當激光雷達、毫米雷達、攝像頭等大量傳感器加入，推動汽車走向智能化之后，到底需要什么樣的底層電子架構？關于這個問題，業(yè)內也早已達成共識：從數據傳輸協(xié)議、智能駕駛系統(tǒng)的冗余性設計到軟件框架都需要重新設計，以滿足智能汽車的高數據傳輸量、人機交互以功能及智能駕駛安全性。而目前來看，將這一理念實踐得比較充分的，無疑是重新開辟生產線、從頭開發(fā)一款新車型、同時又劃智能網聯(lián)為陣營的新創(chuàng)造車勢力。

當激光雷達、毫米雷達、攝像頭等大量傳感器加入，推動汽車走向智能化之后，到底需要什么樣的底層電子架構？

關于這個問題，汽車供應商巨頭德爾福已經用業(yè)務分拆進行了回應，業(yè)內也早已達成共識：從數據傳輸協(xié)議、智能駕駛系統(tǒng)的冗余性設計到軟件框架都需要重新設計，以滿足智能汽車的高數據傳輸量、人機交互以功能及智能駕駛安全性。

而目前來看，將這一理念實踐得比較充分的，無疑是重新開辟生產線、從頭開發(fā)一款新車型、同時又劃智能網聯(lián)為陣營的新創(chuàng)造車勢力。

圍繞上述命題，在日前的亞洲CES期間，中國學網與奇點汽車智能系統(tǒng)ADAS及軟件平臺硬件總監(jiān)蔣偉宏、ADAS及軟件平臺高級總監(jiān)劉瑞祥進行了一番詳談。他們認為，對于整車企業(yè)來說，汽車電子化架構改變帶來的，并非僅僅是像零部件企業(yè)那樣進行業(yè)務結構調整，還需要車企在產業(yè)鏈條中重新收攏一些曾經流失的控制權。

汽車電子結構的模塊化

在傳統(tǒng)的汽車電子架構中，車輛的電子電器部件大部分都是以硬線方式連接，或者局部的LIN和CAN協(xié)議的連接方式組成。這種方式會增加線束長度和重量，當然也會增加布線工藝和成本。

公開數據顯示，目前一輛中高端車的線束系統(tǒng)成本大約550-650美元左右，重量大約60公斤，長度大約5000米，而按照原有電子架構，在智能駕駛時代，需要的線束長度會更長。

對于續(xù)航和價格都高度敏感、同時在智能化浪潮中肩負更多數據傳輸壓力的電動汽車來說，簡化傳統(tǒng)電子架構已經迫在眉睫。因此，在新型電動汽車的正向開發(fā)中，借助于芯片、電子元器件等成本下降，整車企業(yè)都在以車載以太網和域控制器為核心器件對汽車電子架構進行模塊化設計。

特斯拉即將推出的Model Y即是這一設計的集大成者，馬斯克曾透露，Model Y會是世界上擁有最短車內線束長度的汽車產品，總長度僅為100米，與特斯拉Model 3 擁有1500米的車內線束長度相比，只有其1/15。

大幅度縮減線束長度，可以降低電線電阻，進而減少能量損耗，對于提升續(xù)航將會起到積極的作用。同時，還可以提升裝配速度——裝100米線比裝1500米線可要省事的多。而這也就意味著汽車產能會快速提升，成本也會得到有效改善。

奇點汽車智能系統(tǒng)ADAS總監(jiān)蔣偉宏未向中國學網透露其首款量產車型iS6的車內總線長度，但據其介紹，奇點汽車也同樣采用了基于域控制器和車載以太網的新型網絡拓撲結構，將車內電子架構劃分為5個域，分別為：智能駕駛域、智能信息域、車身域、底盤域、動力域。

“這些域劃分帶來什么樣變化呢？多個硬件信號的交匯在整車上，形成盤根錯節(jié)的網絡將不復存在。” 蔣偉宏直言，而對原先網絡結構進行取代的“CAN+車載以太網”則組成了雙主干網絡總線架構。

傳統(tǒng)的車身架構中，主要以CAN協(xié)議傳輸數據，其500kb/s的傳輸速率顯然已經限制了未來智能化和數字化汽車的發(fā)展?！霸谀阏Ｒ幌卵劬Φ臅r間里，汽車可能已經完成了15000份數據的交換，到2020年，這一數量將會火速升至10萬份。”業(yè)內相關工程人士曾向中國學網表示。

據透露，在奇點汽車“CAN+車載以太網”的雙主干網絡總線架構中，CAN協(xié)議主要負責時效要求更高、數據量小的信息傳輸，而車載以太網則主要作用于不同的域之間，以實現數據量大的信息互通。

車載以太網的帶寬上限可達到100Mb/s甚至更高，能夠加快車輛內的信息傳輸，目前包括上游的恩智浦、博通、Marvell等芯片廠商，以及tier1、整車企業(yè)都在合力推動車載以太網的大規(guī)模應用。

