汽车EE架构：5大域介绍

Posted 2023-04-09 picoasis

参考链接：

1. 汽车域控制器（上）：动力域控制器、底盘域控制器、智能座舱域控制器 - 知乎 动力域控制器、底盘域控制器、智能座舱域控制器

2. 汽车域控制器分类（下）：自动驾驶域控制器、车身域控制器 - 知乎 自动驾驶域控制器、车身域控制器

目录

域控制器出现的背景

最初逻辑

现在逻辑

域的内部组成，功能

5个主要的功能域

动力域

底盘域

智能座舱域（娱乐，通信）

自动驾驶(辅助驾驶ADAS)

车身域控制器

使用域架构的厂商

大众WEB——三大域

特斯拉——跨域3块

五大域

难点：从分布式架构到集中式架构的

难点：从3-5个域控制器向中央式电子电气架构演进

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域控制器出现的背景

ECU 增多——数量多的ECU错综交错，不仅带来了十分复杂的线束设计，而且逻辑控制也十分混杂。

最初逻辑

域控制器出现的最初逻辑并不是为了减少车辆ECU数量而存在的。

而是为了整合数据、增强计算能力而生。

参见博世、大陆、安波福、维宁尔、采埃孚-天合等在L0-L2有量产件的巨头Tier1们对域控制器的定义就知道，域控制器只是做传感器数据融合以及TJP和HWP等高端feature的控制器而已，他们直接定义域控制器为集中式控制器，

现在逻辑

使用域的架构：

1、能够将传感与处理分开，传感器与ECU不再是一对一的关系。管理起来比较容易。

2. 另外可以适当的集成化，减少ECU的数量。

3. 平台的可扩展性也会更好。

域的内部组成，功能

每个Domain有一个主要的高性能的ECU（这就是Domain Controller），负责处理Domain内的功能处理和转发。

Domain内部一般使用低速总线，域内的通信依然可以沿用传统的CAN/LIN/Flex Ray等，

Domain之间使用高速总线或者现在用的比较多的车载以太网互联。

5个主要的功能域

动力域

• 多种动力系统单元（内燃机，电动机/发电机、电池、变速箱）
• 计算和分配扭矩
• 变速器管理
• 电池监控
• 发电机调节

底盘域

1. 与汽车行驶相关（传动系统、行驶转向、制动系统）
2. 贴近——控制执行端（感知识别，决策规划，控制执行——智能汽车核心系统）
3. 在未来自动驾驶车辆上，转向杆、刹车和加速踏板等都将不再保留，更先进的驾驶方式是利用车辆智能感知单元进行分析，工作指令通过线束传递给转向或制动系统来实现自动驾驶。这项技术就被称为线控技术
4. 线控底盘5大系统：
   1. 转向
   2. 换挡
   3. 油门
   4. 悬挂
   5. 制动

智能座舱域（娱乐，通信）

座舱域的常见应用

• 语音识别
• 手势识别
• 显示性能：一芯多屏显示，仪表屏不同尺寸，中控屏，
• 虚拟化技术
• 安全级别不同的应用进行隔离
• 远程控制
• 整车OTA

关键技术

第一基于更高算力的座舱域控制器芯片开发产品集成度更高。集成仪表T-BOX和车机、空调控制、 HUD、后视镜、DMS等。

第二、开发AR/抬头显示HUD内后视镜替代屏外后视镜替代视觉系统仪表屏、中控屏、副驾显示屏后排娱乐屏等多屏互动交互方案，提升用户体验。

第三，基干win65GCV2X以及多模融合的高精定位技术，开发智能天线产品，通信可靠性高，低时延，高带宽为智能网联汽车提供多重无线通讯整合的车联网方案。

自动驾驶(辅助驾驶ADAS)

应用：多传感器融合、定位、路径规划、决策控制、无线通讯、高速通讯

车身域控制器

应用：灯光，雨刮，中控门锁，车窗，车门

使用域架构的厂商

大众WEB——三大域

目前大众的MEB平台做了三大控制器，包括车辆控制域（ICAS1）、智能驾驶域（ICAS2）和智能座舱域（ICAS3），整体还处于功能域阶段，车辆的分布式模块还比较多。

