【導讀】如果我們將一輛乘用車想象為多個電子控製單元 (ECU) 的集合，這些 ECU 會分布在汽車的各個位置並使用不同的網絡相互通信。在為實現車聯網 (V2X)、自動駕駛和汽車電氣化添加更多先進的汽車電子產品時，ECU 數量和交換數據量都會增加。 

域架構簡介

在域架構中，ECU 可根據不同功能分為不同的域。而區域架構則是一種按照 ECU 在汽車內的位置分類的新方法，並由中央網關來管理通信。這種物理接近性可減少 ECU 之間的布線，從而節省空間並降低汽車重量，同時還能提高處理器速度。

為了更好地了解域架構
，可以首先了解根據功能將 ECU 分成的五個域，如表 1 所示。

22

表 1：ECU 通常分為五個域 

ECU 除了通過其自身域內部的特定和相關網絡進行通信和交換數據，也會與域外的 ECU 通信。由於不同域會采用不同的網絡，因此會將網關作為通信橋梁。 

圖 1 展示了一輛采用基於域架構的汽車。在此圖中，有一個中央網關模塊連接到汽車內的各個域。每個域可執行多種功能。域控製器（例如動力總成的車輛控製單元）就包括了網關功能。此域網關支持在相關域的 ECU 之間以及該域與車輛其餘部分之間數據通信。

域控製器還包含 ECU，通常由多個 ECU 集成實現，能夠更大程度降低係統成本。TI 的 Jacinto™ 7 處理器集成了 Arm® Cortex® A-72 內核來進行原始數據處理，集成了 Arm Cortex R-5F 進行實時控製，也集成了用於高速聯網的千兆位時間敏感網絡 (TSN) 和以太網交換機。

圖 1：域架構

區域架構簡介

如果把汽車比作房間，而把 ECU 比bi作zuo聚ju集ji在zai該gai房fang間jian內nei討tao論lun不bu同tong話hua題ti的de人ren，那na麼me域yu架jia構gou的de作zuo用yong就jiu相xiang當dang於yu對dui這zhe些xie人ren隨sui機ji分fen配pei位wei置zhi
，使shi得de他ta們men需xu要yao提ti高gao音yin量liang才cai能neng與yu房fang間jian另ling一yi端duan討tao論lun相xiang同tong話hua題ti的de人ren交jiao流liu。

圖 2 展示了一輛根據 ECU 在(zai)汽(qi)車(che)內(nei)的(de)位(wei)置(zhi)組(zu)織(zhi)布(bu)局(ju)的(de)區(qu)域(yu)架(jia)構(gou)車(che)輛(liang)，並(bing)另(ling)外(wai)增(zeng)加(jia)了(le)一(yi)個(ge)車(che)輛(liang)計(ji)算(suan)模(mo)塊(kuai)。該(gai)車(che)輛(liang)計(ji)算(suan)模(mo)塊(kuai)是(shi)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)高(gao)處(chu)理(li)能(neng)力(li)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)，用(yong)於(yu)執(zhi)行(xing)各(ge)種(zhong)函(han)數(shu)的(de)所(suo)有(you)計(ji)算(suan)。該(gai)圖(tu)還(hai)展(zhan)示(shi)了(le)汽(qi)車(che)不(bu)同(tong)區(qu)域(yu)的(de)區(qu)域(yu)模(mo)塊(kuai)和(he)相(xiang)關(guan)邊(bian)緣(yuan)節(jie)點(dian)。 

雖然說可以使用控製器局域網 (CAN) 等低帶寬網絡在不同的區域模塊和中央網關/jisuanmokuaizhijianjinxingtongxin，buguo
，yitaiwangdenggaosuwangluoyeshibucuodexuanze，yinweicileiwangluozaiqichegongzuowenduneijuyougaokekaoxingqiekeyipingwenyunxing。duiyuzhongyangjisuanhequyumokuaizhongdefenbushijisuan

，PCIe 是非常合適的網絡選擇。

圖 2：區域架構中的配電模塊

區域架構的電源優勢

工程師還通過這種 ECU 重組來優化電源架構，特別是重新設計智能接線盒後
，可為車輛內的不同負載和 ECU 配電。具體來說，工程師正在用半導體解決方案來替換繼電器和保險絲。

在區域架構中，配電盒會經過特定布置使每個區域都有相應的配電單元為其模塊供電。圖 2 展(zhan)示(shi)了(le)區(qu)域(yu)架(jia)構(gou)中(zhong)的(de)配(pei)電(dian)理(li)念(nian)，您(nin)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)其(qi)中(zhong)每(mei)個(ge)區(qu)域(yu)都(dou)集(ji)成(cheng)了(le)配(pei)電(dian)功(gong)能(neng)和(he)管(guan)理(li)網(wang)絡(luo)流(liu)量(liang)的(de)區(qu)域(yu)模(mo)塊(kuai)。新(xin)型(xing)配(pei)電(dian)架(jia)構(gou)將(jiang)實(shi)現(xian)線(xian)束(shu)電(dian)纜(lan)輕(qing)量(liang)化(hua)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)內(nei)燃(ran)機(ji)車(che)輛(liang)的(de)燃(ran)油(you)效(xiao) 率

