互通过 Flexray（高速容错网络协议） 和以太网为主干网的双网实现。
ECU 实现功能业务运用和实行器掌握逻辑的解耦，功能接口模块化、标准化、开放化。
在电子硬件集成度上，域控集成了大量的大略 I/O 驱动 ，繁芜的实行器和传感器作为独立的电子单元通过CAN/LIN/A2B/LVDS 等网络连接在各自的域控上，一定程度上缩减了 ECU 数量、降落了整车本钱。

极氪汽车 EEA 架构示意图

1.2.3 华为CCA架构

华为基于自身的 ICT 技能为积累，推出华为 CCA 架构为根本的全栈式办理方案。
个中底层的根本是“打算+通信”为核心的 CCA 架构，用以太环网作为车载通信主干网络，实现了“功能域”+“区域”的集成。
以太环网+VIU 区域掌握器构建车内通信架构。
整车网络架构设置 3-5 个 VIU，相应的传感器、实行器乃至部分 ECU 就近接入，实现电源供给、电子保险丝、I/O 口隔离等功能。
VIU 之间通过高速以太网的环形网络进行连接，确保整车网络高效率和高可靠。
在整车通信架构之上，设置智能座舱域掌握器 CDC、智能驾驶域掌握器 MDC 和整车掌握VDC，共同完成信息娱乐、自动驾驶、整车及底盘域的掌握。

1.3 国内外架构整体方案比拟

总体而言，海内整车企业电子电气架构整体方案与国外传统整车企业方案相称，都处在功能域控或功能域控到域领悟的过渡阶段。

不过，海内方案相比拟在行业内处于领先地位的特斯拉架构方案，大概有 3~5 年的的差距，这些差距紧张表示在：

a. 功能软件设计模型方面，海内整车企业自主设计车载核心功能较少，短缺开拓和验证能力积累。

b. 架构设计的模型库方面，尤其是在智能驾驶功能方面，国外主流整车企业在开拓智能驾驶功能时均基于较为完善的功能模型库进行设计和验证，以确保智能驾驶的可靠性和安全性。
而海内各整车企业在智能驾驶功能模型的开拓领域还处于空缺阶段，大部分须要依赖国外供应商或者第三方技能支持才能开展智能驾驶设计事情。
其余，智能驾驶的场景数据库也是目前海内整车企业的储备软肋。

c. 掌握器底层软件方面，市场底层软件多为国外产品，我国产品的运用范围少、用量少，很难发展完善；

d. 主流车载总线技能方面，技能被国外垄断，难以知足海内智能网联汽车在通信方面需求；

e. 汽车电子根本软件方面，国外汽车行业已较成熟（日本汽车软件标准化组织 JASPAR和欧洲 AUTOSAR 体系） ，而海内属于发展初期。
其余，汽车电子底层软件紧张依赖国外零部件供应商。

f. 网络架构设计方面，智能网联汽车的通信网络须要知足大带宽、高实时性的哀求，车载以太网作为车载网络中的主干网是新型网络架构的一定趋势。
国际上基于车载以太网的新型网络拓扑构造以及通信协议已经基本成型，而海内车载以太网的研究和运用较少，无法在车载以太网标准发布后快速进入运用阶段。

g. 冗余技能方面，冗余技能在担保未来智能汽车安全性和可靠性方面具有十分主要的浸染，国际上领先的电子电气架构研发团队提出多种冗余办法，将冗余技能运用在全体电子电气架构的开拓过程中。
海内目前更多将冗余技能运用于高等别自动驾驶系统的开拓中。

二、家当技能发展趋势2.1 电子电气架构演进

传统汽车采取的分布式 EEA 因打算能力不敷、通讯带宽不敷、不便于软件升级等瓶颈，无法知足现阶段汽车发展的需求，EEA 升级将助力智能汽车实现超过式改造。
博世提出了众所周知的电子电气架构技能路线图，并描述了未来电子架构的紧张特色及可能的实现韶光点。
个中的两个主要标志性节点依然值得强调，即 DCU（域掌握器） 或 HPC（高性能打算机）平台的涌现，以及统一的根本软件平台的涌现，标志着 EEA 的实质进化。

