來源：國汽(qi)智聯 

隨著汽(qi)(qi)(qi)車(che)新四化的推進(jin)，汽(qi)(qi)(qi)車(che)電(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)氣架構(gou)進(jin)入了全面革新階段(duan)。智能(neng)汽(qi)(qi)(qi)車(che)的電(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)氣架構(gou)由分(fen)(fen)布式(shi)走向集中式(shi)：垂直融(rong)合將(jiang)取代分(fen)(fen)布協同，軟件定義汽(qi)(qi)(qi)車(che)的需求將(jiang)推動汽(qi)(qi)(qi)車(che)從機(ji)械化向電(dian)(dian)子(zi)化華麗(li)轉身。本(ben)文將(jiang)重(zhong)(zhong)點解讀未來汽(qi)(qi)(qi)車(che)電(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)氣架構(gou)的構(gou)成與特點，分(fen)(fen)析重(zhong)(zhong)塑未來架構(gou)的重(zhong)(zhong)點因素，并對電(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)氣架構(gou)的未來趨勢進(jin)行總結。

一(yi)、電(dian)子電(dian)氣(qi)架構的革新(xin)背景與動力

隨著汽車新(xin)四化的(de)(de)推進(jin)，汽車技(ji)(ji)術正在從(cong)控制模(mo)式(shi)、能源形式(shi)、使用(yong)場景(jing)和商(shang)業應用(yong)等方面實(shi)現全面的(de)(de)革新(xin)，智(zhi)能汽車的(de)(de)電(dian)子(zi)電(dian)氣架構(gou)正從(cong)分布式(shi)走(zou)向集中式(shi)。為了提高汽車智(zhi)能化、舒適度以及車輛安(an)全性，更多的(de)(de)傳感器、控制器、執行器等電(dian)子(zi)模(mo)塊(kuai)被引(yin)入車內，這也使得車內網絡架構(gou)愈發復雜，對通信(xin)連(lian)接技(ji)(ji)術的(de)(de)要(yao)求越來越高，原(yuan)有的(de)(de)電(dian)子(zi)電(dian)氣架構(gou)也趨(qu)于飽和，已(yi)經不能滿足新(xin)四化發展的(de)(de)要(yao)求。

對于未來汽(qi)車電(dian)子架(jia)構(gou)來說，垂直(zhi)融(rong)合將(jiang)取代(dai)分(fen)布協同成(cheng)為趨勢。同時，軟(ruan)件定義的(de)需求(qiu)正呼之欲出，汽(qi)車亟待從機(ji)械化(hua)到電(dian)子化(hua)的(de)華麗轉身，這些都(dou)要求(qiu)汽(qi)車電(dian)子電(dian)氣架(jia)構(gou)做出變革：提升效率，降低復雜度—不(bu)論(lun)是硬件制造的(de)復雜度，還是軟(ruan)件開(kai)發的(de)復雜度。

新(xin)型車(che)載高(gao)速網絡(luo)技術和5G無線技術的引入，已使(shi)這(zhe)一(yi)融合變(bian)為(wei)部分現實。如(ru)果(guo)網絡(luo)帶寬足夠寬，延遲足夠低，這(zhe)一(yi)趨勢將會(hui)更加(jia)明顯(xian)：算力向(xiang)中央(yang)集中、向(xiang)云端集中，汽(qi)車(che)電子電氣架構的演進也正朝著(zhu)這(zhe)個(ge)方向(xiang)進行。

在域(yu)(yu)(yu)控制器的(de)體(ti)系架(jia)構之下(xia)，各個功能部件均成(cheng)為獨立的(de)域(yu)(yu)(yu)，在每個域(yu)(yu)(yu)之下(xia)有相應的(de)控制功能集合。域(yu)(yu)(yu)與域(yu)(yu)(yu)之間可以(yi)(yi)做到安全隔離，也可以(yi)(yi)根(gen)據(ju)需求(qiu)進行通(tong)信和互操作(zuo)，形成(cheng)類似以(yi)(yi)太網總線上的(de)計算機局域(yu)(yu)(yu)網，變成(cheng)了松散耦合的(de)架(jia)構。

圖(tu)1 域控制器體(ti)系架構(gou)

