域控制器架構的案例
【重磅來襲】SOA架構的域控制器測試解決方案
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 下一代自動駕駛域控制器系統架構設計
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 智能駕駛域控制器的軟件架構及實現：軟件架構基礎及問題
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 如何看待三電域控制器架構的應急12V電源？
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 
高階整車域控制器的詳細設計方案
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 一文盤點博世、豐田、特斯拉等6家主流智能汽車電子架構
本文對幾家主流智能汽車的架構設計概念進行了技術分析，并對幾種智能汽車的架構設計概念進行了評價。
智能汽車電子架構研究現狀
傳統分布式汽車電子電氣架構的設計 思想為硬件定義規格，硬件架構采用CAN總線網絡和分布式功能單元，單功能單控制器，軟硬件不能解耦，專用傳感，專用控制器，專用算法。傳統汽車電子電氣架構面對汽車“四化”的挑戰和需求難以支撐，汽車行業主要企業都給出了自己的解決方案，對未來智能汽車的電子電氣架構進行了思考，提出了新型的汽車電子電氣架構概念。
博世
博世作為整車Tire1供應商的重要代 表，提出了未來智能汽車電子電氣架構的 演進方向（圖 1）。從整個演進過程分為6個階段：分布式功能模塊、功能模塊合并、多域控制器架構、功能域逐漸融合階段、域融合終極階段汽車大腦，最后遠景云端計算階段。
博世汽車電子電器架構的演進概念清晰指明了未來汽車電子電氣架構算力會逐漸集中化，最終會發展到云端計算。當前架構主流處于功能模塊合并階段，正在朝多域控制器架構方向發展。
圖1 博世汽車電子電氣架構演進路線圖
聯合電子
聯合汽車電子有限公司面向未來智能汽車，設計開發了擴展型域控制器平臺， 將于2020年實現量產。聯合電子設想未來汽車電子電氣架構分為三層（如圖2），頂層為云服務平臺，中層為計算與控制，下層標準化的執行器和傳感器。中層計算與控制包括五個功能域的主控和以太網主干網、車載無線通訊共七個架構主要構成元素。聯合電子面向未來智能汽車的架構思路為集中式域控制器架構。
圖2：聯合電子未來汽車電子電氣架構
安波福
安波福提出了智能汽車架構的概念以適應自動駕駛的需求。
展開 一文盤點博世、豐田、特斯拉等6家主流智能汽車電子架構
來源 | 智能網聯汽車網
本文對幾家主流智能汽車的架構設計概念進行了技術分析，并對幾種智能汽車的架構設計概念進行了評價。
智能汽車電子架構研究現狀
傳統分布式汽車電子電氣架構的設計 思想為硬件定義規格，硬件架構采用CAN總線網絡和分布式功能單元，單功能單控制器，軟硬件不能解耦，專用傳感，專用控制器，專用算法。傳統汽車電子電氣架構面對汽車“四化”的挑戰和需求難以支撐，汽車行業主要企業都給出了自己的解決方案，對未來智能汽車的電子電氣架構進行了思考，提出了新型的汽車電子電氣架構概念。
博世
博世作為整車Tire1供應商的重要代 表，提出了未來智能汽車電子電氣架構的 演進方向（圖 1）。從整個演進過程分為6個階段：分布式功能模塊、功能模塊合并、多域控制器架構、功能域逐漸融合階段、域融合終極階段汽車大腦，最后遠景云端計算階段。
博世汽車電子電器架構的演進概念清晰指明了未來汽車電子電氣架構算力會逐漸集中化，最終會發展到云端計算。當前架構主流處于功能模塊合并階段，正在朝多域控制器架構方向發展。
圖1 博世汽車電子電氣架構演進路線圖
聯合電子
聯合汽車電子有限公司面向未來智能汽車，設計開發了擴展型域控制器平臺， 將于2020年實現量產。聯合電子設想未來汽車電子電氣架構分為三層（如圖2），頂層為云服務平臺，中層為計算與控制，下層標準化的執行器和傳感器。中層計算與控制包括五個功能域的主控和以太網主干網、車載無線通訊共七個架構主要構成元素。聯合電子面向未來智能汽車的架構思路為集中式域控制器架構。
圖2：聯合電子未來汽車電子電氣架構
安波福
安波福提出了智能汽車架構的概念以適應自動駕駛的需求。
展開 萬字綜述：域控制器四大支柱
出品 | 焉知
知圈 | 進“域控制器群”請加微13636581676,備注域
域控制器的四大支柱分別是車載以太網、自適應Autosar、高性能處理器和集中式E/E架構。