a.在基于域控的集中式架构之下，各个功能部件均成为独立的域，在每个域之下有相应的掌握功能凑集。
域与域之间可以做到安全隔离，也可以根据需求进行通信和互操作，形成类似以太网总线上的打算机局域网，变成了疏松耦合的架构。
各域掌握器完成各自的的数据处理，并在域本地完成决策，只通过中心网关与其它域掌握器交流所需数据。
个中，与自动驾驶干系的传感数据由自动驾驶域掌握器处理后进行决策。

b.跨域领悟架构：为进一步提升性能，知足协同实行又减少本钱，跨域领悟集中化方案应运而生，即将两个或者多个集成型域掌握器合并为一个域掌握器。
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掌握器硬件，达到部分程度的中心域控。
该架构示意图如下图所示：

c.在未来，随着高等别自动驾驶的规模化运用，汽车电子及软件功能大幅增长，架构形式将向基于中心打算平台的整车集中式电子电气架构演进：各采集、实行节点将原始数据通过网关传输到中心掌握器处理，所有数据的处理与决策制订都在这里完成。
个中，与自动驾驶干系的传感数据也将由中心掌握器处理后进行决策。

d.终极电子电气架构将向车路云协同架组成长。
车路云协同架构是利用新一代信息与通信技能，将车、路、云的物理层、信息层、运用层连为一体，进行领悟感知、决策与掌握，可实现车辆行驶和交通运行安全、效率等性能综合提升的一种信息物理系统。

而整车中心集中化阶段和跨域领悟阶段的实质不同是：

一，软硬件完备分离，且所有的ECU/DCU 共享同一套根本软件平台。

二，相互独立的功能运用搭载在一套高算力的车载打算机（HPC） 上，且它的算力远超阶段二的 DCU。

三，根本软件平台+功能独立+HPC 将带来规模化，即一套架构可以承载任何形式、数量的功能及做事。

2.2 整车打算平台形态演进

整车打算平台紧张分为三个部分，自动驾驶集成平台（ADIP，Automated Driving Integration Platform） 、车控集成平台（VIP，Vehicle Integration Platform） 以及座舱集成平台（CIP，Cockpit Integration Platform）。

VIP 的紧张功能范围是集成动力掌握、车身掌握、网关功能以及区域掌握器掌握和管理；

ADIP 的紧张功能范围是高阶自动驾驶、驾驶赞助以及车辆运动掌握；

CIP 的紧张功能范围是娱乐以及网联的功能集。
同时它们之间都有功能交集，正是由于这些功能交集的存在，整车打算平台的形态也会存在多种，如下图：

整车打算平台功能交集（博世）

针对 ≤ SAE Level 2+ 运用处景，如下图所示有三种模式：

整车打算平台三种模式（≤ SAE Level 2+）

Pattern A: 三个集成平台之间相对独立，适宜于 L2+运用；

Pattern B1: CIP 集成了 L2+的驾驶赞助功能；

Pattern B2: VIP 集成了 L2+的驾驶赞助功能；

Pattern C: xIP（Cross-domain Integration Platform，跨域集成平台） 集成了所有，常日 ADIP 和 CIP 整合在一起也属于这个范畴；

Pattern B2 方案，目前的办理方案紧张还是外扩一个单独的算力芯片进行驾驶赞助的感知等处理。

Pattern B1 方案，目前以及下一代的座舱芯片已有足够的算力去直接集成驾驶赞助的功能，无需单独的硬件芯片，一些整车企业已经把集成停车功能作为第一步，进一步集成 L2+的行车功能。

VIP 功能紧张用来实现动力掌握、网关以及车身等根本功能，对付实时性有很高的哀求。
驾驶赞助功能因此数据驱动的开拓办法，持续频繁地进行软件迭代。
把 VIP 和赞助驾驶功能糅合在一起，繁芜程度会很大，并且在本钱效率上也没有明显上风。
因此 Pattern B1 方案会优于 Pattern B2 方案。

总体而言，Pattern A 目前仍旧会是实现 L2+的紧张架构形式，单独的 ADIP 许可接入更多的传感器，可以实现更多的功能场景；针对 L2+的运用，Pattern B1 会优于 Pattern B2；长期发展方向会向着 Pattern C 去演化。

