近些年來伴随着應用計算機(微處理機)和內建電路的成果在汽車工業的廣泛應用，汽車正逐漸從機械産品屬性向電子産品屬性演化！而目前正在轟轟烈烈進行的汽車“新四化”浪潮将催生汽車電子技術在資訊通訊、電子電氣架構、軟體架構、處理器和傳感器等五個方面發生變革。
1、汽車總線通訊從CAN總線向汽車以太網發展
汽車總線技術解決各個控制器之間資訊互動問題，目前汽車總線技術以CAN總線為主，LIN總線為輔，CAN總線具有多主仲裁的特點，但是它在每個時間視窗裡隻能一個節點赢得控制權發送資訊，其他節點都這個時候都要變為接收節點，是以CAN總線隻能實作半雙工通訊，最高傳輸速度1Mbps（40m）。為了獲得更大的傳輸速度，BOSCH，freescale等公司開發了Flexray總線用作線控系統的資料傳輸，寶馬、戴姆勒公司開發了MOST （多媒體傳輸系統）總線用作娛樂系統資料傳輸。
各類總線的成本和帶寬
但随着汽車“新四化”的發展，ECU數量，ECU的運算能力需求都呈現爆發式增長，尤其是ECU與ECU之間對全雙工通訊有了強烈需求，繼續使用CAN總線連接配接不僅将造成汽車電子系統成本大增，更無法滿足高性能處理器實時高速雙向資料互動的需求。
車載以太網使用單對非屏蔽電纜以及更小型緊湊的連接配接器，使用非屏蔽雙絞線時可支援15m的傳輸距離(對于屏蔽雙絞線可支援40m)，這種優化處理使車載以太網可滿足車載EMC要求。可減少高達80%的車内連接配接成本和高達30%的車内布線重量。100M車載以太網的PHY采用了1G以太網的技術，可通過使用回聲抵消在單線對上實作雙向通信，滿足智能化時代對高帶寬的需求。
應用回聲抵消技術在一對雙絞線上實作全雙工通訊
車載以太網短期内無法全部取代現有CAN網絡，其在汽車行業上的應用需要一個循序漸進的過程，大緻可分為 3 個階段：局部網絡階段、子網絡階段、多子網絡階段。
局部網絡階段，可單獨在某個子系統上應用車載以太網技術，實作子系統功能，如基于 DoIP 協定的 OBD 診斷、使用IP 協定的攝像頭等；
子網絡階段，可将某幾個子系統進行整合，建構車載以太網子系統，實作各子系統的功能，如基于 AVB 協定的多媒體娛樂及顯示系統、ADAS 系統等；
多子網絡階段，将多個子網絡進行整合，車載以太網作為車載骨幹網，內建動力、底盤、車身、娛樂等整車各個域的功能，形成整車級車載以太網絡架構，實作車載以太網在車載區域網路絡上的全面應用。
未來汽車網絡架構，以太骨幹網、域控制器是核心
2、整車電子電氣架構由分布式向集中式發展
為了統籌考慮汽車的電子電氣系統原理設計、中央電器盒的設計、連接配接器的設計、電子電氣配置設定系統等設計，德爾福公司首先提出了整車電子電氣架構（EEA）的概念。傳統的電子電氣架構是一種分布式方案，根據汽車功能劃分成不同的子產品，如動力總成、資訊娛樂、底盤和車身等。這種分布式方案最大的特點是功能劃分明确，可以通過預先的設計來嚴格明确界限，所有曆史工作的繼承性也很強。由于劃分後的每個子產品相對獨立，如果需要做出改變，那麼選出一部分東西進行更新即可。然而，這種模式的缺點也很明顯，那就是容易導緻子產品太多且可控性不強。
随着汽車“新四化”的發展，分布式電子電器架構設計已經不能滿足需求。一方面現有的電子電氣架構在功能擴充性這一塊并不好，無法做到柔性相容，每增加一個新功能都需要增加一套ECU和通訊系統，随着ECU系統數量和品質的增加，由于是分布式計算，大量的運算資源被浪費了，由此産生的成本增加大約300-500美元，如果沿用目前的電子架構體系，産生的成本增加最少也是1000美元。另一方面是線束系統。一輛低端車的線束系統成本隻要大約300美元，重量大約30公斤，長度大約1500米，線束大約600根，1200個接點。而目前一輛豪華車的線束系統成本大約550-650美元，重量大約60公斤，線束大約1500根，長度大約5000米，3000個接點。如果沿用目前的電子架構體系，無人車時代的線束成本不會低于1000美元，重量可達100公斤。
傳統車的線束占了總成本的5%左右
為了降低整車成本，汽車電子電氣架構将由分布式向着集中式發展，其核心思想是用高性能的中央計算單元取代現在常用的分布式計算架構。奧迪将新架構命名為中央計算叢集（central computing cluster），而寶馬叫做中央計算平台（centralcomputing platform），Tesla在Model3上首次使用了左車身控制器，右車身控制器，自動駕駛及娛樂域控制子產品這三個控制器來控制整車電氣系統，實作了域控制器概念。在通訊技術更加先進的未來，車輛的控制系統将放在雲端，實作資料雲傳輸和雲控制，車輛硬體将簡化成一個傳感器和執行器，這樣可以在降低成本的同時無限增加車輛功能的可拓展性。總之，汽車電子電氣架構正圍繞一個強有力的通信架構和整車級計算平台這兩項内容而展開深度演化。
BOSCH對電子電氣架構的階段定義
3、汽車軟體架構由面向資料到面向服務發展
