下一代整車級架構(gòu)解決方案—區(qū)域控制器

一直有小伙伴，在看到區(qū)域控制器這個名字時，腦袋里就會冒出這樣的疑問：

區(qū)域控制器是什么控制器，和功能域控制器相比，有什么不同？

OEM為什么有必要再去開發(fā)一套全新的區(qū)域架構(gòu)去取代功能域架構(gòu)？

要回答這兩個靈魂拷問，首先需要從市場和技術(shù)趨勢的角度去尋找答案。

從市場趨勢而言，隨著中國乘用車市場發(fā)展趨于飽和以及終端消費群體年齡結(jié)構(gòu)的變化，如何以新穎且差異化的用戶體驗，實用且高端的先進技術(shù)，打造出有市場競爭力的產(chǎn)品，是OEM關(guān)心的重中之重；從技術(shù)趨勢而言，汽車行業(yè)正在進行深刻的技術(shù)變革，電氣化、智能網(wǎng)聯(lián)化的興起，從分布式架構(gòu)進化到功能域架構(gòu)還不能完全滿足新形勢下的各種需求。

因此，OEM和重要的零部件供應商都在尋求一個能滿足以下需求的全新架構(gòu)：包括降低電子電氣復雜度，提高電子電氣架構(gòu)效率，提升總裝生產(chǎn)線效率，實現(xiàn)更快速的開發(fā)和迭代，軟硬件解耦和提升終端用戶體驗等等。

于是，整車集中式架構(gòu)應運而生。具體而言：軟件層面，整車的算力要求進一步集中，功能域控制器將進一步發(fā)展形成車載計算中心（平臺）；硬件層面，為了提高可擴展性、提高通信效率、減少線束長度（重量），I/O等硬件資源將被重新規(guī)劃，打破原有功能邊界，按照區(qū)域劃分，形成區(qū)域控制器，完成功能域架構(gòu)向整車集中式架構(gòu)進化。

那么區(qū)域控制器具體有些什么功能呢？在目前的設計與規(guī)劃中，區(qū)域控制器的功能可以分為三大部分：

區(qū)域供電中心

負責區(qū)域內(nèi)用電器的供電與用電管理，量化用電行為，提高用電效率與安全性。

聯(lián)合電子設計的區(qū)域架構(gòu)中，區(qū)域控制器由兩路整車電源進行獨立供電，并作為二級電源分配節(jié)點，給對應區(qū)域內(nèi)下級控制器/傳感器與執(zhí)行器提供電源與供電管理。同時與智能電網(wǎng)管理模塊（PNG）產(chǎn)品配合設計供電架構(gòu)，構(gòu)成一套完整的可以適應不同自動駕駛等級的靈活的供電方案，如圖所示：

在只需基本電源架構(gòu)時，可以實現(xiàn)功能安全的獨立供電、負載用電情況記錄與分析，并實現(xiàn)用電故障診斷與隔離。在L2.5時，加入PNG產(chǎn)品，針對EPS等要求高的控制器進行隔離處理，滿足用電安全，確保功能安全目標的完成。在L3及以上時，可以在原供電基礎上，增加PNG進行控制器冗余供電的隔離，滿足用電安全，確保更高要求的功能安全目標的實現(xiàn)。

區(qū)域信息中心

區(qū)域內(nèi)通信管理與信息轉(zhuǎn)發(fā)，縮短信息通路，提高通信效率與安全性。

區(qū)域控制器承擔了區(qū)域信息中心或網(wǎng)關(guān)部分功能。目前主流車型的總線帶寬，短期內(nèi)使用CAN-FD已能滿足現(xiàn)有通信需求。當有功能安全需求時，則通過預留的私有CAN進行數(shù)據(jù)備份。考慮到目前新型的SOA需求，區(qū)域控制器也已預留一路以太網(wǎng)，進行大帶寬通信，也能夠支持服務協(xié)議與服務本身的實現(xiàn)，網(wǎng)絡拓撲簡圖如下：

區(qū)域功能與驅(qū)動中心

集成區(qū)域內(nèi)的功能模塊，標準化硬件I/O的采集與驅(qū)動，提高擴展性與通用性。

作為區(qū)域的I/O中心存在，區(qū)域控制器不僅將逐步集成原先功能單一的節(jié)點，而且也將在軟件向計算中心集中的過程中，扮演底層服務提供者這樣重要的角色。同時，新的應用軟件將根據(jù)功能策略、分層功能時延與區(qū)域同步性、代碼復用率、功能可能的迭代速率、功能安全這幾個維度的相關(guān)判斷原則，進行功能的重新劃分。功能劃分后，將會把分配在區(qū)域控制器中的軟件模塊進行原子或基礎服務的封裝，通過SOME/IP協(xié)議供計算中心調(diào)用，為計算中心實現(xiàn)新的復雜功能或特性提供軟硬件基礎。

隨著客戶體驗與自動駕駛對軟件復雜度的日益嚴苛的要求，區(qū)域架構(gòu)的優(yōu)勢將會逐漸體現(xiàn)，聯(lián)合電子將攜手主機廠與各合作伙伴，一起開拓全新的技術(shù)領(lǐng)域，打造更高效，更科技，更有成本競爭力的區(qū)域控制器。

區(qū)域下期預告：

區(qū)域控制器的真面目

編輯：jq