蔚來(lái)下一代電子電氣架構(gòu)技術(shù)原理解析

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(zhǎng)城的計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)GEEP3.0、大眾的三域架構(gòu)等。

圖1?上汽、廣汽、長(zhǎng)城的中央計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)(來(lái)源網(wǎng)絡(luò)) 蔚來(lái)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。

圖2 架構(gòu)更新的關(guān)鍵點(diǎn) 下一代的電子電氣架構(gòu)中，蔚來(lái)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(guò)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)?，支持Fail-operational的雙冗余系統(tǒng)，具有良好擴(kuò)展性。

圖3 蔚來(lái)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(guò)來(lái)的。

圖4 英偉達(dá)官方平臺(tái)信息 因?yàn)樵?a href="http://www.ttokpm.com/article/zt/" target="_blank">最新的ES7上將搭載蔚來(lái)的Aquila 蔚來(lái)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(guò) 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(guò)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(lái)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(lái)通過(guò) 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：

分布式邊緣計(jì)算框架；

車控仲裁中心；

面向服務(wù)通信的信息通信網(wǎng)絡(luò)；

區(qū)域集中式數(shù)據(jù)中心；

整車配電樞紐；

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(wú)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(lái)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(lái)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(lái)已有自研域控制的經(jīng)驗(yàn)積累，

圖7 蔚來(lái)ES8上自研底盤域控制器 正如之前所說(shuō)，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(lái)說(shuō)，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。

編輯：黃飛

?