汽車軟體與硬體共同實作了汽車某項功能。為了使汽車行業的各種軟體能夠相容與協作開發，有利于提高汽車軟體的開發效率，歐洲汽車行業在20世紀90年代中期開發了一套用于汽車電子的開放式系統标準--OSEK／VDX，這是用于分布式實時控制系統的一組标準，核心部分包括作業系統(OS)、通信(COM)、網絡管理（NM）和OSEK實作語言(OIL)四個子标準。由于OSEK标準存不能支援在已經存在的硬體平台的基礎上實作新的功能，急需開發一套新的标準可以将軟體作為插件運作在電子控制單元上。
2003年全球汽車制造商、部件供應商及其他電子、半導體和軟體系統公司聯合建立了汽車開放系統架構（AUTOSAR）。AUTOSAR工作目标主要有三個：建立獨立于硬體的分層軟體架構，為實施應用提供方法論，包括制定無縫的軟體架構堆疊流程并将應用軟體整合至ECU，制定各種車輛應用接口規範，作為應用軟體整合标準，以便軟體構件在不同汽車平台複用。是以AUTOSAR整體架構為分層式設計，以中間件RTE(RuntimeEnvironment)為界，隔離上層的應用層（Application Layer）與下層的基礎軟體（Basic Software）。中間RTE(Runtime Environment)作為虛拟功能總線VFB（Virtual Functional Bus）的實作，隔離了上層的應用軟體層（Application Layer）與下層的基礎軟體（Basic Software），擺脫了以往ECU軟體開發與驗證時對硬體系統的依賴。另外AUTOSAR采用了靜态驅動系統，在軟體系統運作過程中，不同功能函數被事先定義好的排序檔案（Scheduling）依次調用、逐個運作。優點是資源配置設定問題被事先一次性解決，每個函數的具體運作區間亦被提前鎖定。這滿足了對行車安全有苛刻要求的功能函數運作需求，比如決定安全氣囊是否打開的功能函數被固定地每幾毫秒運作一次，以便緊急情況下氣囊得以及時打開。但它固定化的軟體架構限制了使用者個性化開發的需求，且無法支援線上更新和軟體疊代更新！
2017年3月AUTOSAR創立了适用Service Oriented Architecture的AdaptiveAUTOSAR标準。與經典平台相比，AUTOSAR自适應平台采用面向對象語言C++語言進行軟體開發 （經典AUTOSAR采用C語言），基于智能作業系統（POSIX OS， 例如Linux）進行APP的開發，使得它可以适應高性能微處理器（如ARM）和智能作業系統（如Linux）的智能互聯應用功能的開發。是以，在未來的車輛上在傳統應用如動力總成、底盤、車身和内部電子控制等仍将使用AUTOSAR經典平台，在新應用程式如高度自動化駕駛、V2X、空中軟體更新或網聯，将使用AUTOSAR自适應平台。
4、汽車電子控制器由MCU向AI仿真晶片發展
傳統汽車功能簡單，與外界互動較少，常為分布式 ECU，主要為等待指令、停機指令、空操作指令、中斷指令等各類控制指令，運算速度較低，其運算機關為 DMIPS（百萬條指令/秒）、且存儲較小，代表廠商如英飛淩、瑞薩、德州儀器、恩智浦、意法半導體等；智能網聯汽車，不僅需要與人互動，也需要大量與外界環境甚至雲資料中心互動，将面臨巨大非結構化資料處理需求，車端中央計算平台将需要 500+ DMIPS的控制指令運算能力、300+TOPS的 AI 算力。是以汽車晶片結構形式由 MCU 向 SOC 異構晶片方向發展。SoC 是一顆系統級晶片，由 CPU+GPU+DSP+NPU+各種外設接口、存儲類型等電子元件組成。SOC 較 MCU 內建程度更高，內建 AI 處理單元/音頻處理單元DSP/圖像處理單元GPU/ 深度學習加速單元 NPU 等，功能更複雜，片上互聯利于內建電路之間的高速互通互聯，資源利用效率更高。SOC 晶片上有豐富的軟體配套（工具鍊、編譯器等），提升了處理效率。車載SOC晶片代表産品如華為昇騰系列晶片、地平線征程系列晶片、寒武紀的MLU 系列晶片、特斯拉FSD等。
5、汽車傳感器向着融合智能的方向發展
傳感器在汽車上的應用越來越廣泛，随着汽車網絡化、資訊化發展，傳感器從傳統隻能檢測一個實體量逐漸發展為可以同時測量多種實體量，與微處理器相結合使傳感器具有資訊檢測、資訊處理、自學習能力等智能功能。
傳感器融合是指将安裝在各位置的多個相同種類或者不同種類的傳感器所提供的階段性資料進行綜合，采用程式軟體對其進行分析、判斷、過濾、修整，去除多個傳感器資訊之間存在的備援、沖突，并進行互補、修正，降低其不确定性，獲得被測對象确定的描述，最大限度提高系統的決策、規劃、反應的快速性和正确性，使系統獲得更充分的資訊。資料融合增強了系統的穩定性、精确性和健壯性，延展了搜尋範圍，提高了實時性或空間的分辨率，擴大目标特征的次元，加強了資訊的全面性、準确性，改善了資訊的可信度，增強了系統的防錯能力和自學習能力，同時也能夠解決資訊泛濫的問題，進而提高整個系統的性能。
奧迪A8自動駕駛系統搭載的各類融合傳感器
以上就是對汽車電子未來發展趨勢的看法，随着資訊技術不斷演化，汽車電子日益成為汽車變革的核心，誰抓住汽車電子的發展脈搏，誰就抓住了未來！在這場技術實力博弈中，哪些企業最終能夠脫穎而出，笑到最後，讓我們拭目以待！