電子電氣架構設計的案例
電子電氣架構設計需要考慮哪些方面？
因此汽車制造商紛紛革新現有的的電子電氣架構，像國內小鵬的X-EEA3.0中央計算平臺+區域控制架構、廣汽埃安的中央計算平臺架構——星靈架構、長城的計算平臺架構GEEP3.0等（如圖1所示）。
意在降低電子電氣架構的復雜性，對軟硬件進行解耦，以及為后續高級的功能落地提供基礎，如圖2所示。
圖1 上汽、廣汽、長城的中央計算平臺架構(來源網絡)
圖2 分布式架構與中央架構優缺點對比(來源九章智駕)
在設計電子電氣架構的過程中，一個關鍵的任務是基于整車需求分解出電氣/電子需求。整車需求包括機械、電氣/電子、軟件、熱學等。工程師需要從中提取電氣/電子方面需求，并且對其進行分解然后協調各下游部門進行開發設計。在整個過程中，涉及電子電氣架構的定義、設計和交付的各種工程師必須平衡相互依賴的需求。下面從以下這些方面來聊一聊電子電氣架構設計。
01.
展開 電子電氣架構設計需要考慮哪些方面？
因此汽車制造商紛紛革新現有的的電子電氣架構，像國內小鵬的X-EEA3.0中央計算平臺+區域控制架構、廣汽埃安的中央計算平臺架構——星靈架構、長城的計算平臺架構GEEP3.0等（如圖1所示）。
意在降低電子電氣架構的復雜性，對軟硬件進行解耦，以及為后續高級的功能落地提供基礎，如圖2所示。
圖1 上汽、廣汽、長城的中央計算平臺架構(來源網絡)
圖2 分布式架構與中央架構優缺點對比(來源九章智駕)
在設計電子電氣架構的過程中，一個關鍵的任務是基于整車需求分解出電氣/電子需求。整車需求包括機械、電氣/電子、軟件、熱學等。工程師需要從中提取電氣/電子方面需求，并且對其進行分解然后協調各下游部門進行開發設計。在整個過程中，涉及電子電氣架構的定義、設計和交付的各種工程師必須平衡相互依賴的需求。下面從以下這些方面來聊一聊電子電氣架構設計。
01.
網絡拓撲
在定義拓撲時，首先是需要各控制器的接口人負責整理出功能清單，然后同一個域的會組織會議討論功能分配優化，網絡連接等，例如：
1.升級 ECU 以在一個或多個連接上支持更高波特率的網絡；
2.將二級網絡中控制器的功能移至域控制器，以支持更高級的功能實現；
同時不同域之間也會開會討論功能分配優化，看是否需要將功能劃到其他域中去。
從分布式架構到域控制器架構的過渡相對容易，這種升級通常僅是將部分分散于不同控制器的功能整合到一個控制器中(圖3)。這些通常在功能域內進行轉移，并進行適度更新以使其適應新車型。再下一階段是將域控制器重組為更通用的計算單元，將大部分功能集中至通用計算單元，而二級或者三級網絡中的控制器僅作為執行器。區域控制器是根據車輛的物理布局將其余功能整合在一起。
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因此汽車制造商紛紛革新現有的的電子電氣架構，像國內小鵬的X-EEA3.0中央計算平臺+區域控制架構、廣汽埃安的中央計算平臺架構——星靈架構、長城的計算平臺架構GEEP3.0等（如圖1所示）。
意在降低電子電氣架構的復雜性，對軟硬件進行解耦，以及為后續高級的功能落地提供基礎，如圖2所示。
圖1 上汽、廣汽、長城的中央計算平臺架構(來源網絡)
圖2 分布式架構與中央架構優缺點對比(來源九章智駕)
在設計電子電氣架構的過程中，一個關鍵的任務是基于整車需求分解出電氣/電子需求。整車需求包括機械、電氣/電子、軟件、熱學等。工程師需要從中提取電氣/電子方面需求，并且對其進行分解然后協調各下游部門進行開發設計。在整個過程中，涉及電子電氣架構的定義、設計和交付的各種工程師必須平衡相互依賴的需求。下面從以下這些方面來聊一聊電子電氣架構設計。
01.
