过去十多年的汽车智能化和信息化发展产生了一个显著结果就是ECU芯片使用量越来越多。从传统的引擎控制系统、安全气囊、防抱死系统、电动助力转向、车身电子稳定系统;再到智能仪表、娱乐影音系统、辅助驾驶系统;还有电动汽车上的电驱控制、电池管理系统、车载充电系统,以及蓬勃发展的车载网关、T-BOX和自动驾驶系统等等。 传统的汽车电子电气架构都是分布式的,汽车里的各个ECU都是通过CAN和LIN总线连接在一起,现代汽车里的ECU总数已经迅速增加到了几十个甚至上百个之多,整个系统复杂度越来越大,几近上限。在今天软件定义汽车和汽车智能化、网联化的发展趋势下,这种基于ECU的分布式EEA也日益暴露诸多问题和挑战。 为了解决分布式EEA的这些问题,人们开始逐渐把很多功能相似、分离的ECU功能集成整合到一个比ECU性能更强的处理器硬件平台上,这就是汽车“域控制器(Domain Control Unit,DCU)”。域控制器的出现是汽车EE架构从ECU分布式EE架构演进到域集中式EE架构的一个重要标志。 域集中式EE架构 域控制器是汽车每一个功能域的核心,它主要由域主控处理器、操作系统和应用软件及算法等三部分组成。平台化、高集成度、高性能和良好的兼容性是域控制器的主要核心设计思想。依托高性能的域主控处理器、丰富的硬件接口资源以及强大的软件功能特性,域控制器能将原本需要很多颗ECU实现的核心功能集成到一起来,极大提高系统功能集成度,再加上数据交互的标准化接口,因此能极大降低这部分的开发和制造成本。 对于功能域的具体划分,各汽车主机厂家会根据自身的设计理念差异而划分成几个不同的域。比如BOSCH划分为5个域:动力域(Power Train)、底盘域(Chassis)、车身域(Body)、座舱域(Cockpit/Infotainment)、自动驾驶域(ADAS)。以智能前视摄像头模块(Intelligent Front Camera Module,FCM)为例,整个子系统ECU主板上包含2颗芯片:一颗是安全核(Safety Core);另一个颗是性能核(Performance Core)。安全核一般由英飞凌TC297/397之类的MCU充当,承载控制任务,因此需要较高的功能安全等级需求;性能核通常是具有更高性能算力的多核异构MPU,会承载大量的计算任务。 下面是一个对L0-L2级别方案的总结: