域控制器架構
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
域控制器架構的實例教程
隨著汽車以太網技術成為汽車電子架構的中心，診斷、刷新、娛樂、智能駕駛等功能日益增多，在平臺上應用基于以太網技術的SOA架構是整車廠關注的重點。
Parasoft公司的SOAtest是一款針對通訊協議以及網絡服務的專業灰盒級系統測試工具，可應用于域控制器面向服務架構（SOA）的測試。幫助團隊簡化對汽車關鍵業務中至關重要的API接口、云、SOA和復合應用程序的復雜測試，實現對域控制器SOA架構的功能、性能、安全等全方面的測試。配合Virtualize和LoadTest組件還可以實現資產虛擬化以及負載測試，幫助團隊在軟件開發生命周期的多個階段，預防和檢測應用層缺陷。
基于SOA的接口測試
SOAtest的測試自動化功能和對SOA接口支持，能夠提升測試的構建速度，可以基于SOME/IP等通訊協議自動從基礎部件生成測試，諸如WSDL、WADL、UDDI、WSIL、XML Schema、BPEL、HTTP等，實現對域控制器SOA架構的接口測試。使用Parasoft SOAtest，開發人員可以非常輕松地驗證：
? 服務定義在語義上是否正確
? 該服務是否有效
? 該服務是否符合互操作性標準
? 服務最近是否有變化
負載/壓力測試
LoadTest（SOAtest伴生產品）具有壓力測試功能，壓力測試的目的是驗證在高負荷下系統或服務器的性能和功能。它能夠采用多線程和多用戶并行測試，有效模擬實際的訪問壓力，可以完成實際的壓力測試。
持續回歸測試
SOAtest可以幫助我們自動進行并持續保持回歸測試，測試用例可以實時添加回歸控制測試。并能夠實時更新。當所做修改影響到應用程序行為，這些測試套件將立即提醒你以減少修改帶來的風險。
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 圖10 多個L2 功能控制器加域控制器的拓撲方案
這個拓撲中集成了6個控制器，“全自動泊車系統”“前向智能攝像頭”和“前向毫米波雷達”提供的功能如前面所述。左右角雷達是兩個鏡像的設備，各自獨立運行可以實現“后車逼近告警”，“開門告警”等功能。“駕駛員監控系統”檢測駕駛員的狀態，發現駕駛員疲勞駕駛時可以給出告警，如果駕駛員完全失去行動能力，就通知其它系統嘗試減速靠邊停車。
這個拓撲中有如下要點：引入域控制器連接多個獨立的駕駛輔助功能控制器，域控制器與骨干網連接；駕駛輔助域內多條 Can 總線，避免總線帶寬不夠。
從軟件架構上講，各駕駛輔助控制器獨立運行，自主決定自己的功能開啟和停止。相關控制信號發送給域控制器，由域控制器轉發到動力域。駕駛輔助域控制器要負責對各獨立控制器的控制輸出做出裁決。從域控制器在這里可以起的作用看，由輕到重有各種可能的設計。輕量化的域控制器設計中，域控制器只做簡單的數據轉發，將骨干網上的數據篩選后發送到域內的控制器。將域內控制器的控制信號發送到骨干網。這種方式對域控制器的算力要求不高。
域控制器再多承擔一些工作就可以把其它控制器的實時域部分的計算工作接管過去。比如ACC/AEB/LKA 的規劃控制計算都放在域控制器中進行。這就要求其他控制器把感知數據發送給域控制器，由域控制器統一處理。這對算力要求就更高了一些。同時對域內網絡的帶寬要求也提高了。
更進一步，因為能拿到所有的感知數據，域控制器還可以開發出一些增加的功能，比如依靠圖中的傳感器，有可能在域控制器中實現變道輔助或緊急避障的功能。
在功能逐步往域控制器集中的過程中，承擔了感知部分的其它控制器的非感知部分就被逐步弱化。
展開 在面對下一步逆變器和三電域控制器，在電源分配的架構方面，到底怎么做，我想借著Power Integrations做的一個應急電源的方案具體展開下。
Part 1
Power Integrations
所做的InnoSwitch?3-AQ
在這里面，PI公司所考慮的情況，主要是解決逆變器控制低壓電源供給的情況，由于傳統設計中是使用12V傳統低壓電源架構，低壓輸入路徑必須提供冗余以滿足ASIL要求。這個主要是基于合規方面考慮，在沒有12V電源輸入條件下，母線電容上的電沒辦法主動釋放。
備注：這家公司設計所擔心的問題，一般會通過一個額外的放電電阻來進行釋放。
