汽車電子電氣架構(gòu)工程師妄語
來源 | 十一號組織
汽車電子電氣架構(gòu)(E/E Architecture)最近風(fēng)頭很盛,曝光度很高,雖不如自動駕駛,新能源圈錢迅速、吸睛無數(shù),但隨著各大主機廠、Tier1都推出了自己所謂的新一代電子電氣架構(gòu)(前有大眾E3新架構(gòu),后有菊廠CC新架構(gòu),直到如今爭奇斗艷的“鯤鵬”、“SVA”、“Geep4.0”、“SEA”新架構(gòu)),同時伴隨著新一代電子電氣架構(gòu)各種超前的宣傳和科普的水文,也讓這個曾經(jīng)沒有什么存在感的幕后工作者走到了聚光燈之下。
“分久必合”的演進
萬事萬物皆有其生命周期,電子電氣架構(gòu)也不例外。眼下即是老架構(gòu)面臨退位,新架構(gòu)們急于上位的年代,而誰能在新架構(gòu)更替中先行一步,誰就有可能先入“關(guān)中”。說起電子電氣架構(gòu)更替,就不得不提拎出宇宙級Tier1電子電氣架構(gòu)學(xué)院派演進典型Roadmap。
簡單解釋一下,上圖中最下面的架構(gòu)基本上就是一個控制器控制一個功能,然后再按照動力、底盤、車身、舒適、診斷等功能大類分成域(domain),每個域一般都有一到兩條網(wǎng)段,彼此之間通過一個中央網(wǎng)關(guān)進行交互,就是所謂的分布式電子電氣架構(gòu)。
接著域內(nèi)相似或者一類功能的控制器彼此合并,就往上進化一層。當(dāng)這個域內(nèi)合并到一定程度了,會出現(xiàn)一個大的控制器并進化成域控制器承擔(dān)域內(nèi)主要功能。剩下的其它控制器或者被合并,或者芯片降級淪為沒有靈魂的傳感器或執(zhí)行機構(gòu)。此階段,就是現(xiàn)在如日中天的域架構(gòu)。
當(dāng)各域控制器統(tǒng)一域內(nèi)江山的時候,自然會出現(xiàn)跨域之間的兼并,直至大一統(tǒng)的中央控制器(這里一般可以真正叫computer了)出現(xiàn),就是所謂的中央計算架構(gòu)。到這一步往往就很難了,特別對于傳統(tǒng)OEM,這不僅僅是技術(shù)升級換代,更意味著要砸一些中上層領(lǐng)導(dǎo)的飯碗,個中意味,請君細細品味。
現(xiàn)在絕大多數(shù)OEM在用的,也是用了很多年的就是上圖最下面那個分布式電子電氣架構(gòu)。最近大家火急火燎地主要是在往上的域架構(gòu)演進,甚至激進的想一步到位直接往中央計算架構(gòu)上跑。部分廠家都喊出了要把汽車整成“Computer on Wheels”或者“IoT Device on Wheels”的豪言壯語。筆者是個保守人士和惜命之人,只是想要一個“Sofa on Wheels”,并不想要計算機,試想我抱著一個計算機以120km/h的速度飛奔,計算機突然宕機了,我只能寄希望我的彈射座椅還能正常啟動。
“月亮之上”的工作職責(zé)
如果你入職主機廠開的職位盲盒是“汽車電子電氣架構(gòu)工程師”,那么恭喜你,你是分到全村最肥沃那“一畝三分地”的農(nóng)民;你是入職小伙伴里達到年薪百萬速度最快的高級民工;你是可以指揮主機廠萬千DRE上陣殺敵的大將軍;你是上達天聽,下達民意的關(guān)鍵先生。
電子電氣架構(gòu)工程師的職責(zé)邊界各家OEM的定義并不相同,上至董事長辦公室指點江山,中至KTV觥籌交錯,下至試制車間卑躬屈膝,因此僅將比較通用的職責(zé)拉出來簡單介紹。
