來源：焉知智能汽車 作者：東曉一家
因為要預備一個關于“汽車多域融合”的知識分享，終于想起要複習下公司的智能汽車架構SVA（Smart Vehicle Architecture）的學習資料，整理下可以對外分享的部分做個系列，也算是理清思路吧。第一篇就從展示汽車軟體架構演變曆史的路線圖開始吧（材料來源于2020/3/10的《安波福智能汽車架構白皮書》，有興趣的小夥伴焉知官網可自行下載下傳），廢話少說先上圖——
翻譯一下上圖可以得出下表—：
| 時期 | 構成 | 說明 |
| 曆史 | 功能（Function） | 每輛車50-100個分布式ECU |
| 今天(2020) | 域（Domain） | 通過域集中支援增量功能 |
| 近期(2020-2025) | 區域（Zone） | 通過智能區域控制和管理降低複雜性 |
| 2025之後 | 軟體定義（Software Defined） | 使軟體能夠獨立于底層硬體定義新功能 |
圖中可見，汽車軟體現在所處的2022正處在從“域（Domain）”向“區域（Zone）”演變的過程中，涵蓋平時中文裡提到的各種“域控制器”——“動力域”、“底盤域”、“智能座艙域”、“自動駕駛域”、“車身域”等，都在從“域（Domain）”向“區域（Zone）”演變。
“Customer（客戶）、Industry（行業）和Government（政府）三大方面，是設計限制的主要來源，是在SYS.1需求提取從源頭上就應該關注的”。平日我們考慮的Stakeholder （利益相關者）往往都是從人的角度考慮，其中的Industry（行業）次元，提醒我們需要從機器的角度正視不同域之間的協同（如資料互動）與競争（如資源占用）關系。而正是汽車架構演變到了現在這個階段， 車輛中不同功能有了更多互動成了某種意義上的Stakeholder （利益相關者）關系，于是乎“多域融合”便逐漸近期行業熱點。
既然提到了“多域融合”，那就看看智能汽車架構SVA中是如何實作的，簡單地說，如下圖中央汽車控制器CVC（Central Vehicle Controller）如同計算機中的CPU、與開放式伺服器平台OSP（Open Server Platform）構成了中心，連接配接各個區域（ZONE 1 / ZONE 2 / ZONE 3），實作整車各域軟體功能的融合。
要進一步了解還是建議先閱讀《安波福智能汽車架構白皮書》，由于原文沒有翻譯，個人簡單整理中文版拷在下面僅供參考（非官方）。
智能汽車架構
建構下一代汽車的可持續方法
近幾十年來，汽車行業推出了一系列前所未有的電氣和電子創新，從氣囊等被動安全功能到沉浸式使用者體驗和資訊娛樂，以及自動緊急制動等主動安全功能。
每項新的創新都需要有自己的電子控制單元（ECU），它有自己的電源、自己的處理、自己的資料和自己的連接配接。每項功能的硬體都有自己的布線，增加了複雜性，占用了空間，增加了車輛的重量。
這種方法幾乎不能滿足當今功能豐富的汽車的需求，并且肯定不會随着行業向全自動駕駛方向發展而擴充，這是它曾經設想過的最複雜的挑戰。我們需要的是一種新的車輛架構，它可以簡化設計、集中計算能力并優化電氣/電子内容、元件和功能。
對于汽車行業來說，這是一個激動人心、充滿活力的時代。軟體、計算和傳感器的進步使先進安全系統在實作完全自主駕駛的道路上實作了廣泛的創新。消費者越來越頻繁地要求提供安全、舒适和友善的新功能。消費者偏好、法規的收緊和電池成本的提高正在推動該行業轉向電動汽車。5G和其他無線技術正在創造機會，提供比今天連接配接更緊密的車輛。
當然，挑戰在于所有這些趨勢都是同時發生的。車輛底盤内的空間是有限的，客戶的錢包也是有限的。繼續為每個新功能添加新ECU的傳統方法是不可持續的，因為每個功能都需要自己的電源、自己的處理、自己的資料和連接配接。它無法擴充，而且太複雜。
