這兩年,各個(gè)主機(jī)廠紛紛在技術(shù)日等大型場(chǎng)合發(fā)布自家的下一代電子電氣架構(gòu),比如小鵬的X-EEA3.0中央計(jì)算平臺(tái)+區(qū)域控制架構(gòu)、理想的LEEA4.0區(qū)域架構(gòu)、廣汽埃安的中央計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)——星靈架構(gòu)、長城的計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)GEEP3.0、大眾的三域架構(gòu)等。
01 蔚來的下一代電子電氣架構(gòu)
與其他主機(jī)廠一樣,EEA更新的目的就是為了解軟硬件不通用、軟件不可迭代、應(yīng)用功能固等問題,實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用、快速迭代、快速靈活部署、軟件平臺(tái)化、代碼高內(nèi)聚低耦合。
下一代的電子電氣架構(gòu)中,蔚來的選擇是區(qū)域控制器架構(gòu),整個(gè)系統(tǒng)由中央計(jì)算單元、區(qū)域控制器和高速以太網(wǎng)構(gòu)建基本骨架,通過三者的協(xié)同,構(gòu)建自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)系統(tǒng),并且提供廣泛的智能互聯(lián)功能。
如下圖所示,環(huán)形拓?fù)洌С諪ail-operational的雙冗余系統(tǒng),具有良好擴(kuò)展性。
圖3 蔚來的下一代電子電氣架構(gòu)
其中中央計(jì)算單元在性能上擁有1000TOPS以上的算力,主頻大于1GHz。結(jié)合之前英偉達(dá)的官網(wǎng)信息,中央計(jì)算單元的主控是英偉達(dá)的Orin芯片,而且是由現(xiàn)有的Adam超算平臺(tái)迭代過來的。
因?yàn)樵?a href="http://www.ttokpm.com/article/zt/" target="_blank">最新的ES7上將搭載蔚來的Aquila 蔚來超感系統(tǒng)。該系統(tǒng)中有一個(gè)Adam超算平臺(tái)。該平臺(tái)的由四個(gè) DRIVE Orin 系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)構(gòu)成,所提供的超過 1000 TOPS 的算力,前兩個(gè)系統(tǒng)級(jí)芯片負(fù)責(zé)處理車輛傳感器組每秒產(chǎn)生的 8 千兆字節(jié)數(shù)據(jù)。第三個(gè) Orin 作為備份,確保系統(tǒng)能夠在任何情況下安全運(yùn)行。第四個(gè) Orin 支持本地訓(xùn)練,通過車隊(duì)學(xué)習(xí)改進(jìn)車輛并根據(jù)個(gè)人用戶的喜好實(shí)現(xiàn)駕駛體驗(yàn)的個(gè)性化。
圖5 蔚來的adam超算平臺(tái)
Adam超算平臺(tái)可以驅(qū)動(dòng)各種智能功能并留出足夠的裕量用于在未來通過 OTA 增加新功能。
對(duì)于區(qū)域控制器而言,其是一個(gè)支持中央計(jì)算平臺(tái)的汽車小腦系統(tǒng),其功能是:
1.分布式邊緣計(jì)算框架;
2.車控仲裁中心;
3.面向服務(wù)通信的信息通信網(wǎng)絡(luò);
4.區(qū)域集中式數(shù)據(jù)中心;
5.整車配電樞紐;
6.獲取智能傳感器的數(shù)據(jù)和控制智能執(zhí)行器的行為;
為了實(shí)現(xiàn)上述的功能,以及實(shí)現(xiàn)上面提到的平臺(tái)化、高內(nèi)聚低耦合、高重用性、靈活部署的特性,軟件必須是面向服務(wù)的架構(gòu)、廣泛的采用中間件(SOME/IP、DDS等)。
這就需要對(duì)現(xiàn)有的軟件架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu),首先是引入遠(yuǎn)程調(diào)用方式(RPC),這也是SOA思想的核心,第二需要對(duì)傳統(tǒng)常用的是本地調(diào)用方式(LPC)進(jìn)行重構(gòu)(這種方式是函數(shù)的本地調(diào)用、沒有統(tǒng)一的機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)),比如統(tǒng)一RPC與LPC的接口,讓LPC模擬Method、Request/Responce、Fire/Forget、Event等通信方式,實(shí)現(xiàn)服務(wù)對(duì)下層無感調(diào)用。
另外由于區(qū)域控制器的資源有限,為了實(shí)現(xiàn)跨域功能融合、跨域功能隔離。蔚來的方法是在區(qū)域控制器上采用AMP多核架構(gòu),AMP 模式的 RTOS 在各個(gè) CPU 上均運(yùn)行一個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)例,這些操作實(shí)例不一定完全相同。
圖6 AMP模式
這樣方式具有不需要MMU、運(yùn)行開銷小,支持不同功能安全等級(jí)的系統(tǒng)融合的特性,但是也帶來了一些挑戰(zhàn),比如核心的負(fù)載沒有統(tǒng)一的管理、多核通信機(jī)制開銷、不同核心之間的啟動(dòng)時(shí)序難以管理等。這種工程技術(shù)問題隨著經(jīng)驗(yàn)和時(shí)間的積累,肯定是沒問題的,況且蔚來已有自研域控制的經(jīng)驗(yàn)積累
圖7 蔚來ES8上自研底盤域控制器
02 總結(jié)
正如之前所說,不管是新勢(shì)力還是傳統(tǒng)主機(jī)廠,這兩年都紛紛對(duì)自家的EEA架構(gòu)進(jìn)行大刀闊斧的革新,都瞄準(zhǔn)中央計(jì)算單元架構(gòu)而去,基本明后年都可以落地到量產(chǎn)車型上,從架構(gòu)理念的先進(jìn)性,以及主要控制器的主控芯片的先進(jìn)性來說,都是可圈可點(diǎn)的。
但是先進(jìn)架構(gòu)的掌控能力,性能釋放的能力,以及軟件功底才是對(duì)各家主機(jī)廠的真正考驗(yàn),并且僅僅是開始,對(duì)架構(gòu)的掌控以及運(yùn)用需要不斷地摸索、磨合、迭代。這才是各主機(jī)廠下階段的重中之重。
審核編輯:郭婷
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原文標(biāo)題:蔚來的下一代電子電氣架構(gòu)解讀
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