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汽车将从总线 分散控制发展到分布式网络 域控制器

 刘沟村图书馆 2019-07-24

随着工业技术的不断发展,传统汽车系统变得越来越复杂,部分汽车上集成的ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)数量甚至已经超过一百个。这些ECU在实现汽车功能的同时,也通过异构通信网络互相连接,包括CAN(Controller Are Network,控制器局域网络),LIN(Local Interconnect Network,本地互联网络),FlexRay、MOST(Media Oriented System Transport,面向媒体的系统传输)。作为最具代表性的车载网络,CAN已经成为实际车载总线通信的标准,因为它大大减少了通信所需线路的数量同时又确保了更高的数据传输可靠性。

但随着时间增加新的子系统会被添加到车辆中,ECU 数量的增加带来的是带宽消耗的显著增加。传统的车辆控制应用所需带宽普遍较低,带宽问题并未引起广泛的关注。当引入信息娱乐系统和基于视频的高级驾驶辅助系统(ADAS)后,这些应用程序相比传统控制系统的数据传输带宽需求有显著增长,现有车载网络传输带宽不足的问题凸显,因此迫切需求下一代的车载网络技术及架构。

常见车载网络对比:


此外,智能联网汽车的发展趋势是不断将WLAN、蜂窝移动数据、车载以太网等技术融合到汽车系统中,这些车载技术的日益发展使得传统汽车逐渐走向互联互通的时代。国内多个自主品牌OEM都发布智能网联汽车的发展规划:2020年开始联网车辆将成为标配!

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  处理器的运算能力

最近几年人工智能的逐渐兴起,硬件处理能力翻倍增长,软件硬件也能互相促进。但汽车上的信息融合比较重要,现在单一传感器不够用,如果分散在不同的ECU,还会有同步的问题。如果能集中处理,这些问题就简单化了,前提是处理器的运算能力要跟上。

现在硬件处理器的发展非常快,有点超前发展了,实际汽车应用中感觉软件有点没跟上。例如智能座舱领域,各大OEM和tier1都在重点关注中,那有没有人觉得高通8155/8195运算能力不够用的?8195不是一般的强大,现在的实际业务场景是足够用了。中央处理器来统一处理娱乐系统、车载仪表、后座娱乐等核心车内系统是个趋势,实现只是时间问题,而且特斯拉Model 也走在前面给大家做验证。

特斯拉CEO马斯克(Musk)曾经提到过,Model 3的线束只有1.5KM,相比来说,Model S的线束有3KM,这是 Model 3 量产爬坡更容易的一个重要因素,但是 Model Y的线束将会减少到 100 米,并且有消息称 Model Y将会用到 Space X 的部分技术,而且新型电气化架构的计算能力要比其之前的架构要强大40倍。2020年量产的Model Y集成度会更高。我们亦可以看到从Model S到Model X的电子部件的大量简化,合并整合去掉那些通用性的部件,逐步逐步在原有的可能性加大自己开发的放在娱乐系统Linux系统功能权限。

常见的下一代硬件平台:

1、高通820A


2、飞思卡尔iMX8

3、intel Apollo lake

一汽、长城、奇瑞等OEM都在使用,哈曼、东软、欧非、安波福,LGE, Bosch and denso、马瑞利等一线Tier1也投入了大量的研发资源在Apollo平台上。

    4、瑞萨R-CAR E3

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  分布式网络+域控制器

不少大的tier1供应商也认可这样的架构--从总线+分散控制发展到分布式网络+域控制器。特斯拉已经在实施路上了,芯片处理能力的提升,允许更多传感器的融合,能做出更准确的判断。比如有些摄像头,不同功能的ECU都要使用,如果集成度上去了,直接内部就共享了。

但是,一般芯片设计时都是先从消费类产品开始的,毕竟产品量级在那里,汽车的用量比例还是太小。那些消费类芯片在产线上经过筛选后就变成了工业类芯片,有的甚至也用到了车上。所以,车上特殊的要求在设计之初就不一定很好的考虑了,比如功能安全。消费类产品暂时不用考虑,否则的话会增加额外的成本。同时,很多芯片是从其他领域(例如消费电子)转移来的,对于车载功能考虑不足,特别是涉及到安全方面更需要加强,运算能力不是问题


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