，並提高電池供電型電動車輛的行駛裏程。

從域架構過渡到區域架構——交叉架構應運而生

將(jiang)完(wan)整(zheng)車(che)輛(liang)架(jia)構(gou)從(cong)當(dang)前(qian)域(yu)架(jia)構(gou)過(guo)渡(du)到(dao)新(xin)區(qu)域(yu)架(jia)構(gou)是(shi)一(yi)個(ge)浩(hao)大(da)的(de)工(gong)程(cheng)。這(zhe)不(bu)僅(jin)需(xu)要(yao)設(she)計(ji)新(xin)的(de)區(qu)域(yu)模(mo)塊(kuai)，還(hai)必(bi)須(xu)重(zhong)新(xin)開(kai)發(fa)和(he)配(pei)置(zhi)大(da)部(bu)分(fen)軟(ruan)件(jian)
，以(yi)便(bian)支(zhi)持(chi)新(xin)架(jia)構(gou)。此(ci)外(wai)，替(ti)代(dai)熔(rong)斷(duan)型(xing)保(bao)險(xian)絲(si)和(he)重(zhong)新(xin)設(she)計(ji)完(wan)整(zheng)車(che)輛(liang)線(xian)束(shu)都(dou)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)驗(yan)證(zheng)。總(zong)而(er)言(yan)之(zhi)
，車(che)輛(liang)架(jia)構(gou)可(ke)能(neng)會(hui)遷(qian)移(yi)到(dao)交(jiao)叉(cha)架(jia)構(gou)。

圖 3 展示了融合現有域架構和新區域架構的交叉架構。此類架構將保留域和相應的邊緣節點。區域架構的中央計算可能會細分為 ADAS、IVI 和 VCU 計(ji)算(suan)模(mo)塊(kuai)，其(qi)中(zhong)域(yu)特(te)定(ding)邊(bian)緣(yuan)節(jie)點(dian)直(zhi)接(jie)與(yu)相(xiang)應(ying)的(de)中(zhong)央(yang)計(ji)算(suan)模(mo)塊(kuai)通(tong)信(xin)。交(jiao)叉(cha)架(jia)構(gou)中(zhong)的(de)區(qu)域(yu)模(mo)塊(kuai)很(hen)可(ke)能(neng)會(hui)注(zhu)重(zhong)配(pei)電(dian)
，而(er)不(bu)是(shi)區(qu)域(yu)中(zhong)所(suo)有(you)邊(bian)緣(yuan)節(jie)點(dian)的(de)網(wang)關(guan)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)
，區(qu)域(yu)模(mo)塊(kuai)更(geng)像(xiang)是(shi)傳(chuan)統(tong)的(de)車(che)身(shen)控(kong)製(zhi)模(mo)塊(kuai) (BCM)
，不同的是汽車中將會有多個此類模塊。

圖 3：交叉架構 

結語

隨著 ECU 數量的不斷增加，汽車架構已經發展成一種根據每個 ECU 所suo執zhi行xing的de相xiang關guan功gong能neng對dui其qi進jin行xing分fen組zu的de域yu架jia構gou。然ran而er
，這zhe也ye提ti高gao了le網wang絡luo和he配pei電dian的de複fu雜za性xing。汽qi車che設she計ji人ren員yuan目mu前qian正zheng在zai設she計ji基ji於yu區qu域yu架jia構gou的de車che輛liang

，以yi其qi優you化hua數shu據ju和he配pei電dian，這zhe種zhong汽qi車che將jiang會hui是shi采cai用yong交jiao叉cha架jia構gou的de第di一yi代dai汽qi車che。新xin區qu域yu架jia構gou最zui終zhong會hui實shi現xian線xian束shu電dian纜lan輕qing量liang化hua
，從cong而er提ti高gao內nei燃ran機ji車che輛liang的de燃ran油you效xiao率lv，並bing提ti高gao電dian池chi供gong電dian型xing電dian動dong車che輛liang的de行xing駛shi裏li程cheng。

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

保障下一代碳化矽 (SiC) 器件的供需平衡

隔離式雙向功率轉換器的數字控製

IBM陳科典：以行業和技術專長加速場景落地，助企業化AI為生產力

用光繼電器替代機械式繼電器節省更多空間

機器人坐標係用法和算法原理