OEM意識到了這一點。他們發現，傳遞客戶特性和功能的增量整體方法在車輛生命周期的所有階段都帶來了難以管理的複雜性。在開發階段，市場速度對競争力至關重要，複雜性增加了開發時間。而單一的開發方法，即軟體和硬體密不可分地聯系在一起，限制了重用，并使任何工程更改都很困難。在制造和裝配階段，複雜性導緻元件難以手動裝配，也不适合自動化。在後期生産階段，複雜性降低了在車輛使用壽命内更新功能的能力。
我們需要的是一種更簡單的方法：為電氣和電子系統設計一種新的車輛架構，從頭開始，為今天功能豐富的車輛以及未來高度自動化的車輛設計。
原理
為了應對這些挑戰并為未來做好準備，Aptiv開發了智能車輛架構™. SVA公司™ 展現了具有三個主要目标的車輛級設計理念。架構必須：
- 降低複雜性。通過簡化車輛内的硬體和軟體拓撲，SVA減少了目前啟用各種功能所需的許多不同ECU之間的互相依賴性。
- 統一各種應用程式。SVA将來自車輛多個不同領域的軟體整合在一起，以解鎖新功能并改進生命周期管理。
- 授權 OEM。SVA使 OEM能夠完全控制定義其車輛使用者體驗的軟體，并随着時間的推移增強該功能。
SVA通過三個基本原則實作了這些目标，這三個原則将該方法與當今的體系結構區分開來。
第一，SVA将軟體從硬體中抽象出來。雖然這種分離在當今的大多數IT平台上已經很常見，但這一概念現在在汽車行業正獲得發展勢頭。将軟體與硬體分離允許軟體的連續釋出周期。正如當今智能手機上的應用程式定期接受增量更新和改進一樣，汽車中的軟體應該能夠比其運作的硬體更新更頻繁。這種分離還允許開發者在将軟體移動到不同平台時更容易地重用軟體，而不是移植軟體。
第二，SVA将輸入/輸出（I/O）與計算分離。也就是說，該體系結構将所有實體連接配接帶到外圍傳感器和裝置，并将此功能放置在與域控制器中的計算機分離的區域控制器中。一個類比是筆記本電腦的擴充底座。所有的外圍裝置——鍵盤、滑鼠、列印機等等——都可以插入擴充底座，這樣筆記本電腦就可以輕松地進出。在配備SVA的車輛中，區域控制器向傳感器和其他裝置提供電源和資料連接配接，隻需與域控制器進行主幹連接配接。這種方法提高了可擴充性并降低了實體複雜性。
第三，SVA“伺服器化”計算。一旦輸入/輸出與計算分離，該方法可以根據需要在各種軟體應用程式之間動态地配置設定載體中的計算資源，就像雲計算模型一樣。具有SVA的車輛可以根據優先級和需要為應用程式配置設定必要的計算能力、RAM、圖形處理等。伺服器化甚至可以允許在實體上獨立的域控制器之間共享資源，是以它們可以作為一個整體進行邏輯操作。此外，該方法支援混合臨界；也就是說，例如，需要更多處理能力的關鍵安全功能優先于不太關鍵的功能，例如資訊娛樂。
實體元件
伺服器在三個服務層提供價值——基礎設施、平台和軟體（見圖1）——這些層影響SVA在車輛中的實體表現。該體系結構的實體布局帶來了額外的好處，例如自動組裝的設計、對備援電源和資料的支援以及電氣化。
基礎元件包括：
- 高壓母線。它們直接位于電池上，在整個電動汽車中提供電力。其平坦的外形和半剛性特性使其更容易包裝到車輛中。
- 對接和鎖定™ 系統。這個基座連接配接到車輛的地闆上，并提供了一個基座，機器人可以将建築的所有其他中心元素連接配接到該基座上。
- 統一電源和高速主幹。該主幹将電力傳輸到架構的每個元件。它還聚合了車輛内的所有資料通信。當需要時，它甚至可以通過雙環拓撲輕松高效地支援備援。
與主幹相連的是駐留在中央計算叢集中的元素，包括：
- 安全連接配接網關（SCG）。這是SVA主要制器和車身主要制器。它控制與喚醒系統相關的關鍵功能，以及通過無線連接配接進出車輛的資料流。
- 開放伺服器平台。這些域控制器運作實作進階安全功能和艙内使用者體驗所需的軟體。它們還能夠動态共享計算資源，提供改進的性能和經濟高效的備援。
- 電力資料中心。這些是區域控制器，是連接配接所有傳感器和外圍裝置的“擴充底座”。根據車輛的配置，可能有兩到六個PDC，不同的變體有助于适當地擴充性能。
