汽車電子電氣架構的案例
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 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 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 汽車電子電氣架構工程師妄語
來源 | 十一號組織
汽車電子電氣架構（E/E Architecture）最近風頭很盛，曝光度很高，雖不如自動駕駛，新能源圈錢迅速、吸睛無數，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（前有大眾E3新架構，后有菊廠CC新架構，直到如今爭奇斗艷的“鯤鵬”、“SVA”、“Geep4.0”、“SEA”新架構），同時伴隨著新一代電子電氣架構各種超前的宣傳和科普的水文，也讓這個曾經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，電子電氣架構也不例外。眼下即是老架構面臨退位，新架構們急于上位的年代，而誰能在新架構更替中先行一步，誰就有可能先入“關中”。說起電子電氣架構更替，就不得不提拎出宇宙級Tier1電子電氣架構學院派演進典型Roadmap。
簡單解釋一下，上圖中最下面的架構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段，彼此之間通過一個中央網關進行交互，就是所謂的分布式電子電氣架構。
接著域內相似或者一類功能的控制器彼此合并，就往上進化一層。當這個域內合并到一定程度了，會出現一個大的控制器并進化成域控制器承擔域內主要功能。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行機構。此階段，就是現在如日中天的域架構。
當各域控制器統一域內江山的時候，自然會出現跨域之間的兼并，直至大一統的中央控制器（這里一般可以真正叫computer了）出現，就是所謂的中央計算架構。
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 理想汽車的電子電氣架構迭代
最近很多車企都開始開啟了新能源汽車大型化，在這個價格比較高比較講究品牌效應的細分市場里面，圍繞科技配置上做集中化電子電氣架構，是目前的趨勢。而理想汽車最近發布的一些信息值得做一些解讀。感謝小康給我發的PPT文件《智能汽車高算力平臺布局 -理想汽車算力和OS》。
▲圖1.通往高算力為核心的計算平臺架構迭代
Part 1
理想汽車的EE架構迭代
理想汽車的電子電氣架構目前分為三次迭代。
▲圖2.理想汽車的三種架構
LEEA1.0傳統分布式架構，也就是理想ONE上用的，這套系統迭代的方法，就是基于智能座艙控制器和ADAS控制器。
▲圖3.理想One上的系統迭代
LEEA2.0是理想L9上使用的域控制器架構，整車分為三個控制域：中央控制域（包含動力、車身和部分底盤的功能），這里主要實現的是車身控制單元（BCM）和中央網關進行融合，并且基于自動駕駛控制域（英偉達Orion*2）和智能座艙控制器（8155*2）進行開發，理想的LEEA2.0電子電氣架構里的中央域控制器如下。
▲圖4.理想L9的電子電氣架構
LEEA3.0是明年要上市的新車型（800V純電平臺）為中央計算平臺+區域控制架構，目前根據信息來看，可能按照工控主機的設計思路，把智能車控、自動駕駛，智能座艙三塊板子用PCIe連接做到一個機箱里，OneBOX結構。
展開 汽車電子架構和CAN網絡基礎
此階段的標準是車載電子出現集成電路和16位以下的微處理器。主要包括自動門鎖、自動燈光系統、高速警告系統、撞車預警傳感器等。最具代表性的是電子汽油噴射技術和ABS技術的發展成熟，電子控制器控制機械功能在部分零部件上逐步成熟，這不意味著所有零部件上都是非常成功的，在此階段機械與電器的融合總體并不成熟。
第三個發展階段，1982～1990年。微電腦在汽車上的應用逐步可靠和成熟，開始出現向智能化方向發展的趨勢。如胎壓控制、電子道路監視器、加熱擋風玻璃、倒車示警、自動后視鏡等。
第四個發展階段，從2005年至今。以自動防撞系統、動力優化系統、自動駕駛、導航技術為代表，標志性技術高級駕駛輔助的智能化汽車的出現。