車載以太網之物理層
車載以太網有兩個核心，一個是車載以太網物理層，另一個是車載以太網協議棧。前者讓車載以太網不同于傳統PC以太網，具備較低的重量和成本、較好的EMI性能和簡單布線。后者讓車載以太網達到車規級的可確定性、高可靠性、低延遲和時鐘一致。
車載以太網OSI模型，資料來源：Marvell
車載以太網標準分兩部分，一部分是最底層的PHY標準，另一部分是鏈路層標準。這兩個標準都以IEEE的標準應用最廣泛。
車載以太網PHY標準主要是制定單對雙絞線標準，傳統以太網與車載以太網最大不同是傳統以太網需要2-4對線，車載以太網只需要一對，且是非屏蔽的，僅僅此一項，可以減少70-80%的連接器成本，可以減少30%的重量。這是車載以太網誕生的最主要原因。同時也是為了滿足車內的EMC電磁干擾。
車載以太網PHY標準分布，資料來源：Marvell
車載以太網野心勃勃，10Base-T1S是試圖取代傳統的CAN網絡的。
展開 經緯恒潤全棧自研底盤域控制器量產
隨著汽車科技的迅猛發展，汽車EE架構正從分布式到域集中式再到中央計算式快速過渡。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。通過縱、橫、垂的協調控制實現軌跡跟蹤，可以極大地節省開發成本、縮短開發周期，更易實現對于不同車型底盤多樣風格的定義和調教。據公開數據顯示，國內底盤域控制器2025年市場規模預計將達到30億元，2030年將超過600億元。
經緯恒潤緊跟行業發展趨勢，自主研發推出底盤域控制器，集減震器阻尼控制、空氣彈簧高度控制等功能為一體，簡化復雜的底盤控制系統結構。同時，還可以集成后輪轉向、電子穩定桿、轉向柱位置控制、發動機懸置等功能。通過與智能執行器的結合，預留足夠算力的底盤域控制器可以支持集成整車轉向、制動、懸架等車輛橫、縱、垂向相關的控制功能，完成整車的高水平底盤協調控制與車輛運動軌跡控制。目前，經緯恒潤底盤域控制器已實現全棧自研，控制器、底軟、空簧、懸架算法模塊均已實現量產，并實現了迎送賓、主動預測、魔毯懸架等功能，為整車底盤域控算法進一步積累了經驗，向著高級自動駕駛又邁出了堅實的一步！
自2021年起，經緯恒潤開始布局底盤域控制器方向，致力于提供軟件功能解耦平臺。三年內成功進入蔚來、長安體系，連續實現量產。與此同時，更多模塊的自研算法、執行器PPK模塊也在布局和設計中，預計2024年陸續發布。
展開 經緯恒潤新產品系列 | 物理區域控制單元助推汽車域控新架構發展
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，并將于2023年底實現量產交付。
產品介紹
經緯恒潤物理區域控制單元集成整車的配電功能，包括隔離開關，一級配電，二級配電；區域網關路由功能，百兆以太網，CANFD， LIN等；車身舒適域，新能源動力域，部分底盤域以及空調熱管理的輸入輸出信號采集控制。目前該產品已完成研發、試驗和小批量生產，即將開啟大批量交付。
展開 淺析自動駕駛域控制器發展趨勢
1）簡單驅動控制器：以油泵控制器為例，僅需要接收非總線信號并驅動執行機構，價值量約為 10-20 元；2）擁有總線診斷通信功能的控制器：以鼓風機控制器為例，需要通過 LIN 總線通信，并擁有診斷功能，價值量約為 40-50 元；3）實現較為復雜功能控制器：以車燈控制器為例，需要通過 CAN 總線通信，擁有診斷功能，并需要對冷卻風扇、調節電機、燈光進行控制的較復雜控制器，價值量約為 80-100 元；4）實現復雜功能控制器：以車身控制器/發動機控制器為例，接收多種信號輸入，通過計算決策對于多個執行機構進行控制輸出，并擁有診斷功能，是分布式架構下最復雜的控制器，價值量約為 200-400 元。
不同級別汽車控制器對比（2020 年）
全新電子電氣架構向“功能域”集中，帶來域控制器需求提升
“軟件定義汽車”時代，需要大算力控制單元。不同于以往的分布式電子電氣架構，“軟件定義汽車”時代，整車硬件架構向以太網+SOA 架構升級，大算力+軟件快速迭代需求推動分布式 ECU 向域控制器集成。在中央控制計算單元出現之前，整車控制單元被劃分為自動駕駛域控制器/智能座艙域控制器/車身域控制器以及底盤域控制器等。
汽車域控制器分類（2020 年）
自動駕駛域控制器：單車價值量最大
