本文對幾家主流智能汽車的架構設計概念進行了技術分析，并對幾種智能汽車的架構設計概念進行了評價。
智能汽車電子架構研究現狀
傳統分布式汽車電子電氣架構的設計 思想為硬體定義規格，硬體架構采用CAN總線網絡和分布式功能單元，單功能單控制器，軟硬體不能解耦，專用傳感，專用控制器，專用算法。傳統汽車電子電氣架構面對汽車“四化”的挑戰和需求難以支撐，汽車行業主要企業都給出了自己的解決方案，對未來智能汽車的電子電氣架構進行了思考，提出了新型的汽車電子電氣架構概念。
博世
博世作為整車Tire1供應商的重要代 表，提出了未來智能汽車電子電氣架構的 演進方向（圖 1）。從整個演進過程分為6個階段：分布式功能子產品、功能子產品合并、多域控制器架構、功能域逐漸融合階段、域融合終極階段汽車大腦，最後遠景雲端計算階段。
博世汽車電子電器架構的演進概念清晰指明了未來汽車電子電氣架構算力會逐漸集中化，最終會發展到雲端計算。目前架構主流處于功能子產品合并階段，正在朝多域控制器架構方向發展。
圖1 博世汽車電子電氣架構演進路線圖
聯合電子
聯合汽車電子有限公司面向未來智能汽車，設計開發了擴充型域控制器平台， 将于2020年實作量産。聯合電子設想未來汽車電子電氣架構分為三層（如圖2），頂層為雲服務平台，中層為計算與控制，下層标準化的執行器和傳感器。中層計算與控制包括五個功能域的主要和以太網主幹網、車載無線通訊共七個架構主要構成元素。聯合電子面向未來智能汽車的架構思路為集中式域控制器架構。
圖2：聯合電子未來汽車電子電氣架構
安波福
安波福提出了智能汽車架構的概念以适應自動駕駛的需求。針對未來的智能汽車電子電氣架構，安波福提出了“大腦”與“神經”結合的方案（如圖3）。其主要由三個部分組成，一是中央計算叢集， 二是标準電源和資料主幹網絡，三是電源資料中心。安波福的智能汽車架構關注三大特性，一個是靈活性，二個是生命周期内持續更新性，三是系統架構相對容錯性和健壯性。
圖3 安波福智能汽車架構
豐田
豐田面對智能網聯的新需求，豐田汽車設計了基于中央+地方（Central & Zone Concept）概念的電子架構（如圖4），主要包括三部分：汽車大腦或中控ECUs負責計算和資訊處理；跨區域通訊網絡以車載以太網為主幹網提供高帶寬通訊能力；跨區域控制器作為某區域的輸入輸出主要單元，建構汽車中央計算單元的神經網絡。
圖4 豐田中央/地方概念的電子架構
特斯拉
特斯拉最大的特點了是實作了“軟體定義汽車”，汽車向移動的智能終端進化。公開消息了解，特斯拉 Model 3的電子電氣架構隻有三大域：中央計算子產品（CCM）、左車身控制子產品（BCM LH）和右車身控制子產品（BCM RH）。其中中央計算子產品（CCM） 整合了資訊娛樂系統（IVI）、輔助駕駛系統 （ADAS/Autopilot）和車内外通信三部分。
特斯拉的電子架構通過中央計算子產品 (CCM) 對不同的區域控制單元及其部件進行統一管理，對傳統汽車電子架構進行了全方位的創新，實作了“軟體定義汽車”，加快了汽車産品疊代速度。該架構的好處顯而易見：算力集中化、服務附加值提升、内部拓撲結構簡化。
華為
世界智能網聯汽車大會上（2019），華 為輪值董事長徐直軍再次解讀了華為汽車業 務，也再次解讀了華為面向未來汽車的“計算+通訊”CC 架構（如圖5）。華為提出的CC架構采用分布式網絡＋域控制器的架構，将車輛分為三大部分：駕駛、座艙和整車控制，并推出了三大平台：MDC智能駕駛平台、 CDC智能座艙平台和VDC整車控制平台。該架構可做到軟體可更新、硬體可更換、傳感器可拓展。
圖5 華為L4級的自動駕駛汽車架構
分析以上6家智能汽車電子電氣架構，可以分類為3種：博世和聯合電子為基于功能域控制器的集中化架構；豐田和特斯拉為基于區域控制器和中央計算的架構；安波福和華為基于環形主幹網和多計算中心的架構。
智能汽車電子架構分析
對智能汽車進行需求定義是架構開發的第一步，為了科學合理的進行架構設計，需從客戶需求、發展趨勢、目标市場、法規需求等方面收集并分析。從幾方面分析未來智 能汽車電子架構基本需求包括高計算性能、 高通訊帶寬、高功能安全性、高網絡安全性、 軟體持續更新更新能力等。站在整車廠角度， 還需具備有效的變形管理，實作相同架構平台下車型譜系間硬體配置靈活多樣，具有很好的沿用性和平台公用性。以CAN總線網絡為基礎的架構已支撐汽車電子架構平台10年的功能需求，汽車網絡為了适應智能汽車的發展需要正面臨着技術的革新（表1）。
表1 智能汽車電子架構的主要需求彙總表
有效的電子電氣架構開發評估體系是確定架構開發更加科學合理的重要手段。對于架構的評估，一般從三個大的層面分析：首 先架構能否滿足使用者使用需求及未來可能的需求變化；其次架構能否實作車型開發成本最優；再次是兼顧使用者需求、開發成本最優的同時，能否滿足汽車本身性能配置。
本文從以下7個方面評估了上述幾種面向智能汽車的電子架構（表2）。
表2 智能汽車電子電氣架構評估表
随着汽車科技的進步，圍繞“四化”的需求越來越多，智能汽車電子架構将發生變革。面向未來智能汽車的基于功能域控制器 集中化的架構、基于區域控制器和中央計算的架構和基于環形主幹網和多域計算架構的方案都是可行方案。滿足L2/L3等級進階駕 駛輔助功能需求的集中化域的電子電氣架構将成為主流解決方案。在面向更高自動駕駛等級時，基于環形主幹網和多計算中心架構方案與其它兩種方案相比，在網絡安全，備援備份等方面更具優勢，在技術上也更具有挑戰性。
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