網絡拓撲
在定義拓撲時，首先是需要各控制器的接口人負責整理出功能清單，然后同一個域的會組織會議討論功能分配優化，網絡連接等，例如：
1.升級 ECU 以在一個或多個連接上支持更高波特率的網絡；
2.將二級網絡中控制器的功能移至域控制器，以支持更高級的功能實現；
同時不同域之間也會開會討論功能分配優化，看是否需要將功能劃到其他域中去。
從分布式架構到域控制器架構的過渡相對容易，這種升級通常僅是將部分分散于不同控制器的功能整合到一個控制器中(圖3)。這些通常在功能域內進行轉移，并進行適度更新以使其適應新車型。再下一階段是將域控制器重組為更通用的計算單元，將大部分功能集中至通用計算單元，而二級或者三級網絡中的控制器僅作為執行器。區域控制器是根據車輛的物理布局將其余功能整合在一起。
展開 重型商用車電子電氣架構的規劃
作者 | 張文斌、王濤、丁萬興、韓慶福、徐成竹
來源 | 北京福田戴姆勒汽車有限公司
隨著汽車電子控制技術的發展和人們對車輛安全性、舒適性及經濟性要求的不斷提高，中國重型商用車裝用的電子器件越來越多，整車電氣系統變得越來越復雜，日趨龐雜的電氣系統對整車的功能擴展、安裝空間分配、成本控制及開發周期等方面都帶來了較大的挑戰，非系統性設計的整車電氣系統已不能滿足企業多車型車輛的使用要求，對車輛整車電氣系統優化的要求日益迫切。為了處理當前或未來系統中不斷增加的數據處理要求，各廠商正在進行整車電子電氣架構的開發與規劃，合理的整車電子電氣架構規劃是實現共享信息可用可靠的前提。
同時，為了滿足現在不斷增長的輔助駕駛和預見性駕駛等數據處理需求，以及滿足未來數據交互更加龐雜的自動駕駛規劃要求，實現共享數據信息的可用、可信以及可靠，由此，以頂層設計理念，進行系統性的整車電子電氣架構的研發與規劃，已是大勢所趨。
1. 詳細的技術內容
1.1 總體思路
以頂層設計的理念構建福田戴姆勒企業自身特色的重型商用車電子電氣架構，包括整車電子電氣功能規劃、電源管理系統的設計、功能模塊化設計與分配、整車電氣連接的設計。通過整車系統需求定義、原子邏輯單元的搭建實現整車功能邏輯的配置，然后利用模塊化的設計方法，將功能需求分配到各電控單元，建立多維度架構模型，最后進行架構設計的評估選擇，完成可拓展型的整車電子電氣架構平臺設計及應用。本項目將打造企業標準化硬件平臺，制定整車電氣系統優化解決方案，能夠實現企業重型商用車系列車型的功能拓展，電子電氣架構平臺較易實現整車電氣系統的擴大或縮小，可以滿足企業產品線上各類重型車型對功能分配、成本控制等的不同要求，以滿足客戶的各種需求。
展開 
基于新架構的智能汽車整車線束設計研究
來源 |
汽車功能安全
本文從成本的角度、電連接性能以及汽車電子電氣新架構角度出發，對整車線束的設計進行了研究，達到了提高車輛可靠性、降低成本、提升電連接性能的目的。
1. 電子電氣架構對汽車影響
電子電氣架構起到電子電氣系統總布置的功能。在功能需求、法規和設計要求等特定約束下，通過對功能、性能、成本和裝配等各方面進行分析，所得到最優的電子電氣系統模型。就現代汽車制造業來說，汽車電子電氣架構設計集中反映出消費者對于汽車舒適度、人性化、智能化以及美觀性的消費需求。同時，汽車電子電氣架構是一項系統、復雜的工作，廣泛涉及軟件、硬件、網絡、線路等多方面內容。
2. 電子電氣架構設計流程
針對汽車電子電氣架構的設計，國際通用的開發模式為V模式開發流程。電子電氣架構整體設計工作和流程優化，需要遵循六個步驟進行，電子電氣架構開發流程見圖1。
圖1 電子電氣架構開發流程
1）對于汽車功能需求進行定義。在該階段實施期間，需要根據市場對汽車的實際需求、客戶的具體需求進行分析，并對這些數據進行整理、分析以及統計等工作，保證在初期工作中，能夠對整車需求進行統計與評估，也能對進電子電器系統需求進行定義，這樣才能使電氣測試規范的制定滿足相關需求。
2）對整個電子電器系統的架構進行設計，保證其制定的合理性。期間，需要根據電子電氣系統的實際需求，對各個系統以及電氣加工方案進行合理制定，在整體上，保證整車電子電氣架構方案物理、邏輯架構的充分設計。
