VCU架構設計的案例
符合功能安全的Level2層VCU架構設計
高效的軟件架構設計顯然對功能安全的實施和落地起著引導性作用，所以電子電器系統滿足功能安全要求已經成為產品基本屬性。
針對軟件架構如何滿足功能安全要求，業內人士紛紛借鑒了E-Gas架構，E-Gas最先被應用于發動機控制器EMS，由Level1功能層、Level2功能監控層、Level3控制器監控層三部分組成。國內相關論文分別將E-Gas架構應用于各個控制功能中，其中專利、文獻、文獻、文獻、文獻都針對功能安全標準設計了整車控制器硬件和軟件，但并未涉及Level2軟件架構。
因此，為了彌補E-Gas架構未明確提出基于模型開發MBD的Level2軟件架構的缺陷，且架構設計要滿足高內聚低耦合、合適的分層等功能安全要求，本文針對整車控制器VCU設計了一種Level2功能監控層軟件架構，不但符合功能安全架構設計要求，而且可應用于其他ECU功能安全Level2設計中，有助于功能安全設計進一步落地，降低實施難度。
一、VCU模型整體架構
設計整車控制器VCU模型Level1、Level2架構，如圖1所示，包括時序調度、輸入信號、Level1、Level2和輸出信號模塊，需滿足功能安全可理解性、一致性、簡單性、可驗證性、模塊化、抽象化、封裝性、可維修性等架構設計原則和要求。
圖1 VCU控制模型架構
Level1被稱為功能層，包含整車控制基本功能，如電機扭矩需求、能量回收等，整車高低壓電源管理，如高壓安全、低壓管理等，以及在檢測到故障時控制系統的反應。Level2被稱為功能監控層，檢測Level1功能軟件的缺陷過程。例如，通過監測計算的需求扭矩值或車輛縱向加速度，當系統發生故障時，會觸發系統反應，進入安全狀態。
展開 純電動汽車架構設計(一) ：電動車架構設計核心與前懸架選擇
架構設計是汽車頂層設計的一部分，在架構設計層面我們需要權衡技術、市場與消費者期望和物料、研發成本，而引入的技術也可以反哺平臺或服務后續車型。
圖3 架構設計要合理組合汽車所有關鍵部件和人體
因此平臺是穩定、普適的，而架構是靈活、專一的。特定車型的架構設計在大框架上應該存在最優解。例如前橫置前驅+麥弗遜懸架組合，以及機艙縱梁+車身縱梁、門檻梁、中央通道的傳力路徑組合，已經成為傳統燃油車型的標準架構。
3 現階段電動車的平臺架構設計的追求
中國的純電動車行業，細節設計如NVH、強度分析、臺架試驗等能力已經逐漸形成，但是對平臺架構和整體設計研究依然進展寥寥，隨著汽車電動化浪潮的推進，頂層設計能力薄弱的問題愈發凸顯。
合理的電動車平臺規劃有利于充分利用電動車的零部件特點和整車總體優勢，例如成員艙空間、車身碰撞性能、更好的整車尺寸等，此外對于零部件選型和設計也有很強指導意義。開發一個平臺就可以拓展出很多車型，看上去非常美好。但是只有設計生產過多個車型后才有可能提煉出一個有效的平臺。國內電動車企業起步很晚，產品的迭代次數不足，缺乏足夠積累，這種現狀下，開發一個有足夠競爭力可多次拓展使用的整車平臺難度極大。
所以現階段國內的電動車開發，首要任務是確定一個通用的整車架構而不是開發整車平臺。
展開 國內外電動汽車整車控制器(VCU)性能指標及設計思路
強力穩定的硬件設計可以提高整個系統的穩定性、可靠性，減少故障率。
a、四層電路板，中間層是電源層和地層，電平穩定
b、數字電路電源與功率電路電源分開，數字地與功率地分割設計，減少耦合干擾
c、隔離的CAN總線設計，避免總線網絡受到串擾的影響，2500VRMS隔離
d、頂層和地層電路板采用1OZ加厚鋪銅，銅厚約35um
e、電路板四周采用穿孔地墻設計，屏蔽電磁輻射
f、端口EMI（Electro Magnetic Interference) 防電磁干擾設計，采用信號硬件濾波，浪涌保護器件
g、采用美國Freescale公司專為汽車級電子設計的16位微控制器MC9S12XEQ512為核心控制芯片。
展開 車載SOA軟件架構設計
SOA設計—圖表設計
SOA設計和軟件架構( architecture)數據應以表格格式或圖表形式可視化。
應使用定制的表格格式來可視化SOA設計數據和軟件架構定義面向服務的體系結構圖(SOAD):該圖應可視化給定功能或服務、服務角色(服務提供者和服務使用者)、服務端口和服務接口。下面是SOA圖的示例視圖:
