主流OEM电子电气架构的演变进度

发布时间：2024-09-27 06:12:22   来源：bob手机版官网备用网址

  现在汽车的架构逐步在更新，慢慢的变多的ECU进行整合，从原来的分布式阶段逐步演进到域也在慢慢地发展，慢慢的变多的主机厂关注的是一整套的解决方案，而不是独立的芯片解决单独的区域。面向未来电子电气架构核心区域进行全场景布局的芯片厂商，将具备更明显的竞争优势。

  博世认为汽车电子电气架构演变路径为分布式、域集中、中央集中式。电子电气架构逐步成为汽车产品的一个核心技术，过去汽车上的控制器相互独立，软件为嵌入式，整车做最终的集成即可，随着分布式架构朝着域控制器，主机厂自己掌握中央控制管理系统，否则就会失去对汽车产品的控制权。

  特斯拉Model3开启了电子架构的变化，实现了中央域控制架构的雏形，被行业认为在电子电气架构方面领先传统车企6年以上。大部分车企的跨域电子电气架构在2023年量产，比如今年量产的小鹏G9；一些传统车企电子架构仍处于功能域早期，呈现“分布式ECU+域控制器”的过渡形态，向“中央计算单元+区域控制器”将可能耗时3-10年。我们来看看主流的主机厂和tier1的电子电气架构发展进程。

  大众汽车MQB平台在2012年研发出来，到现在已经11年了，该平台售卖的车型超过3600W台，MQB平台的电子电气架构就是分布式，在平台升级为MEB的平台时，ID系列采用了E3架构。目前大众的ID系列的电子电气架构还处于E3 1.1版，在今年的PPE平台上搭载E3 1.2版本，从路径规划来看在2025年才能进化到E3 2.0版。

  E3架构即由3个车辆应用服务器（ICAS，即In-Car Application ）组成的新型集中式EE架构，具体包括：车辆控制服务器（ICAS1）、智能驾驶服务器（ICAS2）和智能座舱域（ICAS3）；其中智能驾驶域ICAS2还在开发过程中，量产车型上搭载的依然是分布式架构方案。

  综合来看，大众是比较稳扎稳打，一步一步进行渐进式的架构推进，并没有直接采用中央式架构，由此看的出来大众是那种稳中求胜的选手。

  小鹏的电子电气架构最近这几年的演进相当的好，在G3采用的电子架构还是传统的架构时，在P7就升级为功能域控制器，而且该电子电气架构在那个时间节点都是非常领先的。

  小鹏P7的搭载的第二代电子电气架构， ECU数量减少了60%，分层域控，也就是功能域控制器和中央域控制器并存，域控制器覆盖多种功能，保留了局部传统的ECU。大部分车身功能迁移到域控制器，中央处理器能轻松实现仪表、中控导航和智能车身控制的大部分功能，而且集成中央网。

  在刚刚量产的G9车型中，小鹏的电子电气架构已经迭代到X-EEA 3.0版本了，成为首款能支持 XPILOT 4.0的智能辅助驾驶系统的量产车。

  通过上图能够正常的看到X-EEA 3.0硬件架构方面，采用了中央超算+区域控制的硬件架构，中央超算包括车控、座舱、智驾3个域控制器，区域控制器分为左右控制器，将更多控制件分区，类似于特斯拉的架构，采用就近分配的原则，分区接管相应功能，大幅缩减线 特斯拉的电子电气架构

  特斯拉在电子电气架构方面是先驱者，2012年的model S有较为显著的功能域，包括动力域 PowerTrain、底盘域 Chassis、车身域 ，

  AS模块横跨了动力和底盘域。Model X 的部分控制器出现跨网段的特征，有显而易见的多域控制器M

  趋势。比如中央车身控制器 Central Body Control Module 横跨了底盘 Chassis、车身低速容错 Body FT 以及车身 Body。2017年特斯拉推出的model 3突破了功能域的框架，实现中央计算+区域控制器的框架。Model 3 标志着特斯拉从域控制器的阶段立即进入多域控制器阶段。单个控制器可以对接到传统意义下不同功能的