3）對電子電器件進行具體設計。
展開 基于新架構的智能汽車整車線束設計研究
本文從成本的角度、電連接性能以及汽車電子電氣新架構角度出發，對整車線束的設計進行了研究，達到了提高車輛可靠性、降低成本、提升電連接性能的目的。
1. 電子電氣架構對汽車影響
電子電氣架構起到電子電氣系統總布置的功能。在功能需求、法規和設計要求等特定約束下，通過對功能、性能、成本和裝配等各方面進行分析，所得到最優的電子電氣系統模型。就現代汽車制造業來說，汽車電子電氣架構設計集中反映出消費者對于汽車舒適度、人性化、智能化以及美觀性的消費需求。同時，汽車電子電氣架構是一項系統、復雜的工作，廣泛涉及軟件、硬件、網絡、線路等多方面內容。
2. 電子電氣架構設計流程
針對汽車電子電氣架構的設計，國際通用的開發模式為V模式開發流程。電子電氣架構整體設計工作和流程優化，需要遵循六個步驟進行，電子電氣架構開發流程見圖1。
圖1 電子電氣架構開發流程
1）對于汽車功能需求進行定義。在該階段實施期間，需要根據市場對汽車的實際需求、客戶的具體需求進行分析，并對這些數據進行整理、分析以及統計等工作，保證在初期工作中，能夠對整車需求進行統計與評估，也能對進電子電器系統需求進行定義，這樣才能使電氣測試規范的制定滿足相關需求。
2）對整個電子電器系統的架構進行設計，保證其制定的合理性。期間，需要根據電子電氣系統的實際需求，對各個系統以及電氣加工方案進行合理制定，在整體上，保證整車電子電氣架構方案物理、邏輯架構的充分設計。
3）對電子電器件進行具體設計。在實際工作執行期間，需要根據一個環節，對電子電氣架構方案進行物理、邏輯的優化設計，保證在真正含義能夠促進電氣電器件解決方案的優化設計。
展開 RTaW—基于車載以太網TSN的下一代E/E架構設計優化工具
面對日益復雜化的汽車電子電氣架構及網絡系統，人工計算與迭代的設計方式已很難適用。同時，驗證設計的合理性在成本壓力下愈發重要。今天我們對RTaW與BMW的合作應用案例（O.Creighton, N.Navet, P.Keller, J.Migge, 2020 IEEE-SA，“Towards Computer-Aided, Iterative TSN-and Ethernet-based E/E Architecture Design”）進行解讀，從兩個方面分析如何進行E/E架構設計優化：
電子電氣架構設計面臨哪些挑戰
如何使用RTaW進行E/E架構設計優化
1 BMW當前電子電氣架構設計面臨的挑戰
- 向可靠的整車范圍SOA轉變
隨著電子電氣架構的發展，以信號/功能為導向的傳統設計模式已不再滿足需求，而整車范圍SOA設計具有統一性、可靠性，可以帶來兩個核心優勢：
- 清晰的SOA層級劃分
- 明確的服務提供方和消費方定位
圖1 基于信號到基于服務的轉變
與傳統設計模式相比，SOA開發過程需要考慮更多的系統要求，如延時、帶寬、鑒權、冗余與安全、整車級別的運行配置等。在智能駕駛領域里，通過動態配置資源的高性能實時運算平臺（由軟件定義的、硬件高度集成的ECU）在大數據和AI算法的幫助下將擔負更多的角色。
圖2 BMW L3&L4可剪裁的自動駕駛架構
- 模塊化下的軟硬件擴展性和復用性
為了提高模塊化下的軟硬件開發效率、降低成本、提高復用性。
展開 經緯恒潤整車電子電氣架構解決方案，助力智能網聯汽車發展
隨著汽車產業的快速發展，汽車功能需求越來越豐富多樣，車載電子器件數量越來越多，汽車通訊網絡越來越復雜，傳統汽車電子電氣架構已不能支撐汽車“四化”技術的發展需要, 汽車電子電氣架構需變革才能支撐未來智能汽車的相關配置。
經緯恒潤自2009年起提供整車電子電氣架構開發服務，經過十多年的技術沉淀與創新，能夠為客戶提供完整的整車電子電氣架構開發解決方案，包括邏輯架構設計、軟件架構設計、網絡架構設計、物理架構設計、SOA設計，并可以在架構設計中融合OTA、整車安全、能量管理等新技術，至今已與一汽、北汽、解放、重汽等國內多個整車廠合作，助力多款車型量產，技術水平及服務態度廣受客戶好評。