02
汽車人的新革命
電子架構
2.1 汽車電子架構產生的背景
這次的故事是發生在梅賽德斯奔馳。2000年梅賽德斯奔馳技術有限公司在C級車開發時，面臨一個問題：那就是電子電器越來越多，系統復雜性越來越高，如何將所有設備連接起來？我們都知道兩兩互聯時，連線的個數是n（n-1）/2。新增零部件越來越多，原有的各系統通訊互聯和開發方式的鏈路、成本、信號干擾將是原方式下無法解決的問題。結果是經過一系列的論證操作，最終決定推倒重構，重新設計整車電子電氣，從根本解決問題。1年后該款車型電子電氣總體設計完成，同步發布的E/E Analyse軟件也應用于電子電氣架構設計。
2.2 電子架構的技術發展劃分
博世集團2017年在一場行業內會議上分享的汽車電子電氣架構發展趨勢圖得到了業內的廣泛認可，并逐漸成為了發展方向的標準指導，被大家廣為引用。
展開 淺談汽車電子電氣域架構
分享一篇文章，一文淺談汽車電子電氣域架構。
以下為正文。
隨著現代汽車的功能越來越復雜，整車上的電子控制單元（Electronic Control Units, ECUs）也隨之增多。
當前一輛普通汽車的 ECU 多達七八十個，代碼約一億行，其復雜度已經遠遠超過安卓手機系統。
在傳統的汽車供應鏈中，不同的 ECU 來自不同的供應商，有著不同的嵌入式軟件和底層代碼。這種分布式的架構在整車層面造成了相當大的冗余，傳統汽車的軟件更新幾乎與汽車生命周期同步，極大地影響了用戶體驗。
如何加快軟件的創新與迭代？從傳統的分布式架構，逐漸進化為集中式架構，“域”的概念由此而生。在行業的變遷和技術的發展潮流面前，永遠都是適者生存，面對“域”的設計，國內外各大整車廠與供應商猶如八仙過海，各顯神通。單一功能的控制器不再成為主流，整車更多關注的是系統方案和軟件集成控制。只有掌握集大成于一體的“域”控制理念，才能在即將到來的市場機遇中真正做到屹立不倒，成為最強王者。
展開 適用于新型電子電氣架構的信息安全綜合解決方案
并且單從功能層面來講，甚至部分功能已經是主要由云計算來實現了，而電子電氣架構卻還在第三階段。
02
電子電氣架構演進的特點
那么電子電氣架構的演進有什么樣的特點，我們通過這張圖來展示。
最近軟件定義汽車的話題很火，并且也已經有部分OEM在研新車型已經使用了SOA架構及開發模式。
一方面是新技術的誕生與需求的變化導致電子電氣架構加速演進，另一方面電子電氣架構的演進反過來給SOA的部署帶來了很大的便利。
因此我們可以認為電子電氣架構帶來的第一個新事物就是SOA。
同時，高級別自動駕駛，智能座艙等熱門功能對總算力的需求進一步增加，在電子電氣架構上也可以明顯的看到為了滿足高算力的需求，分布在E/E架構中的各個控制器的集成程度進一步提升，這個也帶來了集成化的趨勢。
除此之外，在原先IT/ICT領域的成熟技術也在大量移植到汽車工業中。
例如以太網和安卓，以及在這之上的各種協議和應用，其中以太網的應用對電子電氣架構及網絡拓撲帶來了非常深遠的影響，技術移植過來就用，也是一個比較大的特點。
集中化帶來了算力集中，而算力集中了之后，需要能夠有效利用算力去實現不同場景的業務需求，在這個背景之下，虛擬化技術也得到了應用，使得多個類型的操作系統運行在同一芯片上。
除此之外，雖然算力分布是在繼續集中，但是業務場景與計算能力的多樣化卻在繼續，在同一個控制器里面集成CPU/GPU/NPU/MCU等異構處理器處理復雜任務和場景的情況卻越來越普遍。
展開 聯合電子：面向服務架構（SOA）的汽車軟件三部曲
隨著汽車智能化、網聯化、共享化的趨勢，終端用戶對車輛功能的預期也悄然發生著改變，汽車在實現高等級自動駕駛/輔助駕駛功能的同時，也更趨向于提升用戶體驗，例如滿足快速的功能更新和升級，可以提供個性化、人性化、差異化的功能與服務等。
面向服務的軟件架構(Service-Oriented Architecture)正為未來的車輛軟件服務提供良好的解決方案。不同于傳統汽車電子電氣架構中面向信號的架構，面向服務的軟件架構(SOA)通過標準化的服務接口，松耦合的服務機制以及可組合擴展的服務特性，結合未來以高性能計算平臺——域控制器——為核心的集中化電子電氣架構，將成為未來汽車領域“軟件驅動創新”的技術基礎。
第一部：面向服務架構(SOA)的汽車軟件及其開發方法
一. 為什么要引入SOA汽車軟件?