  ，通过一块 ECU 来接入不同的传感器得到的数据，对其做多元化的分析，最终发出控制的指令。Model 3 四大控制器

  CM（辅助驾驶及娱乐控制模块）、BCM RH（右车身控制器）、BCM LH（左车身控制器）以及 BCM FH（前车身控制器）控制着整辆车几乎所有的功能。

  特斯拉三代车的电子电气架构演进的本质原因，是不断把车辆功能的控制权收回到自主开发的过程，model3的

  模块、娱乐控制模块、其他区域控制器、热管理都是自己进行开发设计，实现了关键核心模块掌握在自己手里，避免被别人卡脖子，即使刹车系统使用博世的ibooster，特斯拉也参与一脚，把自己的软件加入到这个模块里面，通过软件更新实现刹车距离变短。大部分企业规划的跨域融合的电子电气架构在2022年和2023年量产，基本上逐步开始域控制器，减少分布式ECU。2025年部分车企落地中央计算+区域控制器的电子电气架构，以此来实现软硬件进一步的集成化，让车厂对于软件的控制权往回收。

  头部主机厂公布的下一代电子电气架构，将实现车辆功能域的进一步集成：“五域”（无人驾驶域+动力域+底盘域+座舱域+车身域）逐步向集成度更高的“三域”（无人驾驶域+智能座舱域+车控域+若干网关）迈进，即：除智驾域、座舱域外，将底盘、动力传动以及车身三大功能域直接整合成一个“整车控制域（Vehicle Domain Controller，VDC）”。

  在这个过程中，慢慢的变多的主机厂关注的是一整套的解决方案，而不是独立的芯片解决单独的区域。除了主机厂外，Tier 1和芯片厂商也在深入探索跨域融合和中央计算架构的演进，在产品、架构和解决方案上与主机厂节奏保持一致。

  从产品形态变化、产业链格局演变情况去看：座舱域>

  自动驾驶域>

  车身底盘动力域

  做了物理隔离，能清楚看到主机厂在座舱方面的尝试最为激进，最典型的代表就是车内大屏与液晶仪表盘的渗透率快速提升。而车身动力域由于安全性要求最高，并且和底层控制深度

  ，因此无论是产品形态还是产业链的格局，相对变化都较小。而无人驾驶域因为对算力要求远超从前，因此产业链逐步增加了新的供应商。而这几个域里面，驾驶辅助/无人驾驶域、智能座舱域为汽车未来核心，因为这些域是直接关联使用者真实的体验感受的，是目前提升空间最大的。

  可以看到有很多和传统的车载芯片公司，都在全力以赴进行智能座舱域控制器芯片的布局。

  领域的厂商，主打高端市场：联发科三星高通等。3.国内新兴智能车芯竞争者：芯驰科技等。

  随着智能座舱时代的到来，除了常见的“一芯多屏”功能，对于座舱主芯片的算力，架构、外设都有更高的要求，特别是安全层面，这样才可以更好地保护用户在智能座舱的数据安全和稳定性。

  GPU、AI加速器，以及视频处理器，能够很好的满足新一代汽车电子座舱应用对强大的计算能力、丰富的多媒体性能等日渐增长的需求。可支持一芯多屏，同时覆盖全液晶仪表、中控娱乐导航、副驾娱乐、抬头显示、电子后视镜、DMS驾驶员监测系统、OMS乘客监测系统、虚拟空调面板、360环视+APA自动泊车辅助、DVR行车记录仪、语音系统等所有座舱功能，支持舱泊一体。同时，X9系列处理器集成了PCIe3.0、

  3.0、千兆以太网CAN-FD，能够以较小造价无缝衔接应用于车载系统。该款处理器还采用了包含Cortex-R5双核锁步模式的安全岛，能应用于对安全性能要求严苛的场景。智能座舱的主控芯片对于安全性慢慢的升高，特别是要带动仪表屏，这部分对于安全方面的功能安全至少要达到ASIL-B的功能安全，在安卓中控死机的情况下，依旧能保障仪表的正常运行。