▎面向部件的整車E/E架構開發咨詢服務
為適應市場用戶需求的快速變化，車型開發及迭代周期顯著縮短，E/E架構團隊面臨著要在有限的開發周期內保持產品設計競爭力的挑戰。為應對這一挑戰，經緯恒潤根據多年的架構設計經驗推出了一套短周期E/E架構開發解決方案-面向部件的整車E/E架構開發解決方案，可根據OEM的車型產品特點，協助OEM E/E架構開發團隊在4～6月時間內設計一套完整的整車E/E架構需求規范。
▎面向軟件模塊的整車E/E架構設計開發咨詢服務
隨著整車架構向集中化方向加速發展，在相似硬件體系結構下，如何打造具備獨特基因的差異化功能是各大OEM面臨的挑戰。OEM對上層邏輯、算法資源自主掌控的急迫度顯著提升，即軟件成為定義汽車的關鍵。整車E/E架構團隊作為整車電子電氣系統的頂層設計團隊，必須從提高軟件競爭力的角度來應對挑戰，更好地統籌整車電子電氣系統的軟件架構。
展開 汽車電子電氣架構開發咨詢服務
概述
汽車電子技術不斷革新，汽車向著更加智能和自動化的方向發展，特別是以智能化、網聯化、電動化和共享化為代表的新技術給傳統汽車產品形態、產業生態帶來翻天覆地的變化。整車電子電氣系統越來越復雜，各子系統間交互的實時性、安全性、可靠性面臨更大的挑戰。在新車型E/E 平臺規劃前期，整車廠就需要開展電子電氣架構開發工作， 從而對電子電氣系統的開發進行有效的管理和控制。
電子電氣架構屬于車輛電子電氣系統的頂層設計，目標是在功能需求、法規和設計指標等特定約束條件下，綜合對功能、性能、成本和裝配等方面的具體分析，得到電子電氣系統技術方案。伴隨著平臺化、模塊化開發理念在車輛開發中的應用，電子電氣系統普遍基于平臺化要求進行規劃，即構建利于復用、裁剪、擴展的電子電氣架構，用于支撐目標市場的不同車型。
展開 網關控制器———整車電子電氣架構中的核心部件
概述
網關控制器是整車電子電氣架構中的核心部件，其作為整車網絡的數據交互樞紐，可將CAN、LIN、MOST、FlexRay、Ethernet 等網絡數據在不同網絡中進行路由。此外，由于獨立網關控制器的存在，整車電子電氣架構的設計可以更加優化，整車廠可以通過它來提高整車拓撲結構的可擴展性、整車的安全性、以及整車網絡數據的保密性。因此，網關控制器已經日益成為整車電子電氣架構中不可或缺的重要部件。
產品功能
? 基本功能
? 報文 / 信號路由功能
? 速率轉換與協議翻譯
? 整車網絡相關診斷
? 網關自診斷
? 網絡管理
? 本地喚醒
? Bootloader
? 開關采集
? 總線喚醒
? 特色功能
? 整車節點配置
? 整車數據信息備份
? 整車對外診斷接口
? 整車運輸模式控制
產品特點
產品平臺化，開發時間短，可有效配合客戶整車開發計劃。
展開 汽車電子電氣架構工程師妄語
現在絕大多數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。最近大家火急火燎地主要是在往上的域架構演進，甚至激進的想一步到位直接往中央計算架構上跑。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
如果你入職主機廠開的職位盲盒是“汽車電子電氣架構工程師”，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，下達民意的關鍵先生。
電子電氣架構工程師的職責邊界各家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拉出來簡單介紹。
架構設計：如同軍隊建設一樣，你需要根據潛在軍事威脅規劃未來5~10年陸軍、空軍、海軍的軍隊人數、武器裝備數量、每年軍費預算等。主機廠一套電子電氣架構的生命周期通常在5~10年，所以在新一代電子電氣的架構設計時，需要充分調研未來5~10年的整車潛在電子電氣需求，并將需求拆解成對系統（網絡、診斷、電源）和零件的5~10年總體要求，系統和零件基于架構總體規劃制定各自的短、中、長期Roadmap。
