引子：當(dāng)前軟件和電子電器正在驅(qū)動汽車朝著電動化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化這三個(gè)趨勢加速發(fā)展，也使得百年歷史的汽車行業(yè)方方面面都正經(jīng)歷一個(gè)前所未有的變革與重塑。深刻認(rèn)識這些變革背后的本質(zhì)將有助于我們準(zhǔn)確的把握下一個(gè)十年最大的產(chǎn)業(yè)變革機(jī)會給我們帶來的機(jī)遇。

1 什么是電子電氣架構(gòu)

所謂汽車電子電氣架構(gòu)（Electrical/Electronic Architecture, EEA）是集合了汽車的電子電氣系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)、中央電器盒設(shè)計(jì)、連接器設(shè)計(jì)、電子電氣分配系統(tǒng)等設(shè)計(jì)為一體的整車電子電氣解決方案的概念，由德爾福(DELPHI)首先提出。具體就是在功能需求、法規(guī)和設(shè)計(jì)要求等特定約束下，通過對功能、性能、成本和裝配等各方面進(jìn)行分析，將動力總成、傳動系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)等信息轉(zhuǎn)化為實(shí)際的電源分配的物理布局、信號網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、診斷、電源管理等電子電氣解決方案。

EEA這一概念不僅在汽車行業(yè)中存在，也在航空飛行器、工業(yè)自動化等其他行業(yè)的控制系統(tǒng)中有廣泛使用。EEA的開發(fā)通常包含需求和邏輯功能定義、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)和線束設(shè)計(jì)等層面的開發(fā)活動。

2 汽車電子電氣架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)

上世紀(jì)80年代，隨著IT技術(shù)的初步興起，在當(dāng)時(shí)以機(jī)械為主宰的汽車行業(yè)掀起了一場汽車電子電氣化革命?！半娮涌刂茊卧‥lectronic Control Unit，ECU）”迅猛發(fā)展，從防抱死制動系統(tǒng)、四輪驅(qū)動系統(tǒng)、電控自動變速器、主動懸架系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)，逐漸延伸到了車身安全、網(wǎng)絡(luò)、娛樂和傳感控制等系統(tǒng)，成為了汽車的重要組成部分。

ECU通常用簡單的MCU芯片來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)ECU通常只負(fù)責(zé)控制一個(gè)單一的功能單元，各個(gè)ECU之間通過CAN（Controller Area Network，控制器域網(wǎng)絡(luò)）總線或者LIN（Local Interconnect Network，局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）總線連接在一起，通過廠商預(yù)先定義好的通信協(xié)議交換信息。因此這個(gè)時(shí)期的汽車電子電氣架構(gòu)也稱為“分布式EEA”。在今天軟件定義汽車和汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展趨勢下，這種基于ECU的分布式EEA也日益暴露諸多問題和挑戰(zhàn)。

總線的線束長度與重量問題：隨著汽車功能的日益增加，每輛汽車搭載的ECU數(shù)量也逐年增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近些年生產(chǎn)的汽車中平均每輛車搭載的ECU數(shù)量可達(dá)30個(gè)左右，而一些高端的車型這一數(shù)量甚至?xí)^100個(gè)。ECU數(shù)量越多，總線的線束長度必將更長，相應(yīng)地總線的線束重量也必將大大增加。2000年奔馳S級轎車的電子系統(tǒng)已經(jīng)擁有80個(gè)ECU，1900條總長度達(dá)4km的通信總線。2007年上市的奧迪Q7和保時(shí)捷卡宴的總線長度則已經(jīng)突破6km，總重量超過70kg，基本是位列發(fā)動機(jī)之后的全車第二重的部件。

整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜度超過極限：ECU數(shù)量劇增之后，整車的電子電氣系統(tǒng)硬件復(fù)雜度和響應(yīng)的軟件復(fù)雜度大大超過極限，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)缺乏“靈活性（Flexibility）”和“可擴(kuò)展性（Scalability）”。比如，在這樣復(fù)雜的系統(tǒng)中，增加一項(xiàng)新功能往往會引起整個(gè)系統(tǒng)中好多個(gè)環(huán)節(jié)的軟硬件變更。這極大地制約了汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展速度。

