域集中式架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)有哪些

在電子化和智能化發(fā)展的需要下，傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)逐漸進(jìn)化為域集中式架構(gòu)，“域”和“域控制器”產(chǎn)生。域控制器最早由博世、大陸、德爾福等 Tier1廠商提出，通過利用處理能力更強(qiáng)的多核 CPU/GPU 芯片，引入以太網(wǎng)并將分散的 ECU 集成為運(yùn)算能力更強(qiáng)的域控制器來相對(duì)集中地控制每個(gè)域，從而解決分布式架構(gòu)存在的成本、算力等局限性。

域集中式架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)主要包括：

1）域集中式架構(gòu)可以節(jié)約成本、降低裝配難度。在分布式架構(gòu)中，隨著 ECU 數(shù)量增加產(chǎn)生的大量?jī)?nèi)部通信需求，導(dǎo)致線束成本增加并加大裝配難度；而域集中式架構(gòu)將傳感與處理分開，傳感器和 ECU 不再一對(duì)一，管理更便捷，有效減少了 ECU 和線束的數(shù)量，從而降低硬件成本和人工安裝成本，同時(shí)更有利于部件布局。

2）域集中式架構(gòu)可以提高通信效率，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，便于整車 OTA 升級(jí)。分布式架構(gòu)中，來自不同供應(yīng)商的 ECU 的軟件開發(fā)框架和底層代碼不同，導(dǎo)致冗余，并提高維護(hù)和 OTA 統(tǒng)一升級(jí)難度；而域集中式架構(gòu)做到對(duì)各 ECU 進(jìn)行統(tǒng)一管理與信息交互，統(tǒng)一軟件底層開發(fā)框架，從而便于未來的 OTA 升級(jí)和拓展功能的實(shí)現(xiàn)。

3）域集中式架構(gòu)能進(jìn)一步集中算力，減少冗余。分布式架構(gòu)中的各個(gè) ECU 之間算力無法協(xié)同，相互冗余，產(chǎn)生極大浪費(fèi)。而域控制架構(gòu)將原本分散的 ECU 進(jìn)行算力集中，統(tǒng)一處理數(shù)據(jù)，減少算力冗余，更能滿足高階自動(dòng)駕駛對(duì)于算力的高要求。

基于功能集中分區(qū)，博世等傳統(tǒng) Tier1將汽車電子控制系統(tǒng)分為動(dòng)力域（安全）、底盤域（車輛運(yùn)動(dòng)）、座艙域（娛樂信息）、自動(dòng)駕駛域（駕駛輔助）和車身域（車身電子）五域。

動(dòng)力域用于動(dòng)力總成的優(yōu)化與控制，同時(shí)兼具電氣智能故障診斷、智能節(jié)電、總線通信等功能。動(dòng)力域控制器是一種智能化的動(dòng)力總成管理單元，借助 CAN/FLEXRAY 實(shí)現(xiàn)變速器管理，引整管理電池監(jiān)控交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)。其優(yōu)勢(shì)在于為多種動(dòng)力系統(tǒng)單元（內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)、電池、變速箱）計(jì)算和分配扭矩、通過預(yù)判駕駛策略實(shí)現(xiàn) CO2減排、通信網(wǎng)關(guān)等，主要用于動(dòng)力總成的優(yōu)化與控制，同時(shí)兼具電氣智能故障診斷、智能節(jié)電、總線通信等功能。底盤域?qū)⒓烧囍苿?dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關(guān)的控制功能，實(shí)現(xiàn)一體化控制。

傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪，可以分為機(jī)械式、液力式和電力等；行駛系統(tǒng)把汽車各個(gè)部分連成一個(gè)整體并對(duì)全車起支承作用；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)保證汽車能按駕駛員的意愿進(jìn)行直線或轉(zhuǎn)向行駛；制動(dòng)系統(tǒng)迫使路面在汽車車輪上施加一定的與汽車行駛方向相反的外力，對(duì)汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)，其功能是減速停車、駐車制動(dòng)。底盤域可在傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)中集成多種功能，較為常見的有空氣彈簧的控制、懸架阻尼器的控制、后輪轉(zhuǎn)向功能、電子穩(wěn)定桿功能、轉(zhuǎn)向柱位置控制功能等。若提前預(yù)留足夠的算力，底盤域?qū)⒓烧囍苿?dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關(guān)的控制功能，實(shí)現(xiàn)一體化控制。實(shí)現(xiàn)底盤域的功能，需要實(shí)現(xiàn)底盤域驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向算法的集成。

智能座艙域?qū)?HUD（抬頭顯示）、儀表、車載信息娛樂等座艙電子集成，實(shí)現(xiàn)“一芯多屏”。智能座艙的構(gòu)成部件主要包括全液晶儀表、大屏中控系統(tǒng)、車載信息娛樂系統(tǒng)、抬頭顯示系統(tǒng)、流媒體后視鏡等，座艙域控制器通過以太網(wǎng)/MOST/CAN，實(shí)現(xiàn)抬頭顯示、儀表盤、導(dǎo)航等部件的融合，不僅具有傳統(tǒng)座艙電子部件，還進(jìn)一步整合智能駕駛ADAS 系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng) V2X 系統(tǒng)，從而進(jìn)一步優(yōu)化智能駕駛、車載互聯(lián)、信息娛樂等功能。智能座艙域可以實(shí)現(xiàn)“獨(dú)立感知”和“交互方式升級(jí)”。一方面，車輛具有“感知”人的能力。另一方面，車內(nèi)交互方式從僅有“物理按鍵交互”升級(jí)至“觸屏交互”、“語音交互”、“手勢(shì)交互”并存的狀態(tài)，體驗(yàn)感更好。

自動(dòng)駕駛域能夠使車輛具備多傳感器融合、定位、路徑規(guī)劃、決策控制、圖像識(shí)別、高速通訊、數(shù)據(jù)處理的能力。自動(dòng)駕駛域通常需要外接多個(gè)攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等等車載傳感器來感知周圍環(huán)境，通過傳感器數(shù)據(jù)處理及多傳感器信息融合，以及適當(dāng)?shù)墓ぷ髂Ｐ椭贫ㄏ鄳?yīng)的策略，進(jìn)行決策與規(guī)劃。域控制器的輸入為各項(xiàng)傳感器的數(shù)據(jù)，所進(jìn)行的算法處理涵蓋了感知、決策、控制三個(gè)層面，最終將輸出傳送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，進(jìn)行車輛的橫縱向控制。自動(dòng)駕駛域所集成的功能基本不涉及機(jī)械部件，且與座艙域交互密切，并和智能座艙域一樣需要處理大量數(shù)據(jù)，對(duì)算力要求較高，因此需要匹配核心運(yùn)算力強(qiáng)的芯片，來滿足自動(dòng)駕駛的算力需求，簡(jiǎn)化設(shè)備，大大提高系統(tǒng)的集成度。