针对 ≥ SAE Level 3 运用处景，如下图所示有三种模式：

整车打算平台三种模式（≥ SAE Level 3）

针对≥L3 运用，自动驾驶的冗余是必要的：

Pattern A：ADIP 内部或外部冗余

Pattern B1: ADIP 和 CIP 组成冗余

Pattern B2: ADIP 和 VIP 组成冗余

Pattern C: xIP 内部实现冗余

总体而言，针对 L3 或以上的运用，Pattern A 优于 Pattern B1，Pattern B1 优于 Pattern B2；长期发展方向会向着 Pattern C 去演化。

2.3 构建 SOA（面向做事架构）

2.3.1 SOA

面向做事的架构 SOA（Service-Oriented Architecture） 是一种软件架构设计的理念和方法论，也是 IT 行业企业软件的一种主流架构风格，是一个架构组件模型，将软件组件（称为做事） 通过定义良好的标准接口和做事左券联系起来。
SOA 架构需从传统电子电气架构的“面向旗子暗记”转变为“面向做事”，将功能独立出来。

其核心内涵即从实质上通过复用、松耦合、互操作等机制来提高软件质量、加快软件研发效率、使研发出来的产品能够交互并灵巧适应业务变革。

目标是如何最大限度地减少运用（或业务） 变革对已支配或正在运行的软件系统带来最小的冲击，以知足长期管理的需求，实现做事架构随运用变革可持续性蜕变。

2.3.2 软件的工业化生产

面对车载软件弘大且仍在增加的软件代码量，汽车行业开始借鉴 ICT（信息通信技能）行业的“软件工厂”理念。
比如戴姆勒旗下的全资软件开拓公司 MBition 正在打造软件工厂，根据开拓项目需求，通过对软件组件的标准化、构造化利用，实现快速开拓。
正如传统制造业在上世纪初引入福特式流水线生产那样，软件开拓也正在从“定制化手工制作”向“自动化产线制造”转变。

软件工厂需为开拓者供应可行的软件框架、配套的开拓指令、预设的程序模板、可复用的代码以及伴随开拓进程可以连续测试的环境。
在此根本上，当软件工厂收到一项开拓需求时，开拓者能够根据工厂现有能力拆解需求模块，并将其分配至各个“产品线”，每个产品线再根据新需求识别可以复用和须要新开拓的部分，判断开拓事情所需资源，末了支配开拓、测试工具并完成任务。
比较于传统的“手工”开拓模式，软件工厂可以提升软件产品的同等性、品质和开拓效率，提前识别开拓事情量，前置风险，使全体开拓和支配流程更可预测，大大提升了车企对软件事情的资源配置和进程管控能力。

2.3.3 软件与做事成为差异化的关键

汽车电子电气架构的变革使得汽车硬件体系趋于集中化，软件体系的差异化成为汽车代价差异化的关键。
科技公司进入汽车行业推动了供应链生态体系的变革，汽车家当链逐渐从整车企业、一级、二级供应商的线性关系演化为更加繁芜的整车企业、供应商和科技公司均参与的汽车新生态体系，以及全体家当覆盖汽车全生命周期的网状关系。
商业模式上也从出售汽车硬件发展为出售硬件与后续做事的转变。
研发流程也从软硬件集成开拓转变为软硬件解耦的独立开拓。
新的整车电子电气架构构成了未来智能网联汽车的核心，软件和做事能力将成为未来汽车家当里最为主要的竞争力。

2.3.4 标准化的软件架构将逐步建立

汽车软件架构走向分层化、模块化，使得运用层功能够在不同车型、硬件平台、操作系统上复用，并且可以通过标准化接口对运用功能进行快速迭代升级。

未来随着智能网联汽车的运用处景越来越丰富和逐渐固化，在面向做事设计思想下，在容器化和虚拟化技能的支持下，汽车硬件设备趋向于具备通用性、算例化和标准化特性。
系统软件和功能软件将是汽车行业技能研发和运用的重点。
整车企业将更多聚焦在产品定义、运用算法开拓及系统集成匹配等方面，而底层共性的根本软件架构等可由专业的供应商供应。

