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揭秘理想的整車電子電氣架構

2020年,當我們談論整車電子電氣架構(下文簡稱EEA)的時候,還是談論分散式架構到域控架構的升級,關於中央計算單元+區域控制器架構,感覺還是遙不可及,按照博世定義的電子電氣架構發展階段(如圖1所示),至少還有大幾年的時間。

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圖1 博世定義的EEA發展圖

然而,兩年後的今天,我們眼看各個主機廠的中央計算單元架構都要紛紛落地了,例如

小鵬的X-EEA3。0中央計算平臺+區域控制架構、廣汽埃安的中央計算平臺架構——星靈架構、長城的計算平臺架構GEEP3。0、理想的

LEEA3。0

等(如圖2所示)。

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圖2 各家的EEA3。0中央計算單元架構

01.

理想EEA架構的迭代

與其他主機廠一樣,EEA更新的目的就是為了解軟硬體不通用、軟體不可迭代、應用功能固等問題,實現軟體複用、快速迭代、快速部署。

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圖3 架構更新的關鍵點

理想的EEA發展分三步走,從分散式架構開始,過渡到域控架構,再到重要中央計算單元架構,如圖4所示。

分散式架構主要應用在理想ONE,主要圍繞NOA自動駕駛控制器和 HU智慧座艙控制器展開。

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圖4 理想EEA發展

域控制器架構將搭載在L9車型上,整車分為三個控制域:中央控制域控制器、自動駕駛域控制器、智慧座艙域控制器。中央控制域控制器(如圖5所示)包含動力、車身、部分底盤的功能,主要融合了車身控制器和中央閘道器,主控晶片為恩智浦最新的S32G車規級晶片,並且部硬體、系統、軟體的均為理想研發。

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圖5 L9的中央域控制器

另外自動駕駛控制域是基於主流的的英偉達Orion來構建的,並且使用了兩片origin晶片,智慧座艙域控制器是基於高通的8155構建的,也使用了兩片。

02.

理想的中央計算平臺+區域控制架構

理想的域控架構之後的下一代就是中央計算平臺+區域控制器架構,並且會加入800V快充技術。中央計算平臺(CCU)與特斯拉FSD的思路一樣,將智慧座艙控制和自動駕駛控制,以及車輛控制融合到一個控制器中,但是目前還不清楚是各個功能分離成不同的PCB板,還是全部融合到一塊PCB板上。

CCU的功能架構如圖6所示,CCU將車輛控制、自動駕駛、智慧座艙多域融合,硬體資源共享,資料實時共享。在硬體上採用各領域內最先進的晶片,並透過高頻寬低時延Switch級聯,實現算力擴充套件和多域融合;軟體方面具有高安全,硬實時OS, 中介軟體及應用執行環境,軟體的效能引數如圖7所示,具有延時低、高算力等特點。

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圖6 CCU的內部功能架構

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圖7 CCU內部軟體的效能引數

區域控制器主要實現資料和能源閘道器的功能,實現減少線束、能源智慧化管理、控制器軟體化,以及實現SOA,軟硬體解耦、控制IO虛擬化、服務化。透過若干個區域控制器和CCU實現環網架構。

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圖8 區域控制器內部簡圖

區域控制器的內部硬體簡圖如圖8所示。從圖8來看區域控制器應該是基於域控架構中使用的N

XP S32G的迭代,具有高低邊開關、E-fuse等控制,在通訊方面有8路CAN、6路Lin和2路乙太網。

PCIe閘道器可以滿足滿足算力晶片之間的實時大資料互動;解決高頻寬、低延時的痛點需求,實現任意端到端之間的資料傳輸頻寬在20Gb/s以上,並且具備物理隔離。

TSN閘道器具備CAN/CANFD/LIN到乙太網的雙向協議轉換功能,可以實現TSN協議中的NC/EE/BE不同優先順序資料流轉發和資料交換。

除了架構的升級外,在OS自研,軟體自研方面,理想也有佈局。為了實現對客戶的需求進行快速響應,並且可以進行算力資源最佳化來提升使用者體驗,另外也是為了抓住軟體定義汽車時代的汽車靈魂。

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圖9 軟體自研規劃

03.

總結

不管是新勢力還是傳統主機廠,這兩年都紛紛對自家的EEA架構進行大刀闊斧的革新,都瞄準中央計算單元架構而去,基本明年都可以落地到量產車型上,從架構理念的先進性,以及主要控制器的主控晶片的先進性來說,都是可圈可點的。

但是先進架構的掌控能力,效能釋放的能力,以及軟體功底才是對各家主機廠的真正考驗,並且僅僅是開始,對架構的掌控以及運用需要不斷地摸索、磨合、迭代。這才是各主機廠下階段的重中之重。

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