系統設計：架構設計完成之后，會進入到整車項目的開發過程，也即架構的落地階段。
展開 
面向軟件模塊的整車E/E架構設計開發咨詢服務
整車電子電氣系統日益復雜，不同系統間交互的復雜性和實時性要求日益提高；車聯網技術應用范圍日益擴大，功能集中度日益提高，整個產業鏈生態面臨重塑；市場上新車型推出速度越來越快，新技術應用周期日益縮短。
從當前的技術及市場趨勢來看，汽車硬件體系將逐漸趨于一致，OEM很難在硬件上打造差異化，軟件和算法將逐漸成為OEM競爭的核心要素，即軟件成為定義汽車的關鍵。整車E/E架構團隊作為整車電子電氣系統的頂層設計團隊，必須從提高軟件競爭力的角度來應對挑戰，更好地統籌整車電子電氣系統的軟件架構。
服務內容
經緯恒潤多年來一直致力于為客戶提供先進的電子電氣架構解決方案，憑借專業的架構技術團隊和豐富的電子電氣架構設計經驗、控制器軟硬件產品開發經驗，可為客戶提供面向軟件模塊的整車E/E架構設計開發咨詢服務。
? 規劃平臺級E/E Feature
? E/E架構整體方案設計
? 基于用戶場景的Use Case分析
? 功能實現方案設計
? 面向軟件模塊的子系統方案設計
? ECU軟件需求規范設計
? ECU硬件需求規范設計
服務優勢
? 10年以上電子電氣架構開發經驗
? 30多個OEM整車E/E架構開發案例
? 100人以上的專業架構開發團隊
? 功能安全、信息安全、車載以太網等專業技術團隊支撐
? 豐富的工程咨詢服務經驗
? 豐富的產品開發配套經驗
展開 寶馬的電子電氣架構解析
而在電子電器架構方面，寶馬也在探討在中央計算平臺架構下的動態可配置系統(Dynamic Reconfigurable System,簡稱DRS)，
在滿足功能安全的前提下，在Zonal控制器層面進行動態配置，使得其可以快速和之前的設計的ECU進行兼容。
寶馬的動態可配置系統如圖14所示，其中分為三層，最底層為依賴硬件的電子電氣架構，主要是執行器和傳統的ECU，中間層為面向服務的系統，主要是是區域控制器ZCU組成，最上層為中央計算平臺。其中最底層與中間層通過CAN總線進行通信，ZCU之間或者是ZCU與上層計算平臺之間通過以太網進行通信。DRS的目的是實現基于處理器的Fail-Operational，目標是檢測HDS和和ZCU本身的故障，然后采取相應的措施，保證功能正常運行。
圖14 寶馬的
展開 寶馬的電子電氣架構解析
來源 |
汽車ECU開發
知圈 |
進“汽車智能交互社群”請加微信13636581676，備注交互
特斯拉和大眾的電子電氣架構可能被大家最為熟知，一個代表行業的標桿，另一個則代表傳統OEM自我革新的標桿。除了這兩者以外，似乎其它OEM都黯淡無光，其實不然，其它只是沒有聚光燈照射，這其中就包括寶馬。
2018年寶馬量產了其新一代電子電氣架構，如圖1所示，其大量使用了以太網通信，并且域控制器也得到了使用， 跟當年量產的Model 3的電子電氣架構有的一比了。
圖1 寶馬2018年 電子電氣網絡架構
圖1中各控制節點的含義如圖2所示，例如ACSM表示高級碰撞安全模塊，AHM表示拖車模塊，DSC為動態穩定控制模塊，BDC表示車身控制模塊，EGS表示電子變速箱控制模塊，HU-H表示娛樂控制模塊，PCU表示動力控制模塊，RAM表示音頻接收模塊，KAFAS表示基于攝像頭的駕駛員輔助系統，IHKA為集成集成自動暖氣/空調模塊，SAS表示選裝模塊，即為ADAS模塊，SMBF表示駕駛員座椅控制模塊。
圖2 各節點的具體含義
各節點之間的通信方式包括以太網、FlexRay、CAN總線，其中圖1所示中灰色表示以太網總線，包括兩線的OABR以太網和五線以太網，無線以太網主要用于BDC與OBD2之間的交互，單獨的以太網通信節點如圖3所示，深紅色表示FlexRay總線，黃色表示CAN總線。
展開 新型電子電氣架構的思考
積木家具備完整落地電子電氣架構方案的能力，業務范圍包括域控架構或區域架構設計，以太網設計，SOA設計，功能安全設計，信息安全設計，功能架構設計等等。