2.3.5 汽车家当格局将被重塑

在软件定义汽车时期，整车企业为了节制主导权并降落高昂的研发本钱，每每会选择直接与具备较强的独立算法研发能力的软件供应商互助，因此这些软件供应商一跃成为了 Tier1厂商。
未来，软件供应商的盈利模式有望发生转变，根本平台开拓以容许费的形式收费，功能模块以版权费的形式收费及定制化的二次开拓用度等。
“硬件预埋，软件升级”成为当下车企的主流策略，至 2025 年将成为 L3 及更高等别自动驾驶发展的关键节点，具有领先软件和算法能力的车企、软件供应商有望得到主要发展机遇。

从长期来看，SOA 将重构汽车生态，汽车行业或将复制 PC 和智好手机的软件分工模式。
车企可通过自建或与供应商互助搭建操作系统和 SOA 平台，引入大量算法供应商和互助伙伴等形成开拓者生态圈，汽车行业高下游参与者各自的角色与定位将发生根本。

2.4 通信架构升级

随着新一代架构的发展和自动驾驶的运用，车载网络技能的发展趋势为高带宽、低延时、高可靠、车云协同。
汽车网络通信系统朝向多网络、高带宽、低延时、多冗余、高可靠等方向发展，同时冲破核心技能垄断，提升自主化率，逐步实现引领超越。

车载网络技能趋势

估量至 2025 年，CANFD-XL、10Base-T1S、2.5G+Base-T1 等车载总线技能将趋于成熟，逐渐量产运用。

估量至 2025 年，随着中心打算+区域掌握器的架构逐渐履行，将逐渐发展为以 1G+车载以太网为骨干网的网络架构，结合 AVB/TSN、SOME/IP、DDS 等传输协议，办理低时延、高带宽、高同步、高冗余运用处景传输需求。

通信技能正在快速演进中，从 CAN 到 CANFD 到 CAN XL，从 100M 以太网到 1G 以太网到 2.5G 以太网，乃至 10G 以太网的技能。

自动驾驶须要以更快速率采集并处理更多数据，传统汽车总线无法知足低延时、高吞吐量哀求。
因此，集带宽更宽、低延时等诸多优点的以太网有望成为未来车载网络骨干。

2015 年首个车载以太网规范 100Base-T1 发布，仅须要一对双绞线进行传输，可以减少 70-80%的连接器本钱，减少 30%以上的重量，并且能够有效的知足车内 EMC（电磁兼容性） 电磁滋扰的哀求。
随着 1000BASE-T1 以及更高带宽 NGBase-T1 以太网标准的不断推出，以太网有望成为未来智能汽车时期的车载主干网络。

不过为了不使零部件本钱和线缆重量急剧增加，并且尽可能降落技能升级带来的安全风险，各域内依然保持 CAN/CAN FD 的连接架构。

2.5 功能安全、网络安全升级

随着汽车智能化程度的不断提高，面对车内外通信的繁芜环境和未知情形，必须提高安全策略级别以应对繁芜多变的外部环境。
汽车架构的初期设计中需充分考虑安全保障，并在在全体产品利用生命周期内确保安全性。

根据新一代电子电气架构的正向开拓办法，利用用户思维、软件思维和硬件思维从整车、系统和部件的角度开展从上到下的架构设计，将安全体系融入个中，并在汽车的全体生命周期内对安全保障进行掩护。
汽车的智能化使得监管和法规将《机器人安全总则》 三法则延伸到汽车家当上。
以是最近这十年来，汽车安全的监管和法规呈现三个趋势：

从结果安全逐步向架构、设计、开拓、构建、集成与测试、生产制造等全过程安全 可控扩展；

从功能安全向网络、数据、隐私等安全与合规扩展；汽车数字体验须要不断地获取数据和做事，而且功能要始终保持更新，因此必须从一开始就在系统开拓中考虑数据安全；

从整车安全向每个部件安全扩展。

2.6 打算芯片短期分解与长期领悟

2.6.1 自动驾驶高性能芯片的定制化

由于自动驾驶算法仍具有高度不愿定性，芯片方案需兼顾目前 AI 算法的算力哀求和灵巧性，GPU（图形处理器） +FPGA（现场可编程逻辑门阵列） 的组合受到大多数玩家的青睐。
当自动驾驶技能路线相对成熟且进入大规模商用的阶段后，GPU 也难以胜任对更多空间信息的整合处理，须要定制的专用集成电路 ASIC（特定用场集成电路） 。