二、未來(lai)電(dian)子電(dian)氣架構(gou)的構(gou)成(cheng)與特點

新一代汽(qi)車電(dian)子電(dian)氣(qi)系(xi)統的(de)(de)設計與(yu)開發(fa)主(zhu)要(yao)是圍繞近年來(lai)汽(qi)車技術智(zhi)能化(hua)(hua)、網聯化(hua)(hua)發(fa)展趨勢下(xia)所帶來(lai)的(de)(de)任務(wu)復(fu)雜化(hua)(hua)和(he)系(xi)統復(fu)雜化(hua)(hua)而(er)展開的(de)(de)，目的(de)(de)是為了(le)滿足汽(qi)車電(dian)子越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)復(fu)雜的(de)(de)系(xi)統和(he)功能要(yao)求(qiu)，主(zhu)要(yao)包括(kuo)以下(xia)方面：

實現高(gao)速(su)數據傳輸與(yu)處理：目前常用車載以太網速(su)率(lv)為100Mpbs和1000Mbps，未來10Gbps等更(geng)高(gao)的速(su)率(lv)將應用于更(geng)高(gao)級別的自(zi)動駕(jia)駛汽(qi)車中；

打造標準(zhun)化軟硬件平(ping)臺(tai)：要求平(ping)臺(tai)具備(bei)良好的可(ke)(ke)移(yi)植性(xing)和可(ke)(ke)擴展性(xing)，能夠靈活地(di)增添或刪(shan)除(chu)功(gong)能，可(ke)(ke)以滿足產(chan)品(pin)(pin)線(xian)上各類產(chan)品(pin)(pin)對功(gong)能與成本的不同要求；

系統軟硬(ying)件(jian)分(fen)離(li)：從整車的層(ceng)面上實(shi)現系統軟硬(ying)件(jian)的分(fen)離(li)設(she)計，從而使軟件(jian)不依賴于硬(ying)件(jian)存在，實(shi)現軟件(jian)對于硬(ying)件(jian)的解耦，方便于不同的硬(ying)件(jian)平臺之間可(ke)以靈(ling)活地進行程序的開發和移植；

具備可(ke)重構(gou)(gou)性：重構(gou)(gou)的意義在于能夠使開(kai)發(fa)者(zhe)根據不同(tong)的設計需求靈活(huo)調整相應功能，同(tong)時基礎平臺可(ke)以被(bei)反復(fu)利用，縮短研(yan)發(fa)周期，節(jie)省研(yan)發(fa)成本(ben)；

支持外部(bu)環境互聯特性：汽車不再作為一個相對封(feng)閉的系統，而(er)是具備與外部(bu)環境進行互通互聯的能(neng)力，有效支持車輛智(zhi)能(neng)化、網聯化發展(zhan)需求；

更高(gao)級別(bie)的(de)安(an)全(quan)(quan)策(ce)(ce)略：汽車(che)(che)(che)智(zhi)能化程(cheng)度提(ti)高(gao)，智(zhi)能駕(jia)駛、車(che)(che)(che)聯網的(de)普及使車(che)(che)(che)內(nei)中央處(chu)理單元承擔越(yue)來越(yue)要的(de)角色，面對車(che)(che)(che)外通信的(de)復雜環境(jing)和(he)未知情況，車(che)(che)(che)內(nei)處(chu)理單元的(de)安(an)全(quan)(quan)策(ce)(ce)略要求越(yue)來越(yue)高(gao)，必須提(ti)高(gao)安(an)全(quan)(quan)策(ce)(ce)略級別(bie)以應對復雜多(duo)變的(de)外部環境(jing)。

三、重(zhong)塑未來電子電氣架構的主要因素(su)

1、異(yi)構軟件平臺的系統集成

構(gou)建以CP+AP AUTOSAR為基礎的混合軟(ruan)件架(jia)構(gou)。對有(you)高(gao)可靠(kao)性、高(gao)實(shi)時性要求的域(yu)(yu)采用具有(you)更(geng)高(gao)功能安全等(deng)級(ji)的CP架(jia)構(gou)，對于需要進(jin)行海量數據并行處理的智(zhi)駕域(yu)(yu)和娛樂(le)域(yu)(yu)，則采用AP架(jia)構(gou)。