架構(gòu)設(shè)計:如同軍隊建設(shè)一樣,你需要根據(jù)潛在軍事威脅規(guī)劃未來5~10年陸軍、空軍、海軍的軍隊人數(shù)、武器裝備數(shù)量、每年軍費預(yù)算等。主機廠一套電子電氣架構(gòu)的生命周期通常在5~10年,所以在新一代電子電氣的架構(gòu)設(shè)計時,需要充分調(diào)研未來5~10年的整車潛在電子電氣需求,并將需求拆解成對系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)、診斷、電源)和零件的5~10年總體要求,系統(tǒng)和零件基于架構(gòu)總體規(guī)劃制定各自的短、中、長期Roadmap。
系統(tǒng)設(shè)計:架構(gòu)設(shè)計完成之后,會進入到整車項目的開發(fā)過程,也即架構(gòu)的落地階段。架構(gòu)工程師會根據(jù)市場、項目給出的功能列表,細化出電子電氣功能清單,并根據(jù)功能清單組織各子系統(tǒng)工程師(部分子系統(tǒng)由電子電氣架構(gòu)工程師負責(zé))進行功能評審,邀請所有接口相關(guān)方,明確我對你的依賴是什么,你對我的訴求是什么,大家在什么階段實現(xiàn)依賴和訴求,什么節(jié)點可以進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。一場不顧同事基情,遺忘戰(zhàn)友情的功能分配評審會在面露慈祥的架構(gòu)工程師主持下艱難完成閉幕。
功能開發(fā):各系統(tǒng)和零件明確了各自的功能邊界后,架構(gòu)工程師就需要為他們規(guī)劃統(tǒng)一的路和橋,主要包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)和電源系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要定義網(wǎng)絡(luò)拓撲,通訊接口、路由邏輯、喚醒休眠邏輯等。診斷系統(tǒng)需要定義統(tǒng)一的診斷要求、診斷接口。電源系統(tǒng)需要定義用電級別、充放電策略、靜態(tài)電流總體要求等。這三個系統(tǒng)的平臺化水平能從部分方面體現(xiàn)架構(gòu)工程師的能力、OEM在Tier1面前的話語權(quán)。
從上面職責(zé)定義可以看出,一位優(yōu)秀的電子電氣架構(gòu)工程師需要具備硬實力、軟手段。上至行業(yè)趨勢、公司戰(zhàn)略了如執(zhí)掌,中至系統(tǒng)原理,零件功能信手拈來,下至抽煙喝酒、唱歌打牌樣樣精通。
“不負責(zé)任”的妄語
主要想妄語兩點,一是電子電氣架構(gòu)落地過程的痛點,二是當(dāng)前架構(gòu)集中換代的“非主流”解讀
01架構(gòu)落地痛點
架構(gòu)工作的終極目標(biāo)是實現(xiàn)大一統(tǒng),包括通訊策略,網(wǎng)絡(luò)管理策略,電源管理策略,功能軟硬件接口等。這樣在適配其他項目時,只要專注于新需求的設(shè)計,新功能的開發(fā)即可。而現(xiàn)實情況是,核心零部件都是宇宙級Tier1在供,而宇宙級Tier1對非宇宙級OEM的態(tài)度是“隨便挑,隨便選,只賣產(chǎn)品,不賣服務(wù),除非你付得起天價開發(fā)費”。這就導(dǎo)致架構(gòu)平臺需要去適配宇宙級Tier1的零件,一些經(jīng)常打補丁的零件開始瑟瑟發(fā)抖,又要為宇宙級Tier定制一版信號路由關(guān)系,增刪一路CAN終端電阻,啟用預(yù)留的Ethernet/CAN/LIN資源。換另一家宇宙級Tier1的零件,又要去做相同的定制,架構(gòu)大一統(tǒng)的大任也就遙遙無期,再好的架構(gòu)設(shè)計也無法發(fā)揮其最大的價值。
