域控制設計
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-17
域控制設計的視頻教程
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域控制設計的實例教程
如上兩種數據連接Switch的作用主要有三個方面，其一是確保自動駕駛系統架構有效的實現雙冗余控制，其二是通過如上兩種線路Switch可以更好地實現時鐘同步，其三是通過線路可確保數據傳輸的帶寬足夠支撐整個自動駕駛數據的傳輸。
總結
自動駕駛高端域控制器的設計過程中需要涉及多個方面的內容，其中包含的硬件部分就有芯片、外圍存儲器、MCU車端邏輯控制、數據傳輸控制中介等方面。軟件部分更多的涉及如何在各個芯片內部放置不同的軟件算法模塊，以便在達到預期功能設定的同時更能提升軟件性能要求（這部分主要指軟件功能安全要求）。這兩方面設計要求系統工程師、軟件工程師、硬件工程師相互同理配合才能確保在設計之初能夠盡可能多的滿足后期開發需求。
展開 整體來講下一代自動駕駛系統的功能架構總體包含的系統功能列表如下：
平臺化系統架構
下一代自動駕駛平臺化系統架構設計的要點在于做到下幾個典型的控制處理方向。為了滿足功能安全設計要求必須實現控制器、傳感器、通信網絡、執行單元等全部雙冗余。從控制器層面講，實現雙冗余可以通過兩方面來實現，各自具備相應的優缺點。
下一代域控制器架構主要分為如下兩種：
一種是雙域控制器雙芯片，另一種是單域控制器單芯片。兩種設計方式各有優劣，且相應的設計原理主要考慮如下因素：
1）傳感器數據對于各個芯片的連接有何條件？
當兩片Soc的算力足夠時，設計所有傳感器進行雙鏈接，可以完全實現感知數據無遺漏傳輸處理。如果將所有傳感器均連接至雙芯片時，也可能由于兩個Soc的數據源均來自相同的傳感器，可能引發數據同源的風險。
2）是否可以做到真正的數據冗余處理及過程控制，并且可以從硬件安全等級上做到完全的防水、防塵、熱保護、高壓、過電保護等內容？
對于設計單控制器雙芯片來說，在一定程度上，特別是軟件上幾乎可以完全做到冗余保護作用，但是對于由于某些外部環境導致的機械性故障，確是無能為力的。特別是當防水、防塵過程中無法滿足需求時，兩片控制器軍可能失效。這是單控制器雙芯片設計的一大弊端。因此，為了更好的向高等級自動駕駛系統需求兼容，一般會選擇設計雙域控制器雙芯片單獨控制方案。
3）是否可以在數據處理結果中做到相互校驗，安全監測等？
展開 由于要完成大量運算，域控制器一般都要匹配一個核心運算力強的處理器，能夠提供自動駕駛不同級別算力的支持，目前業內有 NVIDIA、華為、瑞薩、NXP、TI、Mobileye、賽靈思、地平線等多個方案。但中間也會有一些共性,比如在自動駕駛系統中，算力需求最高的當屬圖像識別部分，其次是多傳感器的數據處理，以及融合決策。
以奧地利 TTTech 公司的 zFAS（首次在 2018 款奧迪 A8 上應用）為例, 這款基于德爾福提供的域控制器設計的產品，內部集成了英偉達 Tegra K1 處理器、Mobileye 的 EyeQ3 芯片，各個部分分處理不同的模塊。Tegra K1 用于做 4 路環視圖像處理，EyeQ3 負責前向識別處理。
在自動駕駛技術快速發展背景下，國內外越來越多的 Tier1 和供應商都開始涉足自動駕駛域控制器。
典型自動駕駛域控制器廠商及相應域控制器性能介紹
5.車身域（車身電子）
隨著整車發展，車身控制器越來越多，為了降低控制器成本，降低整車重量，集成化需要把所有的功能器件，從車頭的部分、車中間的部分和車尾部的部分如后剎車燈、后位置燈、尾門鎖、甚至雙撐桿統一連接到一個總的控制器里面。車身域控制器從分散化的功能組合，逐漸過渡到集成所有車身電子的基礎驅動、鑰匙功能、車燈、車門、車窗等的大控制器。