軟件架構圖（SWAD）：
一旦SOA定義完成，就應該定義軟件組件方面的服務部署。此圖顯示了用于數據交換的軟件組件、軟件端口及其之間的連接（軟件程序集連接器）。還應顯示每個軟件組件上部署的邏輯功能。下面是軟件架構圖示：
車載SOA軟件架構：服務設計
服務定義
服務使用SOME/IP總線向客戶端提供一些功能。所提供的功能既可以作為請求消息公開，也可以作為發送消息公開。
服務集群劃分
服務是基于子系統重新劃分群集的。
服務描述模板
服務描述必須包括以下信息：
服務描述：服務目的的簡單描述。
消息類型：方法或事件。
訊息名稱：訊息名稱。
消息描述：消息用途的簡短描述。
消息輸入參數：此規范類型使用的輸入參數的完整列表。
返回參數：此規范類型使用的返回參數的完整列表。
此外，必須描述枚舉和自定義類型。
展開 
架構設計到底在做什么？
來源 | 侯哥工作感悟
知圈 | 進“電子電氣群”請加微13636581676,備注架構
架構設計到底在做什么？這個好像不應該成為問題，因為每個人都會回答：架構設計就是設計架構唄。然而，設計架構又是設計什么東西呢？
讓我們先回顧一下以前聊過的一個話題：什么是電子電氣架構？架構是基于復雜系統的一個概念，體現的是系統之內的元素的基本結構和關系，是一種系統設計和演進的原則。
對于汽車的EEA（Electronic Electrical Architecture）來說，定義的就是汽車上電子部件之間的相互關系，及所有的電子部件（包含硬件實體及其中的軟件）所共同承載的邏輯功能之間的關系，以及為了設計和維護這些電子部件所規定的各種原則。
(Source:Bing)
從上面這個定義中可以看出，架構并不是一個具象化的實體，而是一個抽象的東西，任何一種具象化的東西都沒有辦法完整的表示出什么是架構。而且，架構一定是依賴于系統而存在的。
汽車的電子電氣架構EEA依賴的就是汽車上的電子電氣E/E系統。談到EEA，一定離不開這個E/E系統。架構是系統的架構。
網絡拓撲是架構的一部分，電氣拓撲也是架構的一部分，但是它們都沒有辦法來代表完整的架構。它們所表示的僅僅是EEA的一部分特性或者屬性。
接下來，讓我們從城市的設計建造過程來理解E/E系統的開發工作以及EEA設計的工作。
雖然我以前曾經以一個大樓的設計、建造過程來解釋過EEA設計的工作，可是從事EEA的工作越久，就越覺得汽車上EEA設計的復雜。由于現代車輛本身的高度復雜性，整車電子EEA設計更像城市規劃。
展開 工廠視頻監控系統架構如何設計？
三、設備參數
1） 高清網絡紅外q機：
1/2.7inch逐行掃描400萬像素CMOS圖像傳感器，F1.6/F2.2光圈，焦距4mm，6mm，12mm可選；
2） 存儲陣列：
IP SAN存儲，≤3U高度，≥16盤位，控制器架構，支持千兆GE口和萬兆10GE口，支持端口鏈路聚合、負載均衡，最大網絡接口數≥8個。
3） 管理平臺：
該平臺需要支持本地500個攝像機接入管理功能，支持跨域2000個攝像機接入管理功能。
支持對各管理服務器、存儲、編解碼器、網絡攝像機的統一管理
通過面向事件、業務的軟件設計，使業務功能高度集成，實現一條龍服務管理。其主要業務應包括：報警管理，監控管理，地圖應用，檔案管理，車輛管理，計劃管理，人員管理/行為審核，操作管理，系統配置等。支撐多個子系統的統一聯動、統一展示，包括視頻監控、報警、周界、消防、對講、門禁、園區車輛管理、園區車輛收費等。
4） 流媒體轉發平臺：
支持音視頻單播流的復制分發
支持音視頻組播流轉單播復制分發
支持對跨域媒體流進行復制分發
支持負載均衡和動態互備
展開 高級軟件架構與系統設計
高級軟件架構與系統設計 課程基礎信息 發布年份：2026年 總章節/課程數：14個專項模塊、169節課程 總時長：7小時 文件大?。?.5GB 視頻編碼：h264，分辨率1280x720 音頻編碼：AAC，44.1千赫，雙聲道 課程語言：英語 學習收獲 掌握分布式
淺談系統安全架構設計
在考慮應用E-GAS架構時，對其安全分解策略并無固定要求，但是通常推薦采用QM(X) + X(X)的分解策略。主要考慮：
如果系統功能設計已經比較成熟，而引入功能安全后，對該系統進行功能重構復雜程度高。因此采用QM(X) + X(X)的分解能夠讓系統設計本身保持QM的等級，而只是對安全要求進行冗余的設計，這樣能夠最小化的影響功能的穩定性。