展開 
蔚來汽車的電子電氣架構
寫這個話題，主要是接新造勢力電子電氣架構分析的第二篇，這塊蔚來的工程師出來講得也比較少。所以只能從售后手冊和拆車分析里面獲取。
由于蔚來并不是以工程技術為主打口碑，我們看到的千兆以太網絡+高性能電控單元構成整車電子電氣架構，是逐步看到在2020年的智能網關、智能座艙以及智能駕駛系統，從硬件到軟件到應用層開始鋪設，2022年量產自動駕駛域控制器ADC采用英偉達ORIN芯片，中央顯示控制器單元采用高通8155芯片。
▲圖1.蔚來的分域設計，FOTA的時間點是很早的
Part 1
蔚來的演進過程
分段來看：
蔚來第一代電子電氣架構（ES8）：采用分布式為主，創新點在于智能中央網關（CGW），數字座艙控制器和自動駕駛部分，以太網這塊只用在有限的部分。
蔚來改進版本的1.5代（后續升級的ES6、EC6和更新的ES8）：導入了自動輔助駕駛控制器和泊車架構，增強了座艙部分，加大了相應的自研軟件的力度，主要集中在智能網聯、智能座艙、自動輔助駕駛，三電和車身這塊有點時間是相對較慢的（電驅電控以及部分車身控制）。
蔚來新的NP2（ET7和ET5）：由于智能駕駛和座艙的軟件提升，在這塊領域里面應用軟件與硬件的獨立化，網關的迭代和車身在一起的。
下一代：這部分有聊過，東西比較多，目前還在構型階段。
▲圖2.蔚來量產的這一代系統
所以我的理解，蔚來的迭代是一步步演進的，分塊把自動駕駛從Mobileye替換成NVIDIA的Orin，把座艙替換成更高級的處理器。然后在CGW上做一些調整，導入了優化設計。
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 車聯網安全基礎知識之大眾集團汽車電子電氣架構
啟動控制系統其中包括發動機控制單元(J623)、進入和可控制單元(J965)、啟動裝置按鈕(E378)、中央電氣單元(J519)、啟動繼電器(J906/J907)。
車聯網系統
做車聯網安全最關注當然還是車聯網系統，車聯網系統中主要包括的部件有顯示及操作單元(J685)、信息娛樂控制單元(J794)又稱車機/IVI等、OCU/TBOX(J949)以及麥克風、揚聲器、天線等模塊。
模塊化零部件
沒有拆解過汽車，對車輛中各個部件的所處位置沒有直觀的感受。以下奧迪 Q8 控制器位置分布圖。
上圖包含了主要的控制器，如車機(J794)位于副駕駛員前側；網關(J533)位于駕駛員座位下方；ABS(J104)位于車頭右前方等 。對應的 MIB 網絡拓撲結構（不含以太網）如下。
上圖與MQB架構中的網絡結構大體相似，可以看出零部件在不同平臺上實現了共享，既模塊化零部件。下面展示車聯網中幾個重要的零部件。
OCU/TBOX(J949 )
車機(J794)
網關(J533)
總結
本文介紹了大眾旗下的汽車模塊化平臺，對 MQB 平臺的網絡結構進行了梳理，此外初步介紹了模塊化零部件。后續文章對較為詳細的介紹車聯網安全中比較關注的模塊的組成結構以及安全威脅等。
文中的 奧迪 Q8 控制器位置分布圖標注花了比較長的時間，通過控制器的位置可以對車輛有更直觀的感受。攻防的點在哪里，面對實在在的東西才好分析研究。以后有機會拆車在來與大家分享具體的零部件分布以網絡拓撲結構（先在這里立下一個FLAG）。
參考
大眾ID.4電子電氣架構剖析
大眾ID3架構深度分析：軟件定義汽車還很遙遠
展開 軟件和整車電子架構正重新定義汽車行業
企業必須分析哪些功能可以為未來架構帶來真實收益，從而實現變現，由此可以為軟件和電子系統的銷售開發新的業務模式，無論其是產品、服務或某種全新概念。
中國將成為汽車軟件及電子產業發展的新高地
中國的整車行業在過去幾年取得了有目共睹的巨大發展。國產汽車行業的進展不僅體現在傳統能源汽車的研發及制造上，也同時體現在了諸如汽車電動化、共享化、互聯網化、無人駕駛化等所謂“新四化”上。國產汽車軟件及電子的發展，也會借此東風，不斷取得新發展。
在上文述及的十大趨勢中，我們看到在一些中國領先汽車企業身上也有所體現。
- 趨勢1（ECU整合）：比亞迪近期宣布在最新的e平臺上實現儀表、空調、音響、智能鑰匙等控制模塊10合1，使整車控制模塊線束大幅減少，降低模塊故障率以及提升生產裝配效率。
- 趨勢7（汽車以太網）：上汽集團最近推出了基于全新電子電氣架構的電動車平臺——Double E架構，核心亮點之一是采用了支持海量數據極速傳輸的以太網技術。
- 趨勢8（整車廠商開放數據接口）：比亞迪于近期上線了汽車智慧開放平臺，并通過該平臺將車內信號封裝為數百個API。開放的API內容涵蓋車身、行駛數據、車速、全景、空調、雷達、充電設備等18類數據。
- 趨勢9（云端數據處理）：阿里巴巴推出的AliOS智聯網汽車解決方案，其一大亮點是充分發揮了阿里云在云計算、大數據和人工智能的優勢，借助阿里巴巴的生態能力，賦能合作伙伴更好探索“數據x智能”驅動的新型業務模式。
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