整車電子電氣架構(gòu)的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)分析

2020年，當(dāng)我們談?wù)撜?a target="_blank">電子電氣架構(gòu)(下文簡稱EEA)的時(shí)候，還是談?wù)摲植际郊軜?gòu)到域控架構(gòu)的升級，關(guān)于中央計(jì)算單元+區(qū)域控制器架構(gòu)，感覺還是遙不可及，按照博世定義的電子電氣架構(gòu)發(fā)展階段（如圖1所示），至少還有大幾年的時(shí)間。

圖1 博世定義的EEA發(fā)展圖

然而，兩年后的今天，我們眼看各個(gè)主機(jī)廠的中央計(jì)算單元架構(gòu)都要紛紛落地了，例如小鵬的X-EEA3.0中央計(jì)算平臺+區(qū)域控制架構(gòu)、廣汽埃安的中央計(jì)算平臺架構(gòu)——星靈架構(gòu)、長城的計(jì)算平臺架構(gòu)GEEP3.0、理想的LEEA3.0等（如圖2所示）。

圖2各家的EEA3.0中央計(jì)算單元架構(gòu)

01.理想EEA架構(gòu)的迭代

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、快速部署。

圖3 架構(gòu)更新的關(guān)鍵點(diǎn)

理想的EEA發(fā)展分三步走，從分布式架構(gòu)開始，過渡到域控架構(gòu)，再到重要中央計(jì)算單元架構(gòu)，如圖4所示。

分布式架構(gòu)主要應(yīng)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(fā)展

域控制器架構(gòu)將搭載在L9車型上，整車分為三個(gè)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(wǎng)關(guān)，主控芯片為恩智浦最新的S32G車規(guī)級芯片，并且部硬件、系統(tǒng)、軟件的均為理想研發(fā)。

圖5 L9的中央域控制器

另外自動駕駛控制域是基于主流的的英偉達(dá)Orion來構(gòu)建的，并且使用了兩片origin芯片，智能座艙域控制器是基于高通的8155構(gòu)建的，也使用了兩片。

02.理想的中央計(jì)算平臺+區(qū)域控制架構(gòu)

理想的域控架構(gòu)之后的下一代就是中央計(jì)算平臺+區(qū)域控制器架構(gòu)，并且會加入800V快充技術(shù)。中央計(jì)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(gè)控制器中，但是目前還不清楚是各個(gè)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(gòu)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(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。在硬件上采用各領(lǐng)域內(nèi)最先進(jìn)的芯片，并通過高帶寬低時(shí)延Switch級聯(lián)，實(shí)現(xiàn)算力擴(kuò)展和多域融合；軟件方面具有高安全，硬實(shí)時(shí)OS, 中間件及應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境，軟件的性能參數(shù)如圖7所示，具有延時(shí)低、高算力等特點(diǎn)。

圖6CCU的內(nèi)部功能架構(gòu)

圖7CCU內(nèi)部軟件的性能參數(shù)

區(qū)域控制器主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和能源網(wǎng)關(guān)的功能，實(shí)現(xiàn)減少線束、能源智能化管理、控制器軟件化，以及實(shí)現(xiàn)SOA，軟硬件解耦、控制IO虛擬化、服務(wù)化。通過若干個(gè)區(qū)域控制器和CCU實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)架構(gòu)。

圖8區(qū)域控制器內(nèi)部簡圖

區(qū)域控制器的內(nèi)部硬件簡圖如圖8所示。從圖8來看區(qū)域控制器應(yīng)該是基于域控架構(gòu)中使用的NXP S32G的迭代，具有高低邊開關(guān)、E-fuse等控制，在通信方面有8路CAN、6路Lin和2路以太網(wǎng)。

PCIe網(wǎng)關(guān)可以滿足滿足算力芯片之間的實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)交互；解決高帶寬、低延時(shí)的痛點(diǎn)需求，實(shí)現(xiàn)任意端到端之間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬在20Gb/s以上，并且具備物理隔離。

TSN網(wǎng)關(guān)具備CAN/CANFD/LIN到以太網(wǎng)的雙向協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，可以實(shí)現(xiàn)TSN協(xié)議中的NC/EE/BE不同優(yōu)先級數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)交換。

除了架構(gòu)的升級外，在OS自研，軟件自研方面，理想也有布局。為了實(shí)現(xiàn)對客戶的需求進(jìn)行快速響應(yīng)，并且可以進(jìn)行算力資源優(yōu)化來提升用戶體驗(yàn)，另外也是為了抓住軟件定義汽車時(shí)代的汽車靈魂。

圖9軟件自研規(guī)劃

03.總結(jié)

不管是新勢力還是傳統(tǒng)主機(jī)廠，這兩年都紛紛對自家的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各家主機(jī)廠的真正考驗(yàn)，并且僅僅是開始，對架構(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：法人