系統功能安全需求數量不多，并且該系統能夠采用相對簡單的策略對故障避免措施進行額外的冗余設計。這樣能夠最小化地增加開發成本。
L2 也可以通過輸入信號進行獨立的功能診斷，診斷輸出控制應該獨立于L1的輸出控制，能夠直接對系統進行關斷控制，以保證安全狀態控制的獨立性
例如，傳統的三電系統，發動機管理系統，變速箱控制系統及車身控制系統皆可以采用上述架構。通過E-GAS三層架構，對安全的功能和系統控制功能進行合理的分解，再配合目前主流的英飛凌AURIX（帶Lockstep）+SBC(ASIL D)硬件解決方案，能夠高效快速的實現高等級的功能安全設計。除此之外，對于VCU, MCU等新能源汽車上的一些控制器，通過E-GAS三層架構來實現ASIL D等級的設計也是很多主機廠和供應商的優先選擇。
需要注意的是，對于一個復雜的新系統開發，或者系統功能安全需求數量大且不易做安全分解的，則不建議首先采用E-GAS三層架構。例如，對于自動駕駛系統的域控制器及備份控制器開發，安全需求除了MCU本身控制功能之外，對于感知，定位和規劃算法均有涉及，而SoC和MCU之間很難采取統一的安全監控架構。因此，即使采用E-GAS架構實施安全分解策略后，也需要做大量冗余功能及獨立性設計，并不能獲得很好的時間或者成本的收益。
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.
展開 電子電氣架構設計需要考慮哪些方面？
電子電氣架構的優化和有效的系統設計對于最大限度地提高可重用性、減少車輛變體的數量以及提高按時交付車輛的能力至關重要。
在開發新的或改款車型時，控制器的重復使用受到限制，一部分約束是固定的，比如傳統上，來自一級供應商的控制器增加功能的范圍有限，除非供應商簽訂了開發此類功能的合同。因此汽車制造商在開發控制器、軟件模型甚至完整軟件方面需要承擔了更多責任。當前也可以看到大部分汽車制造商在做控制器的應用層開發，底層和硬件交給供應商，不過現在也有趨勢汽車制造商擴展到戰略模塊的硬件和芯片設計。
在電子電氣架構設計時，架構師需要基于復用原則來確定整個生命周期內的功能分配。
07.
總結
開發全新的電子電氣架構對汽車制造商來說面臨的挑戰多種多樣。E/E 系統架構師在開發、更新和優化車輛架構時需要考慮的因素很多，因此有必要借助架構設計工具來根據工程師定義的一組規則和指南來規劃和檢查架構，將指標可視化。這樣更有利于權衡拓撲變化、功能分配和信號分配等，以便在詳細設計開始前對電子電氣架構架構進行早期優化。
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展開 【CATIA】設計架構 | 達索系統百世慧?
步驟插入
提供CAD數據的互操作性功能，以實現MultiCAx可視化和上下文設計：
組織在保留其CAD投資的同時仍能受益于豐富的上下文設計和數字模型化流程。
協同工作，數據來自多個不同的CAD系統，并在單個異構數字模型和設計環境中使用。
利用數字模型和設計工具（例如平面，坐標系和圓柱軸）提供的功能，對MultiCAx零件進行精確定位和精確測量。
裝配支持：在支持裝配的情況下，可以解決裝配到零件的鏈接，從而可以將完整的裝配自動，準確地插入到數字模型產品結構中。
用戶可以以交互方式將MULTICAx本機數據直接直接插入數字模型，或者使用批處理模式，用戶可以將MultiCAx數據轉換為CATIA V5數據，然后將所有必要的V5格式數據打開到CATIA，DMU或3d com Navigator中會議。
使用MultiCAx產品的座位上不需要外國許可。
對象管理器
為基于驚人技術和開放行業標準的協作產品開發提供高度可擴展的開放平臺：
領先的技術和高級功能，可在本機Windows和UNIX環境中的單個系統映像上實現高生產率。
先進的CAD系統用戶界面，易于使用。
可以捕獲設計知識，并將其重新使用以在設計階段引入公司標準并提高生產率。
出色的可視化。
3D XML，利用重用制造豐富的PLM數據并將其內容分布到PLM應用程序之外的多種用途。
CATIA CADAM接口
在CATIA-CADAM制圖和V5制圖產品之間共享制圖信息：