車身域控制系統綜合燈光、雨刮洗滌、中控門鎖、車窗控制；PEPS 智能鑰匙、低頻天線、低頻天線驅動、電子轉向柱鎖、IMMO 天線；網關的 CAN、可擴展CANFD 和 FLEXRAY、LIN 網絡、以太網接口；TPMS 和無線接收模塊等進行總體開發設計。
車身域控制器能夠集成傳統 BCM、PEPS、紋波防夾等功能。從通信角度來看，存在傳統架構-混合架構-最終的 Vehicle Computer Platform 的演變過程。
展開 但汽車領域從以零部件為導向的今天，跨越到以系統為導向的未來，仍需要很長的過渡期，而在這期間，以博世、大陸為首的Tier 1企業認為，以域為單位的DCU（域控制器）集成化架構是當前的最佳解決方案。
什么是域控制器？
域控制器（DCU，Domain Control Unit）的概念最早是由以博世，大陸，德爾福為首的Tier1提出，它是為了解決信息安全，以及ECU瓶頸的問題。
根據汽車電子部件功能將整車劃分為動力總成，車輛安全，車身電子，智能座艙和智能駕駛等幾個域，利用處理能力更強的多核CPU/GPU芯片相對集中的去控制每個域，以取代目前的分布式汽車電子電氣架構（EEA）。
域控制器的核心發展是芯片的計算能力快速提升，可以讓公用信息的系統組件，能在軟件中分配和執行，讓軟硬件分立，可實現以足夠的資源快速響應完成客戶需求，具備平臺化、兼容性、集成高、性能好等優勢。
雖然這樣的設計簡化了汽車電子網絡拓撲結構，但由于各種數據的相互融合也帶來了安全隱患。從現有控制器硬件架構看多顆/多核芯片以及冗余架構是域控制器設計主流設計，未來對于域控制器內部的硬件必定要根據功能安全等級劃分為不同類型的功能，根據不同類型的功能分配進入不同功能安全支持的芯片內。
域控制器作為汽車電子結構未來發展的趨勢，可以用更少的器件完成更多的功能，同時量產價格更低，在汽車電子化特性加強的情況下，也能方便管理各個子系統，被OEM和Tier1普遍接受。
展開 隨著智能駕駛技術對于整車智能化程度要求的不斷提升，對其整車的控制能力要求也大幅提升，這一過程推動整車電子電器架構逐漸從分布式架構向集中式專用域控制器架構進行不斷演進和發展，以便提供更加高速、安全、可靠的電子架構。這一過程中，不僅要求智能駕駛功能能夠運行在具有高性能軟件到硬件集成的專用中央域控制器上，同時也要求整車控制這塊也需要運行于穩定性、可靠性極高的中央與控制器上，這樣的中央域控制器不僅需要充當對于整個車身控制的終端，也需要執行包含中央網關、動力、底盤等各域的綜合控制系統端。這也是實現后續作為面向服務開發的前置條件。
本文將針對整車中央域控單元VDC從硬件、軟件設計兩個方面進行詳細的方案設計介紹，以方便對整體控制能力進行詳述。
1.整車域控硬件設計方案介紹
整車域控VDC的設計包含整機設計，具體硬件方案，視頻輸入/輸出，通信鏈路、供電終端、存儲終端。
1、硬件總體設計
從整個整車域控設計思路上講，需要考慮MCU和MPU在整車域控中需要達到一定的功能安全等級前提下，滿足對整車域控的控制能力輸出。此外，設置通用接口GPIO用于對整車其他域控的輸出指令控制（如油門開度、制動開關、輸入喚醒、輸出喚醒等）。設置CAN、ETH、LIN接口用于通信連接分別傳輸不同的數據類型；設置基礎時鐘晶振用于上下電時鐘同步；設置雙路供電電源用于考慮整車域控整體不會因為供電故障導致的失效。
從上圖可以看出，整車域控從功能角度上講就是一個多維度的準集中式中央處理單元，不僅需要執行包含低階行泊車控制功能，還需要執行對整個底盤系統的整體控制，同時也需要承擔中央網關的通信路由轉發等功能。
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