2、由(you)基于(yu)信號向面向服務（SOA）的通訊方式(shi)轉(zhuan)變

基于SOA的電(dian)(dian)子電(dian)(dian)氣架(jia)(jia)構開發依托傳統“V”流(liu)程開發方法，結(jie)合敏捷開發思想、分層架(jia)(jia)構模型、模塊化(hua)服務設計(ji)，形成一(yi)套以服務設計(ji)為核心的強內聚、松耦合、可復用(yong)的面向(xiang)服務的架(jia)(jia)構。

3、汽車電(dian)子電(dian)氣(qi)架構安全體系

從(cong)一(yi)開(kai)(kai)始就在汽車架(jia)(jia)構(gou)的(de)設(she)計中充分考(kao)慮(lv)安(an)全保障。根據新一(yi)代電子電氣(qi)架(jia)(jia)構(gou)的(de)正向開(kai)(kai)發方式，利(li)用用戶思(si)(si)(si)維(wei)、軟(ruan)件思(si)(si)(si)維(wei)和(he)硬件思(si)(si)(si)維(wei)從(cong)整車、系(xi)統(tong)和(he)零件的(de)角度開(kai)(kai)展從(cong)上到(dao)下的(de)架(jia)(jia)構(gou)設(she)計，將安(an)全體系(xi)融入其中，并(bing)在汽車的(de)整個生命周期內對安(an)全保障進行維(wei)護。

四、未來電子電氣架(jia)構的(de)趨勢

在(zai)未來，隨著汽(qi)車電子及軟件功能(neng)的大幅(fu)增長，最終可能(neng)向基(ji)于中(zhong)央計算機的車輛集(ji)中(zhong)式電子電氣架(jia)構(gou)，甚至車-云協同控制發展。

圖2 車-云(yun)一體化電子電氣架構

目前(qian)，國家智能(neng)網(wang)聯(lian)汽車(che)創新中心基于電(dian)子電(dian)氣架構(gou)領域的(de)人才、豐富的(de)項目開(kai)發(fa)經驗，開(kai)發(fa)基于服(fu)務的(de)（SOA）滿(man)足功能(neng)安(an)全(quan)、預期功能(neng)安(an)全(quan)和(he)信息(xi)安(an)全(quan)的(de)車(che)云一體(ti)化電(dian)子電(dian)氣信息(xi)架構(gou)，并已形成CAN/LIN/CAN-FD/Ethernet等各種(zhong)車(che)載網(wang)絡的(de)開(kai)發(fa)、仿真及測(ce)試能(neng)力。

此外(wai)，創(chuang)新(xin)中心(xin)作(zuo)為中國智能(neng)網聯汽車產業(ye)(ye)創(chuang)新(xin)聯盟“電(dian)(dian)(dian)(dian)子電(dian)(dian)(dian)(dian)氣(qi)(qi)信息(xi)架(jia)(jia)構與網絡工(gong)作(zuo)組(zu)(zu)”、 電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車產業(ye)(ye)技(ji)(ji)術創(chuang)新(xin)戰(zhan)略聯盟“汽車電(dian)(dian)(dian)(dian)子電(dian)(dian)(dian)(dian)氣(qi)(qi)架(jia)(jia)構工(gong)作(zuo)組(zu)(zu)”這(zhe)兩個工(gong)作(zuo)組(zu)(zu)的(de)(de)牽(qian)頭(tou)單位，將(jiang)組(zu)(zu)織(zhi)相同(tong)班底，共(gong)(gong)同(tong)研究適應車輛電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)化(hua)、智能(neng)化(hua)和網聯化(hua)的(de)(de)新(xin)型電(dian)(dian)(dian)(dian)子電(dian)(dian)(dian)(dian)氣(qi)(qi)架(jia)(jia)構，有效地聚集行業(ye)(ye)資源，推動(dong)共(gong)(gong)性技(ji)(ji)術和標準化(hua)發(fa)展(zhan)，達成產業(ye)(ye)共(gong)(gong)識，與行業(ye)(ye)伙伴(ban)共(gong)(gong)同(tong)推動(dong)下(xia)一代電(dian)(dian)(dian)(dian)子電(dian)(dian)(dian)(dian)氣(qi)(qi)架(jia)(jia)構技(ji)(ji)術的(de)(de)發(fa)展(zhan)。

本文作者：國(guo)家智能網聯汽車創(chuang)新中心 電子電氣架構(gou)開發團隊