  - 车规级ISP，高达1Gpixel/s图像解决能力，支持800万像素摄像头输入

  的情况下，即可支持两个操作系统的独立运行，大幅度的降低了开发难度，提升了系统资源的运行效率。在性能明显提升的同时，X9SP和前一代产品X9HP保持了硬件Pin-To-Pin兼容和软件兼容，一个月即可从X9HP平滑升级至X9SP，仅需9个月左右就可实现车型快速量产，最大限度优化开发成本，并同时大幅度的降低研发投入。从性能、安全认证等指标来看，芯驰座舱产品已达到国际一流水平，是国内创新型车芯厂商中座舱芯片量产进度最快的企业之一，拥有几十个重磅定点车型。上汽、奇瑞、长安等车企旗下搭载芯驰智能座舱X9系列芯片的车型已量产上市；同时，芯驰与斑马智行联合发布智能座舱生态化平台，推进舱行泊一体落地。

  高通骁龙8155是由消费芯片“魔改”而来的芯片，采用1+3+4的8核心设计，其中大核主频为 2.96GHz，三个高性能核心主频为 2.42GHz，四个低功耗小核主频为 1.8GHz。芯片的AI算力能够达到8TOPS，能够实现

  芯片，在电路设计之初没考虑ECC这类汽车芯片需要的功能。如果因为干扰或内部数据传输总线随机的错误，其车内显示屏就无法正常工作或者不完整，表现为显示花屏、闪屏或者黑屏。不过，虽然在某些安全性、耐用性上没有传统汽车芯片那么高，在新势力车企及一些高端车型上，高通8155仍深受青睐。目前，威马W6、WEY摩卡、吉利星越L等车型都搭载了SA8155P芯片。2.2 智能驾驶

  智能驾驶正在逐渐回归理性，不再盲目跟风追求高算力。此前比亚迪董事长王传福提到：“

  都是扯淡，弄个虚头巴脑的东西，那都是忽悠，它就是一场皇帝的新装。”在他看来，未来的主要方向还是高级辅助驾驶，需要驾驶员扶着方向盘，特殊路况的无人驾驶应用场景目前还很少。ADAS算法、高阶辅助驾驶在资本裹挟下被神化了，市场会慢慢回归理性。当下，行泊一体域控制器需求正在全方面爆发阶段。

  基于 TI 的双 TDA4VM 的 NOA 行泊一体化方案采用了两颗 TDA4VM，单芯片 C7x/MMA 能轻松实现 8TOPS 算力，总算力 16TOPS 。该方案接入了 11 个摄像头、5 个

  12 个超声波雷达，即 11V5R12USS 行泊一体化解决方案。其系统框图如上图所示，TDA4VM_A 接入了四个全景摄像头和两个前向摄像头。TDA4VM_B 接入了四个侧视摄像头和一个前向摄像头。行车方面可实现盲区

  (BSD)、开门预警 (DOW)、车道偏离预警 (LCW)、前向碰撞预警 (FCW)、智能远光灯控制 (IHC)、前方穿行预警 (FCTA)、后方穿行预警 (RCTA)、后方碰撞预警 (RCW)、自适应巡航 (ACC)、车道保持辅助 (LKA)、手动变道 (PLC)、交通拥堵辅助 (TJA)、高速辅助驾驶 (HWA)、自动紧急制动 (AEB)、交互式高速公路无人驾驶 (HWP)、交互式高速公路拥堵无人驾驶 (TJP)、自动辅助导航驾驶 (NOA) 等功能；泊车方面可实现全景功能 (AVM)、自动泊车辅助 (APA)、遥控泊车辅助 (RPA)、家庭区域记忆泊车 (HAVP) 等功能。

  芯驰推出的L2+单芯片量产解决方案V9P，CPU性能70KDMIPS，GPU达200GFLOPS，整体AI性能20TOPS，在单个芯片上就可以实现AEB（自动紧急刹车）、ACC（自适应巡航）、LKA（车道保持）等主流L2+ ADAS的各项功能和辅助泊车、记忆泊车功能，并能集成行车记录仪和高清360环视。V9P内置独立安全岛，无需外置MCU便可实现真正的单芯片行泊一体方案，有效地节约系统成本。

  -车规级ISP模块，高达1Gpixel/s图像解决能力，支持800万像素摄像头输入

  面向量产的APA解决方案（全自动泊车辅助系统）。该方案采用4个鱼眼摄像头和12个超声波雷达实现APA功能，基于CV算法，完成对车位的识别与障碍物检测，结合超声波雷达，适应多种车位和工况。

