不妨將一輛乘用車(chē)想象為多個(gè)電子控制單元(ECU)的集合，它們分布在汽車(chē)的各個(gè)位置并使用不同網(wǎng)絡(luò)相互通信。為實(shí)現(xiàn)車(chē)聯(lián)網(wǎng)(V2X)、自動(dòng)駕駛和汽車(chē)電氣化而添加更多先進(jìn)的汽車(chē)電子產(chǎn)品時(shí)，ECU數(shù)量和交換數(shù)據(jù)量也都會(huì)增加。

此外，ECU數(shù)量的增加還促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的多樣化，包括本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)、控制器局域網(wǎng)(CAN)以及諸如平板顯示器鏈路(FPD-Link)、PCI Express(PCIe)和以太網(wǎng)等高速網(wǎng)絡(luò)。

在域架構(gòu)中，ECU可根據(jù)功能不同分為不同的域。但區(qū)域架構(gòu)是一種按照ECU在汽車(chē)內(nèi)的實(shí)際位置分類(lèi)的新方法，并利用中央網(wǎng)關(guān)來(lái)管理通信。這種物理接近性可減少ECU之間的布線，從而節(jié)省空間并降低汽車(chē)重量，同時(shí)還能提高處理器速度。

域架構(gòu)簡(jiǎn)介

為了更好地了解域架構(gòu)，可以首先了解根據(jù)功能將ECU分成的五個(gè)域，如表1所示。

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表1：ECU通常分為五個(gè)域

ECU通過(guò)其自身域內(nèi)部的特定和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和交換數(shù)據(jù)，同時(shí)還與域外的ECU通信。由于不同域采用不同的網(wǎng)絡(luò)，因此需使用網(wǎng)關(guān)作為通信橋梁。

圖1顯示了一輛采用基于域的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的汽車(chē)。在此圖中，有一個(gè)中央網(wǎng)關(guān)模塊連接到汽車(chē)內(nèi)的不同域。每個(gè)域可執(zhí)行多種功能。域控制器（例如動(dòng)力總成）包含網(wǎng)關(guān)功能。此域網(wǎng)關(guān)在相關(guān)域的ECU之間以及該域與車(chē)輛其余部分之間支持?jǐn)?shù)據(jù)通信。

域控制器還包含ECU，通常由多個(gè)ECU集成實(shí)現(xiàn)功能，幫助更大程度降低系統(tǒng)成本。TI的Jacinto??7處理器集成了Arm? Cortex? A-72內(nèi)核來(lái)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)處理，集成了Arm Cortex R-5F進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，還集成了千兆位時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)和以太網(wǎng)交換機(jī)用于高速聯(lián)網(wǎng)。

圖2：區(qū)域架構(gòu)

區(qū)域架構(gòu)的電源優(yōu)勢(shì)

工程師還通過(guò)這種ECU重組來(lái)優(yōu)化電源架構(gòu)，特別是重新設(shè)計(jì)智能接線盒（也稱為配電模塊）后，可為車(chē)輛內(nèi)的不同負(fù)載和ECU配電。配電盒在某種程度上特定于汽車(chē)型號(hào)，每個(gè)配電盒可為一組特定負(fù)載配電。

由于大多數(shù)配電盒設(shè)計(jì)均使用繼電器和保險(xiǎn)絲，因此，如果需要更換保險(xiǎn)絲，要求能夠輕松接觸到配電盒。在區(qū)域架構(gòu)中，配電盒會(huì)經(jīng)過(guò)適當(dāng)布置，使每個(gè)區(qū)域都有自己的配電單元為其模塊供電。

圖3顯示了區(qū)域架構(gòu)中的配電理念，您可以看到其中每個(gè)區(qū)域都集成了配電模塊和管理網(wǎng)絡(luò)流量和局部區(qū)域衛(wèi)星的區(qū)域模塊。

圖3：區(qū)域架構(gòu)中的配電模塊

另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，整個(gè)車(chē)輛的配電模塊可以采用相似的設(shè)計(jì)。使用半導(dǎo)體解決方案（例如智能高側(cè)開(kāi)關(guān)）而不是機(jī)械式繼電器和保險(xiǎn)絲，可以實(shí)現(xiàn)更靈敏的配電模塊設(shè)計(jì)，使模塊更靠近負(fù)載，從而在需要更換時(shí)更便于觸及。?

量身定制網(wǎng)關(guān)處理器為區(qū)域架構(gòu)奠定基礎(chǔ)

結(jié)束語(yǔ)

隨著ECU數(shù)量的不斷增加，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展成了一種根據(jù)ECU執(zhí)行功能對(duì)ECU分組的域架構(gòu)，但這提高了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性。汽車(chē)設(shè)計(jì)人員目前正在考慮使用基于區(qū)域的架構(gòu)，這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于其使用車(chē)輛計(jì)算模塊來(lái)控制車(chē)輛的功能。

利用這種全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，您可以優(yōu)化車(chē)輛電源架構(gòu)，特別是在每個(gè)區(qū)域安裝局部配電模塊以及用于管理網(wǎng)絡(luò)流量和區(qū)域衛(wèi)星模塊的區(qū)域模塊。新型區(qū)域架構(gòu)最終會(huì)實(shí)現(xiàn)線束電纜輕量化，從而提高內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的燃油效率，并提高電池供電型電動(dòng)車(chē)輛的行駛里程。
編輯：hfy