通信帶寬瓶頸：汽車不斷增加的傳感器數(shù)量，也使得車載內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)量呈幾何級數(shù)激增。以單個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)傳輸量測算，ADAS系統(tǒng)的雷達(dá)和攝像頭各自產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量都超過了100Mbyte/s。以一臺配備有五個(gè)雷達(dá)傳感器和兩個(gè)攝像頭傳感器的汽車為例，在采集和存儲期間，需要管理大約1GByte/s的海量數(shù)據(jù)。因此，傳統(tǒng)的FlexRay、LIN和CAN低速總線等已經(jīng)無法提供所需的高帶寬通信能力。

軟硬件緊耦合：無法支撐軟件定義汽車的趨勢。每個(gè)ECU都與某個(gè)具體功能緊緊綁定在一起，無法實(shí)現(xiàn)橫跨多個(gè)ECU/傳感器的復(fù)雜功能，也無法通過OTA來持續(xù)更新汽車上的軟件系統(tǒng)。在軟件定義汽車的時(shí)代，持續(xù)的整車在線升級OTA和模塊之間互相通訊融合變得異常重要，顯然ECU之間的信息孤島問題會嚴(yán)重制約和阻礙這一趨勢。

上述這些問題和挑戰(zhàn)，在汽車三化的發(fā)展背景下是質(zhì)量、成本和時(shí)間的天敵；要解決這一問題，最有效的辦法就是將多個(gè)分散的小傳感器集成為功能更強(qiáng)的單個(gè)傳感器，將多個(gè)分散的ECU按照功能域劃分，集成到一個(gè)運(yùn)算能力更強(qiáng)大的域控制器(Domain Control Unit, DCU)中。這一思想直接開啟了汽車電子電氣架構(gòu)從“分布式 => （跨）域集中式 => 中央+區(qū)域集中式”的升級和進(jìn)化序幕。

3 汽車電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)趨勢

博世（BOSCH）對未來汽車電子電氣架構(gòu)演進(jìn)趨勢的劃分是目前業(yè)界普遍接受的一種劃分方法。如下圖1-1所示：

圖1-1 博世對未來汽車電子電氣架構(gòu)發(fā)展趨勢的觀點(diǎn)

今天我們正處于從過去的分布式EE架構(gòu)邁向域集中式EE架構(gòu)的轉(zhuǎn)變過程中，預(yù)計(jì)到2025年左右就會完成這一轉(zhuǎn)變。從2025年以后，將開啟跨域的融合時(shí)代，也就是轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸醒?區(qū)域”（Central & Zonal）計(jì)算的EE架構(gòu)時(shí)代。

3.1 分布式EEA

在分布式EEA下，ECU通常都是特定于某個(gè)功能的，因此整車ECU數(shù)量很多。此時(shí)，ECU之間的通信能力是非常受限的，一般是根據(jù)需要通過傳統(tǒng)的CAN或FlexRay等低速總線來在需要協(xié)同的ECU之間進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的通信。

此時(shí)，域內(nèi)部的各個(gè)ECU之間通過本域的局部網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行協(xié)同合作。各域之間的網(wǎng)絡(luò)一般是互相獨(dú)立的，也即域和域之間的通信功能非常有限，只是根據(jù)需要通過傳統(tǒng)的CAN或FlexRay等低速總線進(jìn)行垮域通信。

首先，對數(shù)量眾多的ECU開啟模塊化整合。將功能類似的ECU整合成一個(gè)模塊，這也是“功能域（Function Domain）”的前身。

另外，汽車中央網(wǎng)關(guān)的加入使得功能模塊之間數(shù)據(jù)通信變得更為容易。網(wǎng)關(guān)通過整合不同總線和網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行跨總線數(shù)據(jù)交換，比如：CAN、LIN、FlexRay和MOST等。汽車中央網(wǎng)關(guān)承擔(dān)不同總線類型之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換工作，并參與各網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)管理；根據(jù)實(shí)際需求路由信號和消息控制路由時(shí)序。從而實(shí)現(xiàn)不同模塊和功能之間通訊。如下圖1-2所示。

