架构转变和ADAS/AV域控制器

当前的分布、分散式车辆架构的每个功能都包含一个ECU，通常每次添加新的功能时都会再增加一个新的ECU。低端车型大约有50多个ECU，中端车型大约80多个，而高端车型则多达110多个ECU。这种架构非常复杂、笨重，不利于封装且成本高。随着越来越多的功能成为标配，OEM也正在转向集中式架构。

目前的车辆架构拓扑通常由多个ECU组成，这些ECU将数据输入单个中央网关控制器，后者又将数据输入OBD端口。然后将各种ECU连接到执行器、传感器和显示器。当前的架构倾向于使用简单的点对点拓扑架构，该拓扑架构由链接到少量执行器和传感器的单个ECU组成，几乎不需要与其它域中的ECU连接。



这样的分布式架构的复杂性、成本和重量几乎都到了极限，因此改变车辆架构的需求就出现了。

从分散式架构过渡到集中式架构的动机是减少ECU和相应软件开发的需要。反过来，ECU的减少，降低了车辆设计的复杂性，降低了布线要求和重量。集中式架构还可以让OEM利用处理、内存、软件和高带宽网络技术的进步来满足未来的ADAS和自动驾驶性能要求，例如：可靠性/容错性、延迟、冗余、安全性、灵活性/可更新性/ OTA和成本 。

域控制器架构按域大概分为底盘、动力总成/车辆控制、车身、ADAS，以及信息娱乐系统/座舱等几个域。

每个域对计算速度、可靠性、安全性、灵活性和可扩展性的要求都不同。汽车电子系统将诸如制动、动力总成或照明控制之类的功能设置到各自的软件系统和物理硬件上。它们通常包含多个处理器，尤其是高端处理器，合并的处理器所包含的“内容”可能会从“几十美元”到“数百美元”不等。某些非集中式ECU可能会保留下来，确保安全关键功能和系统冗余。

由于ECU并非始终都在峰值下运行，集中化使OEM可以提高数据处理的效率，以及对内存和功耗的相关要求。

集中式架构可将线束重量减少15-20％，使OEM可以更轻松地实现EPA/WLTP目标并增加电动车的续航。伟世通表示，汽车线束重量为80kg，是车辆中第三重的部分，绝对长度为5km，也是第三大成本组成部分，且人工成本也较高（生产时间为1,000多分钟）。

Zonal架构在车辆的特定物理位置集成了跨域功能，比如，前部/引擎盖、中部/座舱、后部/后备箱。这种跨域集成需要OEM、系统集成商/Tier1，以及软件、传感器和半导体价值链之间的紧密合作。

Zone控制器可以处理通过CAN或LIN与ECU或与车身控制相关的传感器和执行器与终端设备的通信。以太网、LVDS或其它高速链路可以与摄像头、雷达和激光雷达传感器接口。然后，zone控制器将这些信号聚合到用于高带宽ADAS传感器的以太网或PCI Express上，或用于低带宽车身控制的CAN-FD上，并将数据发送到相应的域控制器。

近期集中式架构频繁被提及，但目前OEM、Tier1、半导体厂商和独立软件供应商对此似乎持不同看法。OEM的看法大概最为两极分化。有些已经采取了强有力的行动，但也有那些还没有坚定计划的公司。

比较有动力去推动集中式计算的公司是像大众这样拥有比较多内部资源的大型OEM，或像宝马、奔驰这样的高端品牌，或是大公司的纯电动平台（例如大众MEB，通用的VIP），以及那些没有旧包袱的新造车势力。

而那些较小规模的公司可能会因为资源和经济问题，在这场转型中遇到些麻烦。另外，日系OEM通常对这种趋势的反应较慢（例如采用以太网）。

自动驾驶需要具有多传感器融合、低延迟决策和执行功能的高度交互服务，这对当前的分布式和功能隔离的ECU架构是一种转变。

尽管汽车行业的总体趋势是转向集中计算，但并非所有OEM都会追求集中化，或者各家实现的节点会不同步，因为改变架构有很多限制因素。首先，开发新的架构所需的大量资源和资金投入就是一大障碍。

行业普遍认为对中央处理器的需求将主要出现在具有大量自动驾驶技术或高度集成的ADAS功能的高端品牌上。通常，除非车辆至少配备了L2功能，否则也没必要采用ADAS域控制器。当然，传统架构下的车型也会部署L2功能。

开发新的架构所要付出的高昂的初始成本可能不太适合大众市场，不是全球所有地区的车辆都搭载了ADAS甚至作为选配功能。

许多OEM也不具备开发新的架构所需的软件和其他系统的能力。它们也可能在域和系统范围内过于结构化，避免开发造成的部门预算和人员控制的重叠。

尽管趋向于集中化，但某些对安全性要求较高的应用可能会继续使用点对点拓扑，因此需要其自己的决策ECU。根据大陆的说法：不可能在一个控制单元中集成无限数量的功能。因此，对于每个单独的情况，始终必须考虑的是，该策略是为每个ECU提供更高的集成度，还是提供根据相关功能划分的ECU的优化网络。

目前整体上来看，还没有全面向域或zonal的架构迈进，特斯拉和大众是这场变革中的先驱。新造车势力在平台和供应链关系方面没有旧包袱，因此已经朝着集中化架构方向发展了。