随着“新四化”的发展,汽车已逐渐成为了一个高度智能化和互联化的产品,车内的电子设备数量和复杂度不断增加。面对此趋势,汽车制造商和供应商需持续推进汽车电子技术的创新和升级,以提供更加智能、便捷和安全的汽车产品。在此过程中,电子电气架构(EEA)的规划和实现尤为重要。随着软件定义汽车的兴起,新型EEA架构的开发和验证业务也逐渐成为了汽车行业的热点。 为了适应“软件定义汽车”、“软件驱动创新”等需求,我们推出面向新型汽车电子电气架构的规范、开发及验证业务的系列公众号文章,致力于为行业提供全方位的电子电气架构技术服务,推进汽车智能化发展,促进行业升级。 为实现整车及其各子系统层面上的功能及特征,须由汽车电子电气架构把各类传感器、 电子控制单元(ECU)、执行器、线束拓扑、电子电气分配设计整合在一起,协调完成数据传输、逻辑运算、能量协调及信息处理。 EEA普遍由功能规范、功能/软件架构、网络架构及组件拓扑架构4方面构成(如图1)。 1.功能规范定义了系统不同等级的功能及特征。具体可体现为功能清单或特性列表,及功能的前提条件(如触发条件、关闭条件、完成标志性指令等); 2.功能/软件架构按信息传递模块将功能分为功能块。如传感器、计算单元、执行器组件等,其中,功能块应满足联动协调上述组件所需的软件运行环境及输入/输出接口定义,及模块间交互的数据信息簇划分; 3.网络架构包含信息传输(物理、安全交换、安全传输等层面)、电源、组件架构及线束部分。其中、传感器、执行器的电源可能由CPU导线提供,而不必和电源分配器连接; 4.组件拓扑架构描述了涉及的硬件单元的结构空间(节点、节的连接点、分离点等)及导线布置及约束条件(如安全性、电磁兼容性、线束长度区间)。 图1. 汽车电子电气架构分层组成概览图 传统汽车EE架构为分布式架构,通常以单个ECU为单位,实现某大类集成化的功能模块。然而,为适应市场及用户日益增长的功能要求,实现更复杂、更智能化的功能开发设计,基于此分布式架构,整车ECU数量也需大幅提升,给系统费用、安全稳定和部署现实带来了巨大难度与风险。此外,传统EE架构普遍由CAN/FD、LIN、FlexRay等低速总线实现协同ECU间进行点对点面向“信号”的通信,通信载荷受限,难以完成高频交互、高同步、高精确、低延时的大数据量处理及传输。 而新型架构——面向服务的电子电气系统架构(SOA),与高性能计算平台(如“域控制器”、“云端控制器”等)相结合(如图2),可基于松耦合的服务机制和高速高带宽的多层以太网传输协议,开发标准化服务接口,具备可扩展服务应用的特性。 具体来讲, - 其可在域控制器上的复杂软件可在服务层上进行模块化更改,而无需替换整个软件; - 总线网关被高性能计算机(HPC)取代以托管高级逻辑; - 域间由以太网进行通信连接。 面向快速发展的汽车产业,SOA EE架构增加了系统的灵活性和可扩展性,使得更迅速的需求更新和软件发布迭代成为可能。SOA EE架构将成为“软件定义汽车”、“用户选配功能”、“数据驱动服务”、“需求驱动创新”的技术基础(如表1)。 图2 . 汽车电子电气架构发展概览图 表1. 新型SOA EE架构与传统分布式架构区别 中汽智联技术有限公司作为中汽数据旗下科技企业,致力于为汽车行业提供智能网联、智能驾驶等方面的解决方案和技术服务,在自动驾驶相关研发及验证领域拥有丰富的实践经验,已与多家知名汽车制造商及相关企业合作,助力中国汽车行业向“智能化”转型升级。 中汽智联依托于行业机构的优势地位(为ASAM中国工作组运营单位、IAMTS副主席单位、ISO自动驾驶相关标准牵头单位、ISO21111道路车辆车载以太网起草组参与单位、中汽智盟CAICV电气信息架构与网络(EEiN)工作组成员单位)和丰富的工程服务经验,基于整车及汽车系统零部件研发及验证V-A流程,面向SOA EE架构,为客户提供面向SOA新型电子电气架构的正向研发验证、及相关技术及标准规范咨询拓展服务。从标准规范解读到设计开发、从需求分析到测试验证、从模型开发到系统部署等多个环节,帮助客户构建及高效、灵活和可扩展的电子电气系统架构(如图4)。 遵循整车EE研发验证V流程 EE功能定义及组件分解设计 EE架构设计协议栈实现 EE功能及网络架构设计 面向服务的诊断(SOVD)标准解读 SOA中间件通信规范解读及标准用例撰写 SOME/IP(基于IP的可扩展面向服务中间件)协议栈测试验证 TSN(时间敏感网络)开发及验证 DDS(数据分发服务)开发、协议一致性、及功能验证 以太网仿应用层一致性验证及SOA功能验证 作为拥有丰富项目经验和实践能力的技术服务型企业,中汽智联将与行业企业合作,共同推动汽车电子技术的发展。我们将继续深入探讨及把握面向服务的新型电子电气架构的演进方向、汽车电子系统的规范更新及电子电气系统开发验证方法的更新迭代,为客户提供全方位的技术支持和解决方案,帮助客户在竞争激烈的市场中保持竞争力和创新能力。我们期待为汽车行业的未来发展做出更多的贡献。 中汽智联电子电气架构业务联系人 戴冕 |
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