隨著ECU模塊化的深入，出現(xiàn)了集成度更高、性能更強(qiáng)的ECU，原本多個(gè)功能單一的ECU進(jìn)而融合成單個(gè)功能更強(qiáng)大的ECU。如圖1-3所示：

3.2 域集中式EEA

隨著模塊化程度和ECU功能集成度的更進(jìn)一步提高，就出現(xiàn)了“功能域（Function Domain）”的概念，功能域的出現(xiàn)是“域集中式EEA（Domain Centralized EEA）”的標(biāo)志。從軟、硬件架構(gòu)上來看，域集中式EEA最直觀的表現(xiàn)就是有了“域控制器（Domain Control Unit，DCU）”來作為整個(gè)功能域的核心。所謂域控制器是指域主控硬件、操作系統(tǒng)、算法和應(yīng)用軟件等幾部分組成的整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)稱。

域主控處理器（Domain Host Processor）又是域控制器的大腦核心，通常由一個(gè)集成度更高、性能更強(qiáng)的處理器來擔(dān)任。它一方面也具備網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，負(fù)責(zé)域局部的不同總線間的協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；另一方面由于它有更強(qiáng)的計(jì)算能力，因此它也會將本域中的其他ECU或者傳感器所感知的信息都進(jìn)行匯總處理和計(jì)算，再把結(jié)果發(fā)回給不同的執(zhí)行器進(jìn)行執(zhí)行。如下圖1-4所示：

在基于域控制器的域集中式EEA中，傳感器、ECU與功能特性不再是一對一的關(guān)系，也就意味著傳感器與數(shù)據(jù)處理被分離開來。這點(diǎn)變化帶來了諸多好處，包括：1）集中式管理起來比較容易；2）更高的集成度可以減少ECU的數(shù)量，平臺的可擴(kuò)展性也會更好；3）在更強(qiáng)大的域主控處理器上可以運(yùn)行更復(fù)雜的傳感器融合算法，使得實(shí)現(xiàn)跨多個(gè)傳感器的復(fù)雜功能成為可能。

對于功能域的具體劃分，各汽車主機(jī)廠家會根據(jù)自身的設(shè)計(jì)理念差異而劃分成幾個(gè)不同的域。比如BOSCH劃分為5個(gè)域：動力域（Power Train）、底盤域（Chassis）、車身域（Body/Comfort）、座艙域（Cockpit/Infotainment）、自動駕駛域（ADAS）。這也就是最常見的五域集中式EEA。

伴隨著域主控處理器性能的進(jìn)一步增強(qiáng)，對主處理器需求比較類似的多個(gè)不同功能域可以進(jìn)一步融合成一個(gè)功能域，也即融合成“跨域集中式EE架構(gòu)”。大眾MEB平臺則劃分為三個(gè)域：自動駕駛域、智能座艙域和車身控制域。華為對域的劃分也跟大眾MEB類似。這種三域集中式EEA可以理解為在5域集中式架構(gòu)進(jìn)一步融合的結(jié)果。也就是把原本的動力域、底盤域和車身域融合為整車控制域。如下圖1-5所示：

三域集中式EEA涉及的域控制器主要有4類，車控域控制器（VDC，Vehicle Domain Controller）、智能駕駛域控制器（ADC，ADAS/AD Domain Controller）、智能座艙域控制器（CDC，Cockpit Domain Controller）以及若干高性能網(wǎng)關(guān)，其中：

VDC：負(fù)責(zé)整車控制，實(shí)時(shí)性安全性要求高；

ADC：負(fù)責(zé)自動駕駛相關(guān)感知、規(guī)劃、決策相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)；

CDC：負(fù)責(zé)HMI交互和智能座艙相關(guān)（甚至整合T-Box）功能的實(shí)現(xiàn)；

目前業(yè)界實(shí)行三域EE架構(gòu)的有：

大眾的MEB平臺的E3架構(gòu)：即由3個(gè)車輛應(yīng)用服務(wù)器（In-Car Application Server，簡稱ICAS）組成的域集中式EEA，具體包括：車輛控制服務(wù)器ICAS1、智能駕駛服務(wù)器ICAS2和信息娛樂服務(wù)器ICAS3?；贓3架構(gòu)的首款量產(chǎn)車型是2021年10月發(fā)布的ID3。如圖1-6所示。

