域控制器DCU(Domain Control Unit）的演进

域控制器DCU(Domain Control Unit）的演进

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_43178947/article/details/138535363

随着汽车电子化程度的不断提高，传统的ECU（电子控制单元）数量急剧增加，带来了复杂的设计和高昂的成本。为了解决这些问题，域控制器架构应运而生。本文将详细介绍域控制器DCU（Domain Control Unit）的演进历程，包括其背景、架构、功能域划分以及在各大汽车厂商中的应用现状。

ECU增多带来的挑战

ECU（Electronic Control Unit）是电子控制单元，也称“行车电脑”，是汽车专用微机控制器。一般ECU由CPU、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。ECU一般采用通用且功能集成，开发容易的CPU；软件一般用C语言来编写，并且提供了丰富的驱动程序库和函数库，有编程器，仿真器，仿真软件，还有用于calibration的软件。

ECU的功能也相对单一，基本上就是一个ECU实现一个主要的功能。比如车门控制，转向助力。它们也都有共同的特点，就是：有输入，有输出，里面还有个单片机。

最开始ECU是用于控制发动机工作，后来随着车辆的电子化发展，ECU逐渐占领了整个汽车，从防抱死制动系统、4轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统，到现在逐渐延伸到了车身各类安全、网络、娱乐、传感控制系统等。

随着车子电子化程度越来越高，尤其是自动驾驶、主动安全等功能的增加，车子的 ECU 会急速增加，基本上一辆车子里的 ECU 平均会达到 50-70 个，而现在一些电子结构复杂的车子，ECU 数量早就超过了一百。2005年的BMW 7系已经配别65个ECU。到了2010年，奥迪A8上使用的ECU数量超过了100个。

域控制器架构的解决方案

为了解决ECU数量过多带来的问题，汽车电子架构开始向域控制器架构演进。域控制器架构的主要特点包括：

1. 能够将传感与处理分开，传感器与ECU不再是一对一的关系。管理起来比较容易。
2. 可以适当集成化，减少ECU的数量，降低成本。
3. 平台的可扩展性更好。

域的内部组成和功能：

每个Domain有一个主要的高性能的ECU（这就是Domain Controller），负责处理Domain内的功能处理和转发。Domain内部一般使用低速总线，域内的通信依然可以沿用传统的CAN/LIN/Flex Ray等，Domain之间使用高速总线或者现在用的比较多的车载以太网互联。

5个主要的功能域

动力域

• 多种动力系统单元（内燃机，电动机/发电机、电池、变速箱）
• 计算和分配扭矩
• 变速器管理
• 电池监控
• 发电机调节

底盘域

• 与汽车行驶相关（传动系统、行驶转向、制动系统）
• 贴近——控制执行端（感知识别，决策规划，控制执行——智能汽车核心系统）
• 在未来自动驾驶车辆上，转向杆、刹车和加速踏板等都将不再保留，更先进的驾驶方式是利用车辆智能感知单元进行分析，工作指令通过线束传递给转向或制动系统来实现自动驾驶。这项技术就被称为线控技术
• 线控底盘5大系统：转向、换挡、油门、悬挂、制动

智能座舱域（娱乐，通信）

• 座舱域的常见应用：语音识别、手势识别、显示性能（一芯多屏显示，仪表屏不同尺寸，中控屏）、虚拟化技术、远程控制、整车OTA
• 关键技术：
• 基于更高算力的座舱域控制器芯片开发产品集成度更高。集成仪表T-BOX和车机、空调控制、 HUD、后视镜、DMS等。
• 开发AR/抬头显示HUD内后视镜替代屏外后视镜替代视觉系统仪表屏、中控屏、副驾显示屏后排娱乐屏等多屏互动交互方案，提升用户体验。
• 基干win65GCV2X以及多模融合的高精定位技术，开发智能天线产品，通信可靠性高，低时延，高带宽为智能网联汽车提供多重无线通讯整合的车联网方案。

自动驾驶(辅助驾驶ADAS)

• 应用：多传感器融合、定位、路径规划、决策控制、无线通讯、高速通讯

车身域控制器

• 应用：灯光，雨刮，中控门锁，车窗，车门

使用域架构的厂商

大众WEB——三大域

目前大众的MEB平台做了三大控制器，包括车辆控制域（ICAS1）、智能驾驶域（ICAS2）和智能座舱域（ICAS3），整体还处于功能域阶段，车辆的分布式模块还比较多。

特斯拉——跨域3块

2012年Model S车型下线时，最初的架构是将整车分为动力域、底盘域、车身域等明显的“域”，按照功能属性对ECU软件进行“域”的集成。但到2017年Model 3下线时，功能域的划分已经不太明显，而是出现了跨域的痕迹。其新架构分为了三大部分：中央计算模块（CCM）、左车身控制模块（BCM LH）和右车身控制模块(BCM RH) 。其中，中央计算模块将 ADAS 域、信息娱乐系统域和通信系统域集成到一起。也就是说，三大模块会将位置域旁的ECU“吃掉”，基于这种架构，汽车的ECU模块会更少，集成度更高。

五大域

更加传统的车企的电子电气架构集成度更低一些，分为自动驾驶域、动力域、底盘域、座舱域和车身域五大域。

使用域控制器量产的车

当下，量产车型搭载了域控制器。例如：

• 吉利星越L搭载的“CMA超级母体”架构首发搭载的(跨)域集中式电气功能架构，借助车辆域控制器实现动力控制、智驾控制、底盘控制、云端协同等功能域的跨域高速运算与功能高度集成协同管理，让自动驾驶控制管理实现集中，敏捷等特性。
• 岚图FREE
• 小鹏P7
• 红旗H9等诸多车型均已应用了域控制器。

域控制器的发展前景

域控制器分为硬件和软件两部分。硬件不是最难的，可以很多项目借用，难的是域上的软件，它直接或间接控制整车很多模块系统。域的发展，给整车减少了很多成本。例如以前一个模块或多个模块就有对应一个板端的控制器。现在十几模块就一个域。减少了板端控制器的成本。域是软件和硬件的集成，例如BYD的汉整车有三个域，左域，右域和后域。