特斯拉——跨域3块

2012年Model S车型下线时，最初的架构是将整车分为动力域、底盘域、车身域等明显的“域”，按照功能属性对ECU软件进行“域”的集成。

但到2017年Model 3下线时，功能域的划分已经不太明显，而是出现了跨域的痕迹。其新架构分为了三大部分：中央计算模块（CCM）、左车身控制模块（BCM LH）和右车身控制模块(BCM RH) 。

其中，中央计算模块将 ADAS 域、信息娱乐系统域和通信系统域集成到一起。 也就是说，三大模块会将位置域旁的ECU“吃掉”，基于这种架构，汽车的ECU模块会更少，集成度更高。

五大域

更加传统的车企的电子电气架构集成度更低一些，分为自动驾驶域、动力域、底盘域、座舱域和车身域五大域。

使用域控制器量产的车

当下，量产车型搭载了域控制器。例如：

吉利星越L搭载的“CMA超级母体”架构首发搭载的(跨)域集中式电气功能架构，借助车辆域控制器实现动力控制、智驾控制、底盘控制、云端协同等功能域的跨域高速运算与功能高度集成协同管理，让自动驾驶控制管理实现集中，敏捷等特性。

在此之外，今年6月上市的岚图FREE

去年上市的小鹏P7

红旗H9等诸多车型均已应用了域控制器。

难点：从分布式架构到集中式架构

难点：从分布式架构到集中式架构的

从分布式架构到集中式架构的难点，不在于ECU物理模块的取消，而是在于如何将原本分布式的软件进行集成。

以智能驾驶域控制器为例，福瑞泰克系统专家喻清舟告诉新智驾，域控制器的软件算法其实包含三层：最底层的是摄像头等传感器算法、第二层是基本的行车功能算法软件（包含L2级辅助驾驶功能），第三层则是一些高级智能驾驶功能比如领航辅助驾驶。链接：域控制器时代：ECU 的「消亡」与汽车「中央大脑」的重建 - 知乎

难点：从3-5个域控制器向中央式电子电气架构演进

难点：从3-5个域控制器向中央式电子电气架构演进，可能还面临哪些挑战？

这个答案涉及方方面面，比如AI芯片的算力能否支持、汽车的操作系统能否跟上、有无成熟的软件供应商等等。

小鹏汽车段工着重指出：因为中央域控制器可能会成为一台计算机的形态，其中最核心的能力会来源于汽车的操作系统，这个系统需要同时跟上层的软件应用、底层的硬件资源进行衔接。

这是核心亮点也是难点。

因为汽车的座舱域、智驾域、动力域、车身域等几大“域”对操作系统的需求其实并不一致。比如座舱系统对于屏幕的色彩处理和渲染要求比较高，而智驾功能则对系统的安全要求特别高。

他表示，目前还有没一种芯片或者一个嵌入式的硬件平台，既有高算力能够支撑丰富图像处理，又有高性能、高存储，同时还具有非常丰富的IO接口。https://zhuanlan.zhihu.com/p/340627921

浅谈汽车电子电气架构开发工具

摘　要：随着科技日新月异，OTA、5G、自动驾驶、人工智能、网络安全等新技术、新概念正于汽车深度结合。面临着功能多样性、需求多组 合性的现状，如何更高效便捷的进行汽车电子电气架构开发将是摆在所有架构工程师面前的重要课题。本文重点介绍了当今世界主要的电子电 气架构开发软件工具的提供商及其工具特性，为汽车电子电气架构开发的工具链选择提供参考指引。

0　引言 　　汽车电子电气架构（Electric and Electronic Architecture, 以下简称 EEA） 相当于汽车电子电器系统的总布置。具体来说，EEA 就是在 功能需求、法规和设计要求等特定约束下，通过对功能、性能、成本 和装配等各方面进行分析，所得到的最优的电子电器系统模型。

1　EEA 开发工具资源介绍 　　

EEA 的开发覆盖整个汽车产品开发的“V”流程，从最左侧的需 求定义到最右侧的验收测试，各个环节都有软件工具进行开发辅助。目前这些工具主要来自欧美的软件公司，如 Vector、IBM、ETAS 等。国内接触较多的是 Vector 的 RREEVision。但实际上国外的 EEA 开发 工具其实还是很多选择性，本文将对一些主流工具进行介绍。　　