圖1-7 大眾MEB平臺E3架構(gòu)

華為的“計(jì)算+通信”架構(gòu)（CC架構(gòu)）：也是由VDC、ADC、CDC和網(wǎng)關(guān)等部件組成。華為將ADC叫做MDC（大名鼎鼎的“移動數(shù)據(jù)中心”，Mobile Data Center）。如下圖1-8所示。

圖1-8 華為的計(jì)算+通信EEA

3.3 中央+區(qū)域EEA

隨著功能域的深度融合后，功能域（Function Domain）的概念將逐漸消失，域主控處理器演變?yōu)楦油ㄓ玫挠?jì)算平臺，這就是車載“中央+區(qū)域（Central & Zonal）EEA”，也稱為“中央集中式EEA（Vehicle Centralized EEA）”，或者“區(qū)域EEA（Zonal EEA）”，如下圖1-9所示。

車載中央計(jì)算機(jī)（Vehicle Central Computer，VCC）：多個(gè)VCC組成一個(gè)異構(gòu)服務(wù)器集群，作為一個(gè)通用計(jì)算平臺（General Computing Platform，GCP），提供整車所需的計(jì)算、存儲、通信和管理能力。因此，車載VCC平臺可以被看作是一個(gè)縮微版的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器集群。

區(qū)域控制器平臺（Zonal Control Unit，ZCU）：每個(gè)區(qū)域又會有一個(gè)區(qū)域計(jì)算機(jī)Zonal Control Unit (ZCU), 注意：這里的區(qū)域是指地理上的區(qū)域概念。ZCU是整車計(jì)算系統(tǒng)中某個(gè)局部的感知、數(shù)據(jù)處理、控制與執(zhí)行單元。它負(fù)責(zé)連接“整車中地理意義上某一個(gè)區(qū)域內(nèi)”的傳感器、執(zhí)行器以及ECU等，并負(fù)責(zé)本區(qū)域內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)的初步計(jì)算和處理，它本身也具有網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能（因此也稱為Zonal Gateway），負(fù)責(zé)本區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換。注意：這里的中央計(jì)算平臺和區(qū)域計(jì)算平臺都是功能域無關(guān)（Function Domain Independent）的通用計(jì)算平臺，因此區(qū)域計(jì)算平臺通常會支持各種常見的連接接口類型。

兩級通信網(wǎng)絡(luò)：TSN以太網(wǎng)作為整車通信的主干網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，要具備高帶寬和實(shí)時(shí)通信，同時(shí)保證可靠性和fail-operational特性；而在區(qū)域內(nèi)，ZCU與ECU之間、ZCU與傳感器之間的通信仍然采用CAN/CANFD/FlexRay/LIN/10BaseT1s等中低速網(wǎng)絡(luò)。

分級供電網(wǎng)絡(luò)：一級配電網(wǎng)絡(luò)（也就是骨干供電網(wǎng)絡(luò)）有雙電源保證供電冗余，它將電源輸送到區(qū)域控制器ZCU節(jié)點(diǎn)。二級配電網(wǎng)絡(luò)，由區(qū)域控制器負(fù)責(zé)將電力繼續(xù)向下輸送到底層控制器，因此區(qū)域控制器需要具備power distribution功能，以及eFuse（電子熔絲）等功能；

總而言之，分布式EEA是“計(jì)算的分布式，供電的集中式”；而中央+區(qū)域EEA就是“供電的分布式，計(jì)算的集中式”，正好反過來。Zonal EEA不僅能將計(jì)算資源集中，便于軟硬件分離；也給整車各個(gè)控制器的電源管理帶來很多想象力。而ZCU作為分級通信和分級供電的區(qū)域節(jié)點(diǎn)都在整個(gè)體系中扮演了非常關(guān)鍵的角色。