ASIC 芯片可在相对低水平的能耗下，提升车载信息的数据处理速率，虽然研发和首次“开模”本钱高，但量产本钱低，是算法成熟后空想的规模化办理方案。

然而，鱼和熊掌不可兼得，低功耗、大算力、可编程灵巧性（以应对算法的快速升级） 在短期内是无法完美兼顾的。

多核 SoC 将成为未来智能座舱主控芯片的主流。
丰富生态的中控大屏系统、“一芯多屏”系统、AR-HUD 等多屏场景需求须要多核 SoC 进行支持。
多核 SoC 芯片技能办理方案发展呈现多样化，如车机主控芯片+MCU 兼顾安全的方案以及集成式的座舱域掌握器方案。

2.6.2 芯片的长期兼容与领悟

远期来看，卖力不同域的芯片架构将呈现兼容与领悟趋势。

如前文所述，短期内自动驾驶高性能芯片和座舱主控芯片分别演进。
究其缘故原由，座舱运用处景和芯片性能哀求已相对明晰，并且消费电子级芯片可知足座舱现有场景需求，消费电子芯片可以利用规模上风实现低本钱商业化开拓；相反，自动驾驶技能路线尚不成熟，其人工智能算法所哀求的芯片性能远高于目前消费电子芯片的能力，因而在自身技能路线选择下进行高本钱、小规模开拓运用。

据罗兰贝格预测，2030 年往后，随着自动驾驶技能路线的逐渐成熟，高性能芯片进入标准化、规模化生产阶段，其与座舱主控芯片进一步向中心打算芯片领悟，从而通过集成进一步提升运算效率并降落本钱，但由于自动驾驶和座舱安全哀求不同，知足安全哀求将成为领悟的条件。

三、问题和寻衅3.1 根本软件平台规范、接口分歧一，做事化架构刚起步

3.1.1 平台规范层面

对付车载根本软件来说，如何知足整车电子电气架构变革的需求，是值得深入磋商的关键问题。
一方面，根本软件平台须要统一标准并兼容不同整车企业的运用，另一方面，根本软件平台安全性须要重点加以考虑，并给出系统性办理方案。

无论是域集中式架构还是基于中心打算平台的架构，整车功能设计，掌握逻辑都离不开高性能打算单元。
高性能打算单元的引入增加了根本软件平台的繁芜度，整车功能设计如何把握和驾驭这种繁芜度成为紧张问题。

同时，基于 SOA 的整车设计和功能做事化理念也对根本软件平台产生了主要影响，如何知足新的设计和功能，实现未来需求也是亟待办理的问题。

电子电气架构根本软件平台技能和测试哀求的标准化和规范参考有助于形成软件定义汽车的行业共识，降落整车企业、零部件供应商等之间的沟通本钱，实现运用软件复用，提高开拓效率。
不过海内汽车根本软件平台家当及标准化及家当发展刚起步，各行业组织或企业切入办法和领域不同，有待形成进一步的共识。

与此同时，根本软件平台的安全性也应从整车电子电气架构视角考虑信息安全、功能安全、通信安全等。

3.1.2 接口层面

接口标准化紧张是为智能驾驶、智能交互等运用供应标准化的运行环境和做事，知足不同硬件外设可扩展、即插即用以及功能/运用软件包可升级、可复用，高效实现和互操作，实现软硬件分层解耦，知足跨平台、跨车型、可扩展等哀求。

当前汽车传感器、实行器等设备的物理接口、电气接口和通信接口还未实现标准化。
以实行器为例，实行器的物理接口受限于供应商及整车企业的支配以及产品延续性等成分，其标准化进程较为困难，目前只局限于单个供应商内部的标准化或是单个整车企业内部的标准化。