自動駕駛域控制器是功能更新最快，也是最具有集成意義的控制器。通過對攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達等傳感器信號的融合處理，結合高精地圖和導航等信息，做出自動駕駛決策，并輸出整車控制指令。奧迪 zFAS 引領行業變革，強大運算核心支持首個“域集成”控制器。
展開 
一文梳理整車域控制器的經典五域
來源：智駕最前沿
講到這個問題先講講，什么是域控制器。域控制器的概念是伴隨著整車電子電器架構的發展演變而來的。由于整車電子電器的日益復雜，傳統的分布式架構已經無法滿足日益增長的計算需求，也導致冗長的線束。
根據 2017年德國博世公布其在整車電子電氣架構方面的戰略圖，博世將整車電子電氣架構的發展分為三大類，分別是模塊化和集成化架構方案（分布式）、集中式域融合架構方案和車載電腦云計算架構方案。
目前市面上大多數車型的架構方案都位于模塊化和集成化架構方案，而特斯拉重新劃分了“域”的概念，打破了功能與功能之間的壁壘劃分和傳統整車架構設計的思維，搭載車載電腦，直接跨入車載電腦和區域導向架構。
電子電氣(EEA)架構技術戰略圖
核心：以博世經典的五域分類拆分整車為動力域（安全）、底盤域（車輛運動）、座艙域/智能信息域（娛樂信息）、自動駕駛域（輔助駕駛）和車身域（車身電子），這五大域控制模塊較為完備的集成了L3及以上級別自動駕駛車輛的所有控制功能。
1.動力域（安全）
動力域控制器是一種智能化的動力總成管理單元，借助 CAN/FLEXRAY 實現變速器管理、引擎管理、電池監控、交流發電機調節。其優勢在于為多種動力系統單元（內燃機、電動機\發電機、電池、變速箱）計算和分配扭矩、通過預判駕駛策略實現 CO2 減排、通信網關等，主要用于動力總成的優化與控制，同時兼具電氣智能故障診斷、智能節電、總線通信等功能。
展開 車身域控制器-BCM、DCM、空調控制器
隨著整車發展，電氣架構越來越復雜，為了降低整車成本，減少整車線束復雜度，支持面向客戶的整車功能，車身域控制器擴展算力，能夠兼容傳統BCM功能，同時集成空調算法、門控邏輯、胎壓監控等整車控制策略。
經緯恒潤在車身控制方面有著多年的經驗，多個控制器如BCM、DCM、空調控制器、PEPS、天窗防夾控制器等產品均有豐富的研發、量產經驗。
主要功能
? 外部燈光：遠光燈、近光燈、小燈、轉向燈、前后霧燈、晝行燈、倒車燈、制動燈等
? 內部燈光：室內燈、背光燈、門燈等
? 雨刮洗滌系統、喇叭控制等
? 自動空調控制、門控邏輯、胎壓監控等整車控制策略
? CAN和LIN通訊
? ISO15765診斷
? J1939_DM1診斷
? OSEK/AUTOSAR網絡管理
? BootLoader程序更新功能
? Limphome工作模式
特點及優勢
? 集成私有CAN/LIN網關功能：可擴展總線智能開關和智能執行控制器，降低整車成本，增加整車可擴展的靈活性
? 具有Limphome功能：在MCU失效后，近光燈、位置燈、左右轉向燈、雨刮低速和制動燈仍可依靠開關正常工作，有利于安全行駛
? 可擴展CANFD，提高總線速率，支持OTA下載
? 支持快速原型開發，整車廠可以自定義整車舒適域控制邏輯
經緯恒潤
北京市海淀區知春路7號致真大廈D座6層
郵箱：market_dept@hirain.com
網址：www.hirain.com
展開 MBSE產品模型架構應用：基于模型驅動架構概念的自主水下航行器控制器的MBSE應用（下）
UKF使得估計更加準確，盡管UKF中的運算，例如無跡變換（UT），即算法2中的UT函數，可能看起來比EKF更復雜，但張柏強等人和Raitoharju和Piché深入研究了對各種卡爾曼濾波器擴展應用的實際計算復雜性和優化的評估。
表5描述了使用MBSE方法結合MDA組件對上述AUV應用的評估。
表 5.評估基于模型的系統工程（MBSE）方法結合模型驅動架構（MDA）的魚雷形AUV控制應用
（CIM，獨立于計算的模型；PIM，獨立于平臺的模型；PSM，特定于平臺的模型；IDE，實現開發環境；OMG，對象管理組；XML，可擴展的標記語言；MOF，元對象工具；UML，統一建模語言；SysML，系統建模語言）。
展開 淺析自動駕駛域控制器及當前發展情況
如何在愈發復雜的線路中，保證數據處理以及網絡安全的最優化成為難題，而用一個或幾個“中央大腦”來操控全車的ECU與傳感器正逐漸成為汽車電子電氣架構公認的未來。
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。
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