汽車整體而言是個(gè)封閉保守的行業(yè)，大部分傳統(tǒng)主機(jī)廠和Tier 1供應(yīng)商對新技術(shù)的采納和接受都比較緩慢。業(yè)界普遍認(rèn)為從現(xiàn)在到2025年之前，大部分傳統(tǒng)汽車主機(jī)廠都將處于域集中式EEA的持續(xù)演變過程中。2025年之后，“中央+區(qū)域 EEA”將有望成為汽車的終極電子電氣架構(gòu)。特斯拉是在全球汽車行業(yè)中率先采用Zonal EEA的，其它整車主機(jī)廠以及Tier 1 OEM廠商也都紛紛跟進(jìn)，開始定義自己下一代的Zonal EEA。因此2025年之后，Zonal EEA有望成為整個(gè)汽車行業(yè)的主流EE架構(gòu)。

3.3.1 特斯拉Zonal EEA

但是像特斯拉這樣新興電動車廠商因?yàn)闆]有任何歷史包袱，因此特斯拉在定義Model Y車型（2020年上市）的EE架構(gòu)時(shí)，一步到位，跳過“域集中式EE架構(gòu)”，直接進(jìn)化到“中央+區(qū)域EEA”。特斯拉Model Y的EE架構(gòu)只有三大部分：

中央計(jì)算模塊（Central Computing Module, CCM）

左車身控制模塊（BCM LH: Body Control Module, Left Half）

右車身控制模塊（BCM RH: Body Control Module, Right Half）

其中，中央計(jì)算模塊直接整合了駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和座艙信息娛樂（Cockpit and IVI）兩大域，以及外部連接和車內(nèi)通信系統(tǒng)域功能（中央網(wǎng)關(guān)和防火墻等）。左右車身控制模塊分別負(fù)責(zé)剩下的“車身與舒適系統(tǒng)（Body and Comfort）”、“底盤與安全（Chassis and Safety）系統(tǒng)”和“汽車動力系統(tǒng)（Vehicle Dynamics）”的三大功能；當(dāng)然本身也作為一個(gè)通信的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。

圖1-10 Tesla Model Y的Zonal EEA

特斯拉在全球范圍內(nèi)率先開啟了汽車OTA應(yīng)用的浪潮。特斯拉不僅可以透過OTA將軟件升級包發(fā)送車載通訊單元，更新車載信息娛樂系統(tǒng)內(nèi)的地圖和應(yīng)用程序以及其他軟件，還可以直接將軟件補(bǔ)丁程序傳送到相應(yīng)的電子控制單元（ECU），實(shí)現(xiàn)對控制操作層面的軟件升級。這是很多傳統(tǒng)主機(jī)廠和Tier 1廠商因?yàn)槠淅吓f的汽車EE架構(gòu)而無法媲美的（他們通常只能實(shí)現(xiàn)車載娛樂信息系統(tǒng)的在線更新和升級）。

3.3.2 豐田的Zonal EEA

豐田也正在積極推進(jìn)從其當(dāng)前基于域的EE架構(gòu)演變?yōu)橄乱淮爸醒?區(qū)域”的EE架構(gòu)。在豐田看來，Zonal EEA有這樣一些有點(diǎn)：1）可以通過ECU集成來減少ECU數(shù)量，從而降低BOM成本；2）通過區(qū)域控制器ZCU來降低通信網(wǎng)絡(luò)線束和供電網(wǎng)絡(luò)線束的長度與重量，降低線束設(shè)計(jì)復(fù)雜度，提高產(chǎn)線自動化程度；3）減少了ECU數(shù)量和線束長度，也可以騰出更多空間，為后續(xù)迭代預(yù)留空間；4）軟件上，使用基于Adaptive AUTOSAR和Classic AUTOSAR的SOA架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)便捷的軟件迭代和功能的可擴(kuò)展性。

3.3.3 沃爾沃的Zonal EEA

沃爾沃的Zonal EEA包括Core System和Mechatronic Rim，如下圖1-12所示。不過沃爾沃將ZCU劃入了Core System中了，它稱為VIU（Vehicle Integration Unit），每個(gè)VIU對應(yīng)一個(gè)整車區(qū)域的感知、控制與執(zhí)行。VCU（Vehicle Computation Unit）對應(yīng)車載中央計(jì)算機(jī)，提供整車智能化所需的算力與數(shù)據(jù)存儲。