实行器的电气接口当前多数为硬线驱动，由于实行器的驱动办法不同，导致其硬线的电气接口也不尽相同；但这些年已逐步向 CAN 或 LIN 接口的智能实行器方向发展，节省大量的硬线线束与 ECU 硬线接口，省去了接口电路的匹配事情，诊断与刷写程序更加便捷，状态监测以及故障诊断信息更加丰富，为 ECU 电气接口的通用化、标准化供应了保障；而实行器的通信接口标准化目前还局限于单个供应商内部或是单个整车企业内部，待电气接口标准化后逐步完备。

此外，在远程做事和车云通信方面，除了 GB/T 32960《电动汽车远程做事与管理系统技能规范》 规定了电动汽车远程做事与管理系统中协议构造、通信连接、数据包构造与定义、数据单元格式与定义，其他智能驾驶车辆功能的车云交互数据种类、格式、协议以及旗子暗记各种属性的标准化事情暂未有统一性的成果发布。

智能网联和智能驾驶技能正在日月牙异的进化中，各汽车企业开拓和运用电子电气架构的技能路线互异，架构做事化程度互异，设备抽象和原子做事数据构造标准化对实现软件定义汽车有着显著代价，同时接口标准化事情刚刚起步也面临着极大的寻衅。

3.2 自主开拓操作系统内核和虚拟化软件的寻衅。

随着汽车电子电气架构的发展，分布式架构向集中式架构过渡，这须要域掌握器在软件层面利用虚拟化技能在一个处理器上集成多个操作系统与运用系统。

虚拟化软件层作为支持多个操作系统内核和运用系统同时运行的根本模块，其安全性、隔离性和时延小成为系统的关键要素。

操作系统内核和虚拟化软件是底层操作系统最为核心的根本模块，同时也是保护系统安全的核心组件。

智能网联汽车的分外属性，哀求操作系统内核和虚拟化软件该当知足高实时、高安全、高性能和高可靠性。
在功能安全和信息安全方面面临着极其严苛的磨练。

3.3 工具链层面缺少从电子电气架构观点设计到产品系列开拓的全过程的协同开拓平台。

针对汽车电子电气系统繁芜的开拓过程，比如急剧增加的车型功能特性及繁芜度、不同技能职能部门干系职员参与与设计交互、不同车型的特性配置管理与方案评估等，电子电气系统设计工具需供应给用户一个完全的协同开拓平台，支持从电子电气架构观点设计到产品系列开拓的全过程。

当前工具链多为国外企业供应，车规级芯片工具链平台，包括操作系统、集成开拓环境（IDE） 、编译器、调试与烧录工具、开拓评估套件、底层驱动库、USB 协议栈、TK 产品运用开拓包、无线产品运用开拓包，以及和实时操作系统供应商互助开拓的嵌入式操作系统板级支持包。

但在面向新一代 EEA 的做事化设计方面，短缺成熟工具链支撑，特殊是须要支持团队协作甚至是跨地域的协作模式的做事设计平台，目前国内外较为缺少。

3.4 智能网联化对汽车通信技能提出了大带宽和高实时性的哀求。

通信协议栈是汽车电子电气架构的主要组成部分，基于 CAN 总线的旗子暗记传输已经无法知足全部需求，而新型总线的各种传输协议标准（如：TSN） 还在不断完善，上层运用协议的运用生态还没有构建完成，各整车企业在 SOME/IP、DDS、PCIE 的协议运用仍处于论证阶段。

TSN 国际、海内标准中与车载干系的技能标准尚不全面，并且支持 TSN 技能的芯片没有达到车规级运用。

SOME/IP 通信设计开拓需实现基于做事的旗子暗记设计开拓，即在功能旗子暗记中提取 “做事”，然后进行打包传输，开拓难度高。

3.5 中心打算硬件平台芯片和设计方案尚不成熟

中心集中式电子电气架构下的中心打算硬件平台目前尚无成熟的芯片和硬件设计方案，须要整车与芯片供应商和硬件平台供应商进行同步验证开拓。
同时，中心打算平台对软件开拓能力哀求也很高，需协同根本软件、运用软件、软件集成等资源共同实现软件设计事情。

作者：阿宝说车，微信"大众年夜众号：阿宝1990

本文由 @阿宝说车 原创发布于大家都是产品经理，未经容许，禁止转载

题图来自 unsplash，基于 CC0 协议

该文不雅观点仅代表作者本人，大家都是产品经理平台仅供应信息存储空间做事。