汽车电子电气架构演进：机遇与挑战并存
汽车电子电气架构演进：机遇与挑战并存
最近，汽车电子电气架构的迭代成为行业热点，各大MCU厂商纷纷推出高性能MCU产品。本文将探讨汽车电子电气架构的演进方向及其面临的挑战。
1. 电子电气架构概述
这张图在相关文章中经常出现，但确实非常经典。汽车电子电气架构的演进，最根本的原因在于满足人们日益增长的对汽车智能化、舒适化的需求。目前，汽车上的代码量已经超过1亿行，正向2亿行迈进。如果继续沿用传统的电气架构，将会带来巨大的ECU和布线成本。因此，需要不断优化汽车整车电子电气架构来降低成本，同时保障软件功能能够不断迭代。
当前，OEM定义的电子电气架构基本处在域控和域控+车身部分集中的阶段：
例如，座舱域、智驾域、动力域、车身域等都处于这个阶段。但这种架构也有其局限性，以动力域为例，它需要在整车四轮布线，并通过中央网关进行数据交互，成本较高。
为了解决这一问题，提出了跨域融合、车云计算等架构：
在这些架构中，X-Domain不是以功能为导向的ECU，而是将功能集中融合到一个或少数几个ECU中。从软件角度来看，整体发展趋势是将车辆的功能配置转向面向服务的体系结构（SOA），功能变得标准且模块化。
下一代电子电气架构带来的好处包括：
- ECU个数的BOM成本减少
- 整车线束减少
- 简化OTA升级
- 执行器能够更精确控制
2. 下一代架构面临的挑战
虽然新一代架构有诸多优点，但在实际推行中仍面临不少挑战。
2.1 如何实现功能融合
要实现跨域融合，最直接的方式是将不同功能融合到同一个ECU中，这需要高性能的SoC和MCU的支持。然而，对于已经量产并经过充分认证的各控制器软件来说，它们希望新架构对其影响降到最低。换句话说，即使在新架构下，各控制器软件的开发者（无论是OEM自研还是Tier1）仍然希望独享ECU的全部资源。
为了解决这一矛盾，下一代MCU提出了虚拟化的概念：
上图显示了4个真实物理ECU被优化为4个虚拟ECU融合进一个ECU中，这也将重塑OEM和供应商之间的开发生态。
2.2 整车通信的限制
随着功能的集中和融合，整车通信的复杂度和数据量将大幅增加。如何在保证通信效率的同时，确保系统的稳定性和可靠性，是一个巨大的挑战。
2.3 如何保证融合ECU的功能安全和信息安全
随着功能的集中，单个ECU的失效可能会影响多个系统，因此如何保证功能安全成为了一个重要课题。同时，随着汽车智能化程度的提高，信息安全问题也日益凸显，如何防止黑客攻击，保护用户隐私，是下一代架构必须解决的问题。
3. 小结
本文主要讨论了当前电子电气架构的特点以及未来架构的发展方向，并简述了即将面临的挑战。下一篇文章将继续探讨这些挑战的具体解决方案。