圖1-12 沃爾沃的Zonal EEA

3.3.4 安波福的Zonal EEA概念

安波福（Aptiv）的智能汽車架構(gòu)SVA定義了一個(gè)統(tǒng)一的供電和高速通信骨干網(wǎng)絡(luò)，這是整車架構(gòu)最基礎(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施。連接到這一骨干網(wǎng)絡(luò)的SAV組件有：

安全連接網(wǎng)關(guān)（Secure Connected Gateway）：SCG是從外部對SVA架構(gòu)進(jìn)行控制的主控網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。它實(shí)現(xiàn)像包括從外部對汽車進(jìn)行喚醒這樣的功能，以及通過無線或者5G跟云端或者路側(cè)的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接的功能。

開放服務(wù)器平臺（Open Server Platform）：也即對應(yīng)著Zonal EEA中的VCC服務(wù)器集群平臺。在開放服務(wù)器平臺中，我們會運(yùn)行各種軟件應(yīng)用，比如：自動駕駛軟件和算法，智能座艙應(yīng)用等。開放服務(wù)器平臺，可以對應(yīng)用按需分配計(jì)算資源，并提供必要的冗余以保證應(yīng)用的可靠性。

Power Data Center（PDC）：PDC也就是Zonal EEA中的區(qū)域控制器ZCU。它作為一個(gè)通用的“Docking Station”，有兩個(gè)作用：1）區(qū)域的通信與控制主節(jié)點(diǎn)，連接區(qū)域內(nèi)的傳感器和外設(shè)等，充當(dāng)區(qū)域內(nèi)低速網(wǎng)絡(luò)與主干網(wǎng)絡(luò)之間的通信網(wǎng)關(guān)；2）作為分級供電的節(jié)點(diǎn)，將供電主干網(wǎng)的電力分配給區(qū)域內(nèi)的傳感器和外設(shè)等。PDC的數(shù)量可以從兩個(gè)到六個(gè)之間變化，根據(jù)不同的車型來選擇不同的配置。

SVA架構(gòu)將可以有效地降低汽車全生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)的成本，包括：開發(fā)、制造和售后維護(hù)等。并且能很好支撐汽車制造商通過OTA來持續(xù)對汽車上的軟件進(jìn)行升級和維護(hù)。

圖1-13 安波福的Zonal EEA — SVA架構(gòu)

3.3.5 偉世通的Zonal EEA概念

偉世通的區(qū)域EEA概念與其它廠家類似。整個(gè)系統(tǒng)可以被看作是“服務(wù)器集群+邊緣計(jì)算區(qū)域網(wǎng)絡(luò)”組成的分布式計(jì)算與通信環(huán)境。

采用汽車以太網(wǎng)TSN作為通信主干網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，保證通信的高帶寬、通信的實(shí)時(shí)確定性和可靠性。

Super Core就是車載中央計(jì)算平臺，甚至可能是刀片服務(wù)器，服務(wù)器集群是可伸縮的。

傳感器和執(zhí)行器都連接到區(qū)域網(wǎng)關(guān)（也就是ZCU）。根據(jù)車型區(qū)域網(wǎng)關(guān)的數(shù)量可以從2個(gè)到6個(gè)之間變化。

整車的供電網(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)分級的供電體系。主干供電網(wǎng)絡(luò)采用雙電池冗余備份策略，ZCU作為從主干網(wǎng)到區(qū)域網(wǎng)的電源分配節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)將電力繼續(xù)向下輸送到區(qū)域內(nèi)的ECU、傳感器和控制器等。因此區(qū)域控制器也需要具備高級power distribution功能，以及eFuse（電子熔絲）等功能；基于這一套供電體系，可以實(shí)現(xiàn)更加智能的電源管理，比如：根據(jù)各區(qū)域的負(fù)載不同來優(yōu)化節(jié)電策略。

圖1-14 偉世通的Zonal EEA概念

4 小結(jié)