  在L2+及以上高阶智能驾驶领域，天准科技、东软睿驰等Tier 1厂商也在推进国产化的域控制器落地方案。

  系列高阶无人驾驶域控制器天准推出了基于地平线高配域控制器方案，面向城市NOA和记忆泊车、自动泊车、360环视等高阶无人驾驶场景；以及基于地平线中配域控制器方案，面向高速NOA和记忆泊车、自动泊车、360环视等无人驾驶场景。两款产品已于2022年8月实现全部功能的一次性点亮，并于2023年3月份完成全部的DV测试并顺利通过，将在2023年下半年完成PV测试达到量产状态。

  东软睿驰无人驾驶域控制器X-Box4.0是基于SDV开发模式下的全新L2+级别域控制器标准品。东软睿驰基于芯驰X9系列以及地平线系列

  芯片，实现了中国无人驾驶产业自主化芯片、算法、软件、硬件在研发和量产应用链条方面的全面打通。

  随着主机厂电子电气架构的不断演进，在集中式域控制器架构的核心主芯片选择上，理想情况下，主机厂更愿意选择同一家车规级SoC芯片厂商，供应链更简单，配合度更紧密，软硬件的适配性更好，能够迅速做一些功能的融合设计与开发。从这个方面来说，做核心域控车规芯片全场景布局的厂商在未来将更具有竞争优势。

  以芯驰为例，由于在智舱、智驾、网关和MCU控制类芯片均有布局，作为芯片厂商芯驰率先推出了面向未来中央计算的架构SCCA2.0，给主机厂提供底层参考。

  高性能中央计算单元:采用高性能X9、V9处理器作为开放式计算核心，并集成G9和E3用于高可靠运算，CPU总算力达到300KDMIPS，作为未来汽车的大脑，实现智能座舱、无人驾驶、整车的车身控制，并提供高速

  交互和存储共享服务等功能，未来芯驰将持续升级，把上述功能逐步集成到一颗芯片上。高可靠智能车控单元：采用G9处理器和E3 MCU构成的高性能智能车控单元（Vehicle HPC）作为底盘域+动力域的集成控制器，实现底盘和动力的融合以及智能操控。

  4个区域控制器：以高性能高可靠的E3多核MCU为核心，实现在车内四个物理区域内的数据交互和各项控制功能。

  6个核心单元之间采用10G/1Gbps高性能车载以太网实现互联，并采用冗余架构，既确保了低延迟高流量的数据交换，又能确保安全性。

  SCCA2.0是一个足够开放的系统，既可以全套采用芯驰的全场景芯片方案，也能够兼容其他的芯片产品，灵活匹配，全面赋能车企。

  中央计算，需要将原本不同的域控制器融合在一起，它不仅仅是堆砌算力那么简单，而是需要在硬件和软件上，渐进式的不断打通和磨合，因此中央计算不会一蹴而就，它需要芯片厂商和车厂、Tier1以落地量产为目标，共同摸索前行。

  在传统分布式架构时期，主要由少数几家国际巨头掌握行业话语权，希望在电子电气架构变革的过程中，更多的中国厂商能热情参加，为行业的发展做出更多贡献。

  设计越来越体现花了钱的人汽车人性化、舒适化与美观性的现实需求。设计汽车的

  系统的顶层设计，目的是在政策法规和设计指标等约束条件下，对功能、成本和装配等方面做具体分析，得出最优的

  作为车辆主要的基本的建设之一，在当前智能化、电动化的趋势下，其重要性更为突出。之前对特斯拉、大众ID系列、奥迪、宝马等车型的

  （Electrical/Electronic Architecture, EEA）是集合了汽车的

  方面走得比较领先，随着车型从 G3、P7 和 P5，迭代到 G9 的这套 X-EEA3.0

  的全面变革者，2012年 Model S 有较为显著的功能域划分，包括动力域、底盘域、车身域，ADAS模块横跨了动力和底盘域，由于传统域

  无法满足无人驾驶技术的发展和软件定义汽车的需求，为解耦软硬件，搭载算力更强大的主控芯片。

  的发展史 /

  的演进 /

  为什么要做中央集成？ /

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