▲圖1.逆變器的控制
所以從它的考慮來看，逆變器里面需要同時在12V低壓和高壓電源
（支持400V 和800V系統）
下工作，這樣具備安全功能的部分就可以在沒有電壓下面進行工作，可以讓單片機完成安全的釋放。
▲圖2.替代的兩種路徑
▲圖3.檢測觸發和動作
Power Integrations 的具體做法，是設計了一個通過AECQ汽車認證的 InnoSwitch?3-AQ 反激式開關，這個模塊InnoSwitch3-AQ 將初級和次級控制器以及安全等級的反饋電路結合到單個 IC 中。
▲圖4.PI的主芯片描述
▲圖5.PI的PCBA設計原理圖
▲圖6.PI的PCBA設計實物圖
我的理解，這種思路就是在高壓部件上直接配置冗余的高壓轉低壓電源，來給系統緊急供電。
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。
展開 
域控制器架構的最新內容
ARM Cortex-M3是一款專為嵌入式系統優化的32位RISC（精簡指令集）處理器內核，基于 ?ARMv7-M架構?，廣泛應用于STM32、GD32等微控制器中。Cortex-M3通過?哈佛流水線、雙堆棧、NVIC中斷、Thumb-2指令集?等機制，在?實時性、低功耗、代碼密度?之間取得平衡，成為32位微控制器領域的主流架構。
Cortex-M3加入了類似于8位處理器的內核低功耗模式，支持
由工采電子代理的SS8102是一款專用于燈光照明及投影儀上的LED調光驅動芯片，采用同步降壓整流拓撲結構，具有出色的調光性能，可實現0.01%的PWM調光精度，有效解決低灰度調光閃爍和低亮度調光深度不足的問題。針對低灰度調光特性進行系統運算優化，實現低灰調光無抖動及閃爍問題，使LED有更好的線性度調光特性。PWM及線性調光雙重控制并存，可執行獨立調光電流控制。
SS8102是一款高效率、恒定電流
（2）集中式電子電氣架構(EEA)轉型
域控制器/中央計算架構：傳統分布式ECU架構線束復雜，而以太網支持域間高速通信（如智駕域、座艙域、動力域互聯），減少線束重量（特斯拉Model 3采用以太網后線束長度縮短50%）；
軟件定義汽車(SDV)：支持OTA升級、功能動態部署，以太網的IP化特性便于云端協同和軟件更新。
傳統燃油車的軟件規模相當于一棟居民樓，而新能源車的域控制器架構，讓代碼量暴漲到超高層建筑級別。特斯拉最新車型的代碼總量已突破2億行，相當于250部《辭海》疊起來的高度。
這種復雜度帶來的風險是致命的。2023年某新勢力品牌曝光的"幽靈剎車"事件，起因竟是雨量傳感器數據處理模塊的一個小數點錯誤——當降雨量達到78.3毫米/小時時，算法誤將雨滴識別為障礙物，導致車輛無故急剎。
整車ECU數量驟減，線束布置不斷優化，控制功能不斷集中，域控制器作為整車EE架構中的核心控制單元，具有舉足輕重的作用。
汽車智能底盤是影響車輛運行過程中安全性、舒適性與穩定性的重要因素，智能底盤的發展對自動駕駛量產落地有著極其重要的意義。因此，底盤域控制器的解決方案也受到越來越多OEM 的重視。通過引入底盤域控制器，整車廠可以逐步實現“軟件定義底盤”的未來。
來源 | 汽車ECU開發
車身控制器，車身一個名氣不咋大，但管理的功能卻遍布全車，主要是用于增強汽車的安全、舒適和便利性，以及與車外連接。
車身控制器的功能主要包括燈光控制、雨刮控制、門窗控制、后視鏡控制、PEPS、座椅控制等等，下圖是某主機廠車身控制器的拓撲圖，更直接的可以看出車身控制器功能的多樣性。
車身控制器的功能拓撲圖
總結
隨著域控制器的發展，其優勢也逐漸凸顯，域控制器的發展對算力需求的要求也逐步提高，也推動著域控制器和芯片的發展，從分布式的電子電器架構轉為集中式的電子電器架構，域控制器的出現，將需要多個ECU完成的功能，集成到一個域控制來實現，讓汽車各部件的控制變得更加高效。
隨著汽車芯片計算能力的提升，汽車電子產品正從分布式向中央計算及物理區域控制方向發展。國內多數主流OEM新一代E/E架構，采用物理區域控制單元實現區域智能傳感器執行器配電、網關路由、信號采集以及執行器的控制。
經緯恒潤基于20年汽車電子產品研發和配套經驗，在開發中央計算平臺產品的同時，也同步開發了物理區域控制單元（ZCU：Zonal Control Unit），在下一代架構上針對車控域全系列產品覆蓋