傳統(tǒng)OEM和周天子一般,空有王的頭銜,卻常常無法規(guī)劃和指揮各路諸侯(系統(tǒng)、零件)。往往是諸侯有自己的訴求時,才來面見周天子,想借周天子之名,名正言順的獲得其他諸侯的支持。所以傳統(tǒng)OEM想要脫胎換骨升級時,基本會新建事業(yè)部、分公司,或者打包給強大的第三方。這也是近幾年傳統(tǒng)OEM紛紛設(shè)立軟件中心的緣由。而對于一些新OEM,創(chuàng)立之初,藩王根基未固,架構(gòu)團隊幾乎可以包辦大部分功能設(shè)計分配,可謂是創(chuàng)業(yè)大功臣。而后,分封完畢,藩王成氣候后,架構(gòu)又逐漸勢微,乃至整個團隊也萎縮了。
02 架構(gòu)換代“非主流”解讀
現(xiàn)在的分布式電子電氣架構(gòu)真的沒法支撐汽車所謂的電氣化,智能化,網(wǎng)聯(lián)化了嗎?筆者斗膽妄語,局部再升級優(yōu)化下,至少能再戰(zhàn)五年+。有人可能要問,能應(yīng)付得了自動駕駛需求嗎?筆者認為L4之前的自動駕駛,做得再好也是渣男,“不主動,不拒絕,不負責(zé)”,就像某新勢力車友會說的,這個只是輔助。好嘛,我不主動說我可以脫手脫眼,但是你脫手脫眼我不拒絕,真撞了我也不負責(zé)。
既然正處于而且將長期處于輔助階段,無非域內(nèi)升級算力強的域控制器+大量顯示的HMI信息(筆者非常欣賞特斯拉將大屏和智駕整在一起,這兩兄弟才是強交互),對架構(gòu)的需求也在可控范圍內(nèi)。有點跑題了,分布式架構(gòu)到底能不能支持L4之前的輔助駕駛需求呢。答案是“能”,但是得“加錢”。
離真相不遠了,當(dāng)前火熱的架構(gòu)升級至少不是“真、善、美”的功能需求驅(qū)動的,那架構(gòu)升級需求是哪位算命先生提的?需求從來都是想賣東西給你的人幫你提的,天花亂墜的大餅,到底能不能通過升級實現(xiàn)呢?筆者推薦看下古早的3G,4G和5G剛出來的時候宣傳片,對比一下3G/4G時代的現(xiàn)狀,相信會有部分答案。
這些年來手機的創(chuàng)新已經(jīng)趨于穩(wěn)定飽和,當(dāng)“科技界”的眼光盯上汽車的時候,就知道,汽車行業(yè)大卷時代來了。只把車機做成低配手機的所謂互聯(lián)網(wǎng)汽車級別的創(chuàng)新,顯然不能滿足“新生代農(nóng)民工”的科技感的需求。怎么辦,來啊,更新啊,造呀,換代啊!廣大IT企業(yè),自以為以一種降維打擊的姿態(tài),扛著洋q洋炮加入到汽車大紅海中。對他們來說嵌入式單片機顯然不是施展拳腳的舞臺,強算力的域控制器/中央控制器才是適合演奏交響樂的維也納大廳。已經(jīng)有企業(yè)開始以整套域架構(gòu)方案作為賣點,這些跨界的企業(yè)借助熟練的宣傳大法,一步步把汽車的大環(huán)境逐漸改造成他們期望的主戰(zhàn)場,給人一種汽車的未來將由這些跨界IT科技大廠主導(dǎo)。
只怕最后,都是給英偉達們做了嫁衣。筆者也希望各位傳統(tǒng)OEM,沉得住氣,深耕工藝、質(zhì)量、材料基礎(chǔ)創(chuàng)新,維護好汽車企業(yè)的榮光,筆者相信大多數(shù)客戶,想要的是一個舒適安全的沙發(fā),而不是一臺隨時可能宕機的帶著四個輪子的電腦。
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