目前大家对汽车及其功能的认知正在发生巨大变化。汽车正在变得越来智能、电动和服务导向,为最终用户提供了越来越多的定制和升级选项。其潜在的革命在于,软件将定义汽车。简单来说,所有功能将在一个虚拟模型上进行设计、测试、验证并可能在整个车辆寿命周期内进行修改。(所以仿真对汽车算法的开发越来越重要)。
未来的汽车电子架构将由少数几个非常强大的车辆计算机组成,它们将通过车辆集中、区域化的电子电气(E/E)架构连接嵌入式控制单元、传感器和执行器。新的E/E通信网络(ComNET)拓扑的一个特点是数据流的集中化。区域ECU通过高速以太网将数据发送到连接的车辆计算机。这种连接方式确保数据通信更快、更安全,内部和外部的链接至云端都表现更好。此外,这意味着车辆的线束变得更短,进而实现成本和重量的节省。
售后功能升级 | 改进电动汽车的电池续航能力;新增辅助驾驶功能 |
便利功能 | 基于用户的保险;远程诊断 |
快速创新 | 快速部署新功能到汽车中 |
基于位置的服务 | 汽车网联到停车基础设施 |
个性化汽车 | 自动启动空调以适应寒冷天气 |
可定制的车内环境 | 为驾驶员设置“档位”(例如座椅、HVAC、HMI屏幕) |
这种革命需要对汽车架构进行深刻的转型。除了使汽车开发更快、更容易之外,它还将为汽车制造商提供通过数据驱动的服务的新的有吸引力的业务机会,这些服务吸引了一个更加熟悉订阅功能的用户群体。本质上,移动性成为一个服务,以提高用户体验。
架构区域化的范围
不再使用盒子(ECUs)添加新功能,这些功能将通过灵活的硬件与OTA更新从云中下载。这样可以实现持续集成和持续部署(CI/CD)。为了实现这一点,车辆E/E架构正在从独立功能的平面分布转变为更现代的域和区域结构。
在现有的车辆平台上,E/E架构的适应是一个迭代的过程。跨领域车辆计算机被集成到现有的面向领域的E/E架构中,并与传统的嵌入式控制单元结构相结合。通过适当的修改,这种方式可以达到最佳的效益。对于新的车辆平台,实施车辆集中、区域化的E/E架构需要车辆计算机和区域ECU,可以提供最大的效益和未来需求的最佳性能水平。此外,企业可以开发出模块化的控制单元套件,可以有效地在不同的车型之间扩展E/E平台。
“区域化”将模块和连接集群化在车辆的物理区域内,同时将大部分处理能力转移到中央车辆计算机中。它将提供许多好处,因为它减少了布线成本和重量,并提供了可扩展的集中软件。这将为由软件驱动和通过OTA更新推动的汽车创新打下基础。
架构演变趋势:从域到区域
为什么分区式电子/电气体系结构是软件定义汽车的理想选择?
考虑一下用于不同领域的传感器(例如用于高级驾驶辅助系统(ADAS)和信息娱乐系统的摄像头)。分享这个传感器的最佳方式是什么?在领域架构中,这个路径是复杂的。在一个更友好的分布式体系结构中,传感器数据被呈现为所有虚拟机的服务。每个分区ECU都成为一个传感器服务器。
这种方法也使得在紧急情况下建立事件链反应更加容易。例如,在紧急刹车情况下:雷达、摄像头或激光雷达传感器的组合确认了车辆前方有一个意外物体。刹车系统立即启动,但如果ADAS计算机意识到可能发生事故,车辆就开始准备应对,并触发信息娱乐系统播放视觉和音频警报通知。座椅安全带拉紧,气囊准备就绪,车窗降低,警报信号灯也同时和瞬间地在分区/领域以太网网络上开启。
由于在电气化、个性化、自动化和连接方面的新要求所带来的功能不断增长,不应导致成本不断攀升。新的E/E架构通过在线束、开发和生产方面的节约以及其支持车辆软件更新的功能来降低总拥有成本。此外,将软件集中在车辆计算机上还通过降低E/E架构的复杂性简化了开发过程,尤其是由于针对快速软件开发迭代和更新(OTA)而设计的面向软件的架构。为了实现整个车队的可扩展性,多功能的模块化套件,适用于车辆集中、区域化的E/E架构。因此,小型车辆将配备比大型车辆更少的区域ECU。
可能性:以太网将它们全部连接起来
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