從CATIA V5制圖產品直接訪問CATIA-CADAM制圖工程圖。
減少傳輸清理時間。
自動轉換為原生V5工程圖。
重復使用CATIA中的CATIA-CADAM制圖數據以繼續進行2D或3D設計。
展開 
嵌入式系統的軟件架構設計！
成熟的MVC模式保證了后續一系列的可擴充性，而框架則保證了這個架構的在所有產品中的準確重用。
9. 總結
本文是針對嵌入式軟件開發的特點，討論架構設計的思路和方法。試圖給大家提供一種思想，啟發大家的思維。框架，自動化代碼生成和測試驅動的架構是核心內容，其中框架又是貫穿始終的要素。
有人問我，什么是架構師，怎么樣才能成為架構師？我回答說：編碼，編碼，再編碼；改錯，改錯，再改錯。當你覺得厭煩的時候，停下來想想，怎么才能更快更好的完成這些工作？架構師就是在實踐中產生的，架構師來自于那些勤于思考，懶于重復的人。
展開 從功能安全視角看軟件架構設計
功能安全應該如何考慮軟件架構，什么樣的架構是符合功能安全標準要求的，對于軟件架構工程師和功能安全工程師，很難在兩個方面都說得明白，本篇來從功能安全的角度談談軟件架構設計的基本要求。
首先，功能安全軟件的架構設計是基于兩個層次的：
第一：
選取和建立一個層次分明，易于理解的軟件架構；
第二：
在第一條的基礎上，符合相應功能安全等級要求的軟件設計要求。
接下來，以汽車功能安全標準ISO26262-6和軌道交通軟件功能安全標準EN50128作為基準，談談標準是如何從以上兩個層次來做出規定的。
軟件架構階段的開始
軟件架構設計是軟件生命周期的第二個階段，前面的階段是軟件需求階段（software requirements specification）,在軟件需求設計時，把整個軟件當成一個黑盒處理，來確定該軟件的所有功能、性能，與硬件的接口定義，與外部其它系統的接口定義，而在軟件架構階段，需要設計一種架構來滿足軟件需求，通過層次化結構的方式來表示軟件架構的組件構成和他們之間的交互方式。以下圖為例，虛線框之外是軟件需求，虛線框內是軟件架構。
什么是軟件組件
上面這個圖用于解釋軟件架構所做的工作，將整個軟件劃分為功能和接口清晰的組件。
展開 從功能安全視角看軟件架構設計
來源 | 薄說安全
功能安全應該如何考慮軟件架構，什么樣的架構是符合功能安全標準要求的，對于軟件架構工程師和功能安全工程師，很難在兩個方面都說得明白，本篇來從功能安全的角度談談軟件架構設計的基本要求。
首先，功能安全軟件的架構設計是基于兩個層次的：
第一：選取和建立一個層次分明，易于理解的軟件架構；
第二：在第一條的基礎上，符合相應功能安全等級要求的軟件設計要求。
接下來，以汽車功能安全標準ISO26262-6和軌道交通軟件功能安全標準EN50128作為基準，談談標準是如何從以上兩個層次來做出規定的。
軟件架構階段的開始
軟件架構設計是軟件生命周期的第二個階段，前面的階段是軟件需求階段（software requirements specification）,在軟件需求設計時，把整個軟件當成一個黑盒處理，來確定該軟件的所有功能、性能，與硬件的接口定義，與外部其它系統的接口定義，而在軟件架構階段，需要設計一種架構來滿足軟件需求，通過層次化結構的方式來表示軟件架構的組件構成和他們之間的交互方式。以下圖為例，虛線框之外是軟件需求，虛線框內是軟件架構。
什么是軟件組件
上面這個圖用于解釋軟件架構所做的工作，將整個軟件劃分為功能和接口清晰的組件。
展開 MBSE方法論專題 | OOSEM-Modelook綜合設計候選架構
下一階段
在完成物理架構設計之后，可以轉入導出模型到下一級的系統設計或者進入詳細設計階段。
NO.2
建模方法
借助系統原理框圖可以列出組件和接口，作為系統物理模型的基礎，用于物理解決方法（物理結構）的高層次開發結果的交流。
圖 2 系統原理框圖示意
在系統架構的早期，設計團隊就必須評估每個需求是否會對系統架構產生重要影響。這些需求被稱為驅動架構設計的需求，驅動架構設計的需求通常占全部需求的5%至15%。驅動架構設計的需求應該被基線化管理，以確保架構設計審查成功進行，認真評審架構以確保滿足驅動架構設計的需求基線集要求。
架構層級圖提供系統的一個垂直視角，識別物理組件和各自組件組成系統，當后面的設計不能覆蓋底層組件的時候需要更新架構層級圖。
展開 