- 推進和底盤控制器。該控制器提供任務關鍵型發動機管理（用于内燃機）或電池管理系統（用于電池電動汽車），以及所有底盤功能，如轉向和制動。
SVA如何降低成本
随着 OEM繼續擴大其車輛的功能和智能，這種車輛軟體架構和實體結構的方法代表了合乎邏輯的未來狀态。但消費者也必須能夠支付。好消息是，通過降低複雜性，SVA有效地降低了車輛生命周期所有階段的總體擁有成本：開發、制造和後期生産。
開發
在汽車行業，目前的開發方法是非常線性的。在概念階段之後，開發人員必須等待目标硬體來了解軟體将如何在該系統上運作。然後，在軟體完全編碼後，必須對其進行測試和驗證，這可能需要很長時間。
SVA允許開發人員完全獨立于底層硬體建立軟體。它定義了硬體性能類，使內建商能夠組合不同的軟體應用程式，然後針對所選的硬體類驗證其性能。開發人員不必知道軟體将在哪個裝置上運作——他們隻需定義軟體最佳運作所需的硬體性能級别。隻要硬體滿足硬體類的規範，軟體就可以使用它。
SVA以靈活方法中使用的疊代開發技術為線索，允許開發人員動态上傳更新。測試和驗證變得更容易管理，開發人員可以更快地進入市場，擁有更豐富的功能。
綜合起來，Aptiv估計這些技術将系統內建和測試成本降低75%，保修成本也降低75%。
制造
SVA還在兩個重要方面降低了制造階段的成本。
第一種是通過上內建。如今，功能分布在整個車輛的多個ECU上。當這些整合到一組較小的域控制器中時，車輛能夠卸下多個微控制器、多個電源、多個外殼和銅線，同時保持甚至提高計算能力。這使得線束的重量減少了20%，計算的重量和包裝空間減少了20%。
第二種降低成本的方法是直接減少勞動力。例如，由于PDC簡化了實體複雜性并直接連接配接到傳感器，是以線束可以限制在2.5米或更少，這意味着我們的客戶隻需要一到兩個人來安裝它們。相比之下，安裝當今最複雜的架構需要10人或更多的人， OEM可以節省50%的勞動力成本。
此外，由于SVA利用了剛性主幹和區域線束以及Dock&Lock連接配接系統，是以SVA可以實作最進階别的自動化，進一步降低勞動力成本，并滿足這些先進特性和功能需求日益嚴格的品質門檻值。
資産保護
在SVA中，傳感器智能和處理能力集中在車輛的乘客艙中，而不是像今天一樣分布在傳感器本身。這有助于降低系統總成本以及傳感器元件的成本，進而降低與涉及這些傳感器的輕微事故相關的成本，進而降低保險成本。
後期制作
即使在車輛離開工廠後，SVA仍在繼續降低成本。有了從硬體中抽象出來的軟體，汽車制造商可以建立一個認證軟體庫——實際上是汽車的“應用商店”。這些應用程式可能包括OEM、Aptiv甚至第三方開發的軟體。随着時間的推移，該庫可能會擴充到新的功能或允許對現有應用程式進行更新。
車輛制造商和軟體開發人員可以使用空中傳送（OTA）更新在整個生命周期内更新車輛中的軟體。車輛通過Aptiv SCG接收這些更新，該SCG在新代碼驗證後，然後在車輛可以安全更新的适當時間更新車輛中的其他系統。這通過解決問題而不必去經銷商處來降低保修成本，并提高品牌忠誠度和客戶滿意度。
對于 OEM來說，這一能力創造了軟體重用的潛力，實作了無限數量的車輛特定軟體建構，并幾乎消除了與車型年更新相關的軟體維護成本。
第一步
SVA是一種整體車輛級架構方法，但它允許 OEM采取增量步驟來實作。第一步或“建構塊”通常是實施域控制器，以上內建和擴充目前分布在車輛中的一些計算，特别是對于進階安全或資訊娛樂等領域。下一個主要步驟是使用區域控制器将實體複雜性分解為更易于管理的區域，同時進一步推動分布式ECU的內建。從那裡，OEM可以轉向具有抽象和動态計算配置設定的伺服器架構。
有了這些部分，OEM就擁有了SVA的建構塊，并将能夠利用其能力，通過一個軟體定義的架構實作進階功能和高度自動化，該架構在未來很長時間内是可持續的。