總結(jié)一下Zonal EEA相對于分布式EEA和域集中式EEA有這樣一些硬件上的優(yōu)點(diǎn)：

減少線束用量：Zonal EEA可以大大簡化線束拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)復(fù)雜度，減少線束使用的長度和重量。博世曾經(jīng)建立過理論模型，對不設(shè)置區(qū)域控制器和設(shè)置了區(qū)域控制器的線束長度進(jìn)行對比。研究結(jié)果顯示，所有外圍ECU、傳感器和執(zhí)行器直連到車載中央計(jì)算機(jī)，線束只多不少，線束拓?fù)浞浅２缓侠?；只有設(shè)置了相應(yīng)的區(qū)控制器，線束拓?fù)洳诺靡院喕?，線束密度也大大降低。因此，Zonal EEA說能夠降低線束長度，減少線束質(zhì)量，是有理論支撐的。使用了Zonal EEA的Model Y車型號稱可以將線束使用量降低到100米以內(nèi)。

制造與裝配：線束復(fù)雜度和長度減少了，裝配就簡化了，也能大大提高產(chǎn)線的自動化水平，提高制造能力。

安裝空間：節(jié)省了汽車內(nèi)部的安裝空間。

系統(tǒng)更具彈性：Zonal EEA使得整車更具有靈活性和伸縮性。當(dāng)增加新的用戶功能特性時(shí)，不需要額外增加傳感器和執(zhí)行器，也不會需要增加新的配電需求。

Zonal EEA也非常有利于對整車的硬件系統(tǒng)做統(tǒng)一的抽象。有了一致統(tǒng)一的硬件抽象層后，才能將硬件和軟件解耦分離，這一點(diǎn)在IT行業(yè)和手機(jī)行業(yè)是非常自然的一個(gè)思想，也正因此才造就這兩個(gè)行業(yè)今天各種先進(jìn)的軟硬件技術(shù)。我們完全可以相信很多IT行業(yè)已經(jīng)發(fā)展多年的成熟軟件技術(shù)一定會被借鑒到汽車行業(yè)中來，比如：互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器端的面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）軟件設(shè)計(jì)思想。

持續(xù)的OTA軟件升級：賦能主機(jī)廠更好的實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車，徹底改變傳統(tǒng)汽車商業(yè)模式。傳統(tǒng)上當(dāng)用戶購買一輛汽車后，對于主機(jī)廠而言，它與這位用戶的商務(wù)關(guān)系已經(jīng)結(jié)束了，而現(xiàn)在恰恰相反，這對主機(jī)廠和用戶之間僅僅只是一個(gè)起始點(diǎn)。主機(jī)廠可以容易、便捷的為已經(jīng)銷售出去的汽車增加新的功能特性，汽車質(zhì)量問題的召回維修可能就僅僅只需要推送一次軟件升級就可以了。

更優(yōu)的傳感器數(shù)據(jù)融合：在Zonal EE架構(gòu)下，由于ECU/傳感器等不再與某個(gè)具體的功能特性緊密關(guān)聯(lián)和綁定，因此我們可以在中央計(jì)算平臺上設(shè)計(jì)和運(yùn)行更復(fù)雜更優(yōu)化的傳感器數(shù)據(jù)融合算法，這點(diǎn)對更高的自動駕駛等級而言是至關(guān)重要的。

更復(fù)雜的功能特性：應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯可以集中到車載中央計(jì)算平臺上來實(shí)現(xiàn)，這樣更容易實(shí)現(xiàn)跨多個(gè)傳感器/執(zhí)行器的復(fù)雜功能特性。

傳統(tǒng)的分布式EEA，車輛本質(zhì)上是一臺機(jī)電一體化的機(jī)械載具，要想汽車變成一臺四個(gè)輪子上的手機(jī)那樣真正的智能設(shè)備，首先需要實(shí)現(xiàn)中央集中式EEA，然后基于統(tǒng)一的硬件抽象模型，實(shí)現(xiàn)軟件的SOA架構(gòu)和基于服務(wù)的通信，才能達(dá)到終極目標(biāo)。汽車電子電氣架構(gòu)發(fā)展以及相應(yīng)的軟件架構(gòu)變化將是一個(gè)長期的、漸進(jìn)式的演進(jìn)過程。它將對整個(gè)汽車行業(yè)的芯片、軟硬件技術(shù)、生產(chǎn)制造和售后維護(hù)等產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，因此也必將重塑整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈格局。

審核編輯：劉清