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ADAS/AD评论03-基于中央&区的新EEA初探

发布日期:2020-07-12

ADAS/AD评论03-基于中央&区的新EEA初探

 我爱露营车 我爱露营车  2019-11-20

前言

在ADAS/AD不断向高阶自动驾驶进阶时,触发了不少行业内人士对EEA变革的思考。从分布式架构到域集中架构,从域集中到跨域融合,从跨域融合再到最终的中央计算平台,这个演化过程已经成为行业的共识。不管是那张经典的博世对于EEA的演化示意图,还是其他相似示意图,都对趋势有了相似的指引和预测。

                           对,你没看错,就是这张被引用无数遍的图

PS:之前一直没想通为什么像博世、大陆等Top Tier1每次会展宣讲时,总喜欢从EEA讲起;现在想来还是他们的产品系列太多了,只有EEA这个话题足够大,“带货能力”较强。从这个角度切入讲,直接能把所有相关的产品给串起来,拎出来做广告...不仅能把主力的ADAS产品带出来,还能退而把底盘相关的产品给带出来,进而再把未来需要的域控制器等后几年产品给带出来...

正文

中央&区概念的EEA简介

对区控制器介绍较多的玩家主要有丰田、博世、大陆、伟世通等。个人感觉还是丰田这张图示意的**,再贴一遍。

                                         丰田的中央&区架构概念设想

中央&区架构都有什么好处呢?

  • 线束方面:简化线束复杂度,减少线束用量(重量和成本也同步降低);尤其在复杂功能需求驱动的背景下,能够有效平抑复杂度。例如,不断增加的执行器和传感器,不断增加的数据处理能力和数据带宽,不断增加的智能配电需求,等等,都需要类似中央&区的EEA来解决这些潜在的问题。

  • 制造方面:线束简化,增加了产线自动化的潜力;

  • 空间和安装位置:节省了安装空间;

  • 软件更新灵活性:只需要在车载中央计算机更新APP即可。

区控制器(Zonal Controller)简介

中央&区架构概念中,车载中央计算机(也有叫中央控制器、中央计算平台...)固然重要,但是搞清楚区控制器(Zonal Controller)更重要。

根据获得的资料显示,区控制器所扮演的角色主要是充当网关、交换机和智能接线盒的角色,提供并分配数据和电力,并实现车辆特定区域的feature,具体来讲:

  • 关于数据分发:1.支持任何类型的传感器、执行器和Display(显示器)的接口;2.区域内,区控制器与低阶的ECU通信时,有可能会用10BaseT1s(无屏蔽双绞线以太网1)代替其他的通信方式,比如CAN、FlexRay等;因此,也会充当IP-based设备(以太网通信设备)与骨干网(车载中央计算机与区控制器级之间的以太网通信)之间的交换机角色;当然,如果区域内的通信不完全被10BaseT1s以太网替代时(有CAN、LIN等通信存在),还会充当传统设备的网关;3.关于TSN骨干网(以太网),要具备高带宽和实时通信,同时保证可靠性和fail-operational特性;

  • 关于分级配电(供电):1.一级配电网络,双电源(冗余)将电力输送到区控制器;2.二级配电网络,区控制器负责将电力继续向下输送到底层控制器,因此区控制器需要具备高边power distribution功能,以及eFuse(电子熔丝)等功能;

  • 关于车辆特定区域的feature实现:1.区控制器会配置ASIL等级高的MCU,以及其他应用芯片,来实现车辆区域的各种基本功能。

中央&区架构中SOA架构的部署

在Central&Zone架构中,部署SOA有以下好处:

  • 功能不再与ECU关联,而是与区关联;

  • 单个feature可由不同ECU所提供的服务构成,而非一个功能对应一个控制器盒子;

  • 业务逻辑(Business Logic)放在车载中央计算机中实现;

能够有效解决以下问题:

  • 保证功能在不同ECU或区之间的可移植性;

  • 增加SWC的重用性;

  • 有助于物理连接向逻辑连接进行抽象;

  • 传统通信机制得以保留;比如关键任务ECU(ESP)能够保留,并仍旧使用基于信号(signal-based)的通信;可使用Classic-AUTOSAR将服务(Services)映射到传统的ECU中;

  • 新增功能不需要改变ECU和线束(降低拓扑复杂度、增加线束优化潜力),直接在车载中央计算机中添加就行。

中央&区架构实现的一些挑战

  • 供电与数据传输集成在一起(通过区控制器),对EMC测试的挑战很大;

  • 散热问题;

  • 安全问题;缺失相关标准;

  • ...

总结

个人感觉,区控制器就是将除了ADAS/AD、智能座舱(信息娱乐)、智能网联等智能化功能以外的车辆基础功能进行重新洗牌,比如:

  • 将低端、低复杂度的车辆装置(只能用Devices这个抽象的说法来形容了,包括一些简单的ECU)进行集成、整合;

  • 将车辆基础功能固化,给车载中央计算机实现更复杂功能提供基础平台;

  • 一辆车上可能需要6-10个区控制器,以及1-3个车载中央计算机来实现Central&Zone的EEA。


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