（1）Vector·德—PREEvision、Network Designer 和 CANx 系列 产品。PREEvision 为 EEA 开发提供了比较全面的功能。包括需求开 发、逻辑功能设计、网络和部件架构、拓扑结构设计以及电气系统和 线束设计等；Network Designer 主要用于构建总线架构和通信矩阵， 还能提供总线的一致性检查并可视化网关关系。CANx 系列产品包括 CANoe, CANape, CANalyzer 等工具，主要用于汽车 ECU 和总线的测量、 标定和诊断。　

（2）IBM· 美 —Rhapsody Designer 和 Doors。Rhapsody Designer 的功能包括基于统一建模语言（UML）的模型设计、需求开发、仿真 框架开发等。此外，它还具有可追溯性和代码生成机制。Doors 是需 求管理工具，可用于捕获、跟踪、分析和管理用户需求，从而优化整 个 EEA 开发过程中的需求沟通、协作和确认 [1]。　　

（3）Mentor·美—Capital Systems。Mentor 为西门子旗下公司。其工具软件 Capital Systems 可以支持从需求到系统建模，再到多领域 物理系统仿真互联，以及网络拓扑设计及线束设计的 EEA 开发全过程。　　

（4）dSPACE· 德 —SystemDesk、TargetLink 和 ControlDesk。SystemDesk 主要用于系统架构设计，支持 AUTOSAR 架构和系统建模。它还可以从应用程序软件中生成虚拟 ECU（V-ECU），与 dSPACE 仿 真平台一起用作被测单元。TargetLink 主要功能为代码生成，并允许 通过内置仿真和测试进行早期验证。ControlDesk 是一个模块化的开发 平台，主要用于 ECU 及总线的测量、标定和诊断。　　

（5）Elektrobit· 芬 兰 —EB tresos。 包 括 EB tresos Designer、 Studio、Busmirror 和 Inspector。Designer 基 于 AUTOSAR 标 准， 主 要 用于通信矩阵的生成。Studio 主要用于验证配置的一致性，以及为标准软件模块生成代码。Busmirror 主要用于总线仿真。Inspector 主要用 于总线通信和 ECU 软件调试的监测与分析。　　

（6）ETAS· 德 —ASCET 和 INCA。ASCET 基 于 ETAS 旗 下 的 Eclipse 平台开发，主要用于基于模型的汽车软件开发，允许可执行的 实时功能定义，图形设计机制和自动代码生成。INCA 用于汽车电器 系统的测量和标定、总线诊断、监视和数据采集以及可视化的扩展。　　

（7）MathWorks· 美 —Matlab/Simulink。Matlab 可 将 大 量 的 数 学和图像处理函数与高级语言相结合，提供高效的技术计算环境。Simulink 具有很多工具块，可支持 EEA 的控制系统设计、信号处理与 通信、测试与测量以及建模仿真分析。　　

（8）INCHRON·德—ChronSIM/ChronVAL。主要用于验证图形 和仿真系统的时序要求，还可以分析和验证分布式电气架构的动态行 为，并提供实时仿真和优化。

2　EEA 开发工具链选择 　　

以上工具都各有所长，有的可涵盖整个“V”流程，有的具有许 多附加功能。笔者在此不便于评价具体选择哪家比较合适，但是可以 提出几条工具链选取的参考评价因素以供讨论。　　

（1）工具链的功能完整性。例如是否支持以太网及时序分析等。　　

（2）工具链的兼容性。例如是否支持前后端软件功能集成及 AUTOSAR 标准等。　　

（3）工具链的易用性。例如界面是否友好，输出文档格式等。　　

（4）市场占有率及用户评价。 

3　结语 　　

全新的架构和复杂的系统，使得有汽车制造商有必要使用特定的 设计工具，进行建模，仿真和测试，以确保研发的质量和效率。但是 各企业在选取 EEA 工具链的时候，还应该基于自身情况及技术发展 趋势进行综合分析，不能直接套用，以免因为使用工具而带来额外的 工作 [2]。 

参考文献： 

[1]Peter Waszecki,Martin Lukasiewycz,Alejandro Masrur, Samarjit Chakraborty.“How to Engineer Tool-Chains for Automotive E/E Architectures”.2013. 

[2]Peter Wallin,Jakob Axelsson.“A case study of issues related to automotive E/E system architecture development”.2008.

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