一文讀懂自動駕駛域控制器

關注回複“資料”，領取特斯拉專利技術解析報告

你買了一個獨棟大别墅準備裝修，為了友善生活，你給每個房間都布設了多個頂燈、掃地機器人、空調等裝置，随着擺放的裝置越來越多，你發現每個裝置都有獨立的開關，每次使用這些裝置都要一個個去操作，非常不友善，随着更多裝置的購買，需要的開關也越來越多，想要打開一個裝置前還需要想一下對應的開關在哪裡，這就導緻每次使用裝置花的時間也越來越多，這時候你發現可以将每個房間的裝置的開關內建到一個控制台，給對應的裝置開關進行标注，在需要使用這些裝置的時候可以直接通過這個控制台來控制對應裝置，不僅友善，也更加便捷。

如房間裝修加設的裝置越來越多，對應開關越來越多，尋找對應開關所需時間和精力也越來越多類似，在汽車智能化、網聯化的發展趨勢下，原來基于ECU的分布式汽車電子電氣架構也暴露出諸多問題和挑戰，傳統汽車的功能系統核心是ECU，智能功能的更新依賴于ECU和傳感器數量的累加，随着單車智能化更新的加速，汽車智能化功能如安全氣囊、防抱死系統、電動助力轉向、車身電子穩定系統、智能儀表、娛樂影音系統、動力電池管理系統等不斷疊加，配套線路的不斷複雜，原有智能化更新的方式面臨着研發和生産成本激增、算力不足、安全性降低等問題，如何保證資料處理和網絡安全最優化成為了難題。

為了解決這些問題，汽車域控制器的概念被提了出來，類似房間裝修将每個房間的開關內建到一個控制台，域控制器就是将原本互相孤立的ECU互相融合，通過一個或幾個“中央大腦”來操控全車的ECU與傳感器，讓很多功能類似但分離的ECU功能內建到一個比ECU功能更強大的處理器硬體平台上，域控制器的提出讓汽車智能化更新的研發成本逐漸降低，讓汽車智能化的落地加速成為現實。

與傳統汽車分布式電子電器架構，每個ECU都是通過CAN總線和LIN總線連接配接在一起，随着功能的疊加，整個系統就越來越複雜不同，內建化的域控制器處理方案，讓汽車電子網絡拓撲結構變得更為簡單。域控制器作為汽車運算、決策的中心，功能的實作主要依賴于主要晶片、軟體作業系統及中間件、應用算法等多層次軟、硬體的有機結合，主要可以分為域主要處理器、作業系統、應用軟體及算法等3個部分，域控制器的主要核心設計思想是平台化、高度內建、高性能和良好的相容性。

由于将多個ECU功能高度內建到一起，域控制器能極大降低開發成本和制造成本，加速汽車智能化發展，為了更好地實作不同功能的內建，域控制器的發展核心就是晶片計算能力的加快，可以讓公用資訊的系統元件，能在軟體中配置設定和執行，讓軟硬體分立，可實作以足夠的資源快速響應完成客戶需求，具備平台化、相容性、內建高、性能好等優勢。

和前文提到的房間裝修将每個房間的開關內建到一個控制台類似，域控制器的設計也會有多個劃分，不同主機廠會由于設計理念的不同，将汽車的主體功能劃分為幾個不同的域。如BOSCH将汽車劃分為動力域、車身域、底盤域、座艙域和自動駕駛域，這也是最經典的五域集中式電子電器架構，有些廠家則會在五域集中式電子電器架構的基礎上進一步融合，将動力域、車身域、底盤域內建到車控域控制器，建構車控域控制器、智能駕駛域控制器、智能座艙域控制器三域集中式電子電器架構，如大衆的MEB平台及華為的CC架構主要采取三域集中式電子電器架構。五域集中式電子電器架構較為完備的內建了L3及以上級别自動駕駛車輛所有控制功能。

動力域：即安全域，是一種智能化的動力總成管理單元，主要用于動力總成的優化與控制，在電動汽車中主要是指電驅和電控系統的內建化，同時兼具電氣智能故障診斷、智能節電、總線通信等功能。

車身域：車身域主要是将分散化的功能組合逐漸過渡到內建所有車身電子控制功能，全車身如刹車燈、尾門鎖等裝置的控制內建化到一起，可以有效降低整車重量，降低各部件的控制成本。

底盤域：底盤域主要是和汽車的行駛相關，是行駛系統、傳動系統、轉向系統和制動系統的內建，主要負責汽車各驅動部件的連接配接、動力傳輸、轉向、制動等功能，是汽車作為出行工具的主要控制域，底盤域的發展也是自動駕駛汽車能否落地的關鍵因素。與動力域類似，底盤域内所涉及的控制系統大多都具備較高的安 全等級要求，需要符合 ASIL-D 安全等級（ASIL 系列中最高安全等級）。是以底盤域亦具備着較高的行業門檻，目前多數底盤域控制器仍處于實驗室階段。

座艙域：座艙域主要負責汽車座艙電子系統功能，內建了包括智能座艙如組合儀表、中控大屏、擡頭顯示等功能，不同于傳統座艙由幾個分散子系統或單獨子產品等組成，座艙域需要具備卓越的處理性，可以将多屏關聯、多屏駕駛等複雜智能座艙功能成為現實；

自動駕駛域：自動駕駛域需要具備多傳感器融合、定位、路徑規劃、無線通訊、決策控制、高速通訊等能力，自動駕駛域需要外接如毫米波雷達、雷射雷達、車載攝像頭、慣性導航等硬體裝置，進而實作自動駕駛的感覺、決策能力，其核心是晶片的處理能力，最終目标是實作自動駕駛的算力需求，簡化裝置，提高自動駕駛系統的內建度。自動駕駛域也是負責汽車在自動駕駛狀态下底層核心資料、聯網資料的安全保障工作，是推動L3及以上更高等級自動駕駛的核心部件。

随着域控制器的發展，其優勢也逐漸凸顯，域控制器的發展對算力需求的要求也逐漸提高，也推動着域控制器和晶片的發展，從分布式的電子電器架構轉為集中式的電子電器架構，域控制器的出現，将需要多個ECU完成的功能，內建到一個域控制來實作，讓汽車各部件的控制變得更加高效。域控制器的發展也讓汽車各部件的功能更加內建化，通過一個大腦來控制汽車的功能，可以讓資料的傳輸更加高效，汽車各部分的系統更加互聯。

在自動駕駛領域，主要的競争核心就是座艙域和自動駕駛域，自動駕駛的實作也主要依托于這兩個域控制的技術提升，內建化的控制終端可以讓自動駕駛的商業化落地程序更快。現階段域控制器的發展已久面臨着一些軟體與技術層面的難題，且在量産過程中還面臨着技術工程化要求高、開發周期短、供應鍊保障難等多方位的挑戰，但域控制器無疑是未來自動駕駛落地的良好解決方案，對于域控制器，你怎麼看？歡迎關注智駕最前沿，并留言交流。

-- END --