高傳輸效率不僅能夠支持信息高效互通，還能為汽車未來的硬件和軟件升級提供兼容，即車輛只需針對相應硬件和軟件進行升級，無需改動車輛的電子架構。

“在后期整個車的網絡迭代上，我們可以很輕松通過總線的布置，來做模塊化的迭代，而不是做整個電子電氣架構的顛覆?！?蔣偉宏說。

基于“CAN+車載以太網”的功能創(chuàng)新

可以在線升級的人機交互系統(tǒng)被認為是未來汽車產品的核心競爭力之一，在大部分新造車勢力的座艙中，都提供了數字化儀表盤和基于安卓開發(fā)的中控系統(tǒng)。

奇點iS6數字儀表盤

數字儀表盤大都基于黑莓的QNX開發(fā)而成，需要車企付給黑莓一筆授權費。由于QNX本身是一款實時性和封閉性的操作系統(tǒng)，儀表盤的安全性和運行質量無需用戶太過擔憂。據蔣偉宏透露，黑莓QNX在儀表盤中的測試數據可以達到百萬小時無錯，那么基于以開放開源著稱的安卓開發(fā)而來中控車載系統(tǒng)呢？

“從觀點上，我們認為安卓的安全級別在整車里面是相對低的。因此在網絡拓撲，以及相關的協(xié)議中做了黑白名單的管理?！笔Y偉宏直言。

據介紹，奇點汽車的做法是自主研發(fā)數字儀表盤，然后通過中控和儀表聯(lián)動，將更多人機交互的入口權重轉移給穩(wěn)定性得到驗證的儀表系統(tǒng)。

奇點汽車的分離式中控大屏設計

“我們可以把中控做到比較安全，但我們還是認為它是非安全的系統(tǒng)，針對于非安全系統(tǒng)，我們只是讓它存在在以太網上，通過防火墻設置，讓它變成對整車來說是單行節(jié)點。然后通過儀表把對車上的直接控制命令下發(fā)，或者包括對整個動力與底盤下發(fā)?！?蔣偉宏說。

除了基于“CAN+以太網”架構，對中控和儀表進行產品邏輯梳理，奇點汽車還在車載以太網基礎上，配置了720P的360度高清環(huán)視系統(tǒng)。這一套車規(guī)級以太網攝像頭的框架與寶馬5系采用的方案類似。

蔣偉宏表示，奇點汽車能夠落地這套方案的原因有兩個：一，在整個線束里面，線束重量及成本已經比傳統(tǒng)的同周期的成本低很多；第二，從帶寬上來講，將來的升級換代，只需要在后端處理器的計算能力上進行提升，不需要對整個架構上做顛覆性的變化。

在奇點汽車上，另一個可以模塊化迭代的設計是分離式的中控大屏。“隨著軟硬件升級，未來只需要用戶把中控主機換掉就可以了，將來所有升級包括帶寬、顯示分辨率，已經通過以太網進行了覆蓋?！?蔣偉宏說。

智能電動汽車時代，車企不應忽視對數據的控制權

基于車載以太網對于車輛電子架構進行簡潔化設計之后，帶給車企的另一個加持是，為打造可成長性的智能駕駛架構提供了基礎。一切AI計算都是基于數據，而所謂可成長性架構，即對于數據的掌控力體現。

據ADAS及軟件平臺高級總監(jiān)劉瑞祥介紹，目前市場上量產的車型中，智能駕駛結構幾乎都是分離式的。

“什么是分離式？即并線輔助、自動泊車或者自適應巡航等功能背后的每個零部件，它們之間的交互沒有產生數據，同時，每個功能還是不同的供應商。這個車推出時有某功能，一年之后小改款也是這樣的功能，車的架構不具備可成長性?！?劉瑞祥說。

據劉瑞祥介紹，奇點汽車在傳感器布置上，與傳統(tǒng)車商沒有太大的差異，而最大的不同是將所有數據都集中到中央控制器。

“由中央控制器做決策規(guī)劃、數據處理，從而在這里面實現各種智能駕駛的功能，包括自適應巡航、車道保持、自動泊車?！眲⑷鹣閺娬{，這樣設計最大的好處，就是可以收集所有的數據，“雖然有可能這邊毫米波雷達用的是Bosch，超聲波用的是其他供應商，沒關系，他們的數據都可以到中央控制器?！?/p>

據了解，奇點汽車目前已經投入了100多人做控制器的硬件設計。

“所有的功能我們自己掌握，所有的數據自己掌握，就可以保障我們在功能實現上，除了在量產的時候實現ADAS功能，后續(xù)還可以隨著大規(guī)模用戶反饋，通過迭代升級實現一些功能?！眲⑷鹣楸硎尽?/p>

自研儀表盤、中央控制器、中控車載系統(tǒng)乃至車機硬件……在奇點汽車設計中體現出來的，對一系列對電子架構和信息化設計的掌控，于其他新創(chuàng)車企中也已經呈現，零跑汽車甚至提出了自研AI自動駕駛芯片的主張，而蔚來汽車也同樣在數字體驗系統(tǒng)上于德國、美國等多地投入了研發(fā)。

或許，未來的三電系統(tǒng)會逐漸同質化，汽車企業(yè)的的核心競爭力將集中到智能化系統(tǒng)當中，而這考驗的將是誰先做出了充分布局。