架构是什么?
不同的人对架构有不同的理解,软件工程师觉得架构是软件模块的划分以及模块之间的关系,硬件工程师觉得架构是输入输出信号的数据流,那么架构到底是什么呢?下面看几条权威解释:
电气和电子工程师协会(IEEE)的定义:architecture as the fundamental organization of a system embodied in itscomponents, their relationships to each other and to the environment, and theprinciples guiding its design and evolution.架构是系统的基本组织,它表征系统内部模块之间的关系,模块与外部之间的关系,以及对其设计和改进的原则。
《系统架构-复杂系统的产品设计与开发》的定义:System architecture is the embodiment of concept, the allocation fo physical/informational fuction to the elements of form, and the definition of relationships among the elements and with the surrounding context系统架构是一种概念化的具象化,是物理/信息功能到形式元素的分配,是元素之间的关系何周边环境的一种定义。
《百度百科》的定义:
电子电气架构,是首先由德尔福公司提出的,集合汽车的电子电气系统原理设计、中央电器盒的设计、连接器的设计、电子电气分配系统等设计为一体的整车电子电气解决方案的概念。
虽然各自描述不同,但是普遍认可整车电子电气架构是定义了各电子部件之间的关系,以及各电子部件所承载功能关系。
几类典型的电气架构方案
在博世的描述中,整车电气架构发展分为三个大的步骤,分布式架构、跨域集中架构、车载电脑集中架构,六个阶段模块化,集成化,中央域化,跨域融合,车载中央电脑,车载云计算,逐步完成功能整合、多个独立网络内整合、中央网关协调通信、跨域功能整合,进一步通过中央域控制器进行降本,最后通过网络网络,建立虚拟域,通过车载中央电脑甚至云计算,完成复杂功能的整合。
宝马公司创建了分层电子电气架构模型,汽车电子会包含各种各样的电子控制单元(ECU)、传感器(Sensor)、执行器(Actuator)。商品化标准化的ECU从原有的传感器与执行器中抽象剥离、ECU根据需求进行一进抽象,直接中央计算平台。
特斯拉在model 3使用了域/域区混合电子电气架构,首先功能分布上采用了区域的方式,将原有的车身与便利系统、底盘与安全系统和部分动力系统的功能,根据空间、布线等需求,拆分到了左车身控制模块(BCM_LH)、右车身控制模块(BCM_RH)和前车身控制器(BCM_F),在中央计算模块(CCM)上整合了自动驾与娱乐模块。
整体来看,对于整车电气架构的发展方向,不同的企业有不同的规划,但是汽车行业对电子架构的理解整体方向是一致的,那就是算力向中央集中,向云端集中,简化底层硬件、解耦软硬件。
整车电气架构之帆驶向何岸?
站在2021年,域控制器的电子架构已然逐渐成为主流,根据博世的预测,2025年左右将会实现中央集成式电气架构方案,然而要想把把智舱、智驾、智控的三个区域功能融合在一个超级SOC控制器上,工程师们面临前所未有的挑战。
首先,由于整车不同功能的功能安全等级要求不同,也就是在芯片内要兼容不同功能等级要求逻辑电路的设计,这对芯片内部的IC设计带来了严峻的挑战;
其次,由于要控制整车几乎全部功能,控制器电路板的设计极其复杂,对PCB版的EMC提出了严峻的挑战;
第三,为了满足彼时更强悍算力需求和控制功耗之间的平衡,必须要选用制程更小的芯片,目前已知最先进的高通5nm制程工艺的SoC和加速器芯片和拥有超700 TOPS算力的Snapdragon Ride™平台,也仅是支持自动驾驶GPU算力需求,对于能同时兼容智舱和智控功能逻辑运算的CPU芯片,目前还未有此类消息;
因此,cao sir对电气架构这艏帆船是否能这么快到达此岸持保留态度!
作者:cao sir