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本資料編譯自偉世通 CTO 兼高級(jí)副總裁 Markus Schupfner2019 年 11 月的演講材料。

偉世通產(chǎn)品組合包括：儀表板，平視顯示器，座艙電腦（控制器），信息娛樂(lè)系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等。根據(jù)第三方機(jī)構(gòu)研究，偉世通目前是排名前五的智能聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)一級(jí)供應(yīng)商，數(shù)字儀表第一名，中控顯示第二名。 ?

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座艙電子的發(fā)展歷程如下：2008 專(zhuān)有嵌入式信息娛樂(lè)系統(tǒng)→2011 全數(shù)字儀表→2015 蘋(píng)果 CarPlay 和 Android Auto→2018 座艙域控制器→2020 本地化 Android 信息娛樂(lè)系統(tǒng)→2021 多顯示模塊+ADAS L2 +HMI→2022 自適應(yīng)座艙。
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座艙安全的發(fā)展歷程如下：2009 自動(dòng)緊急制動(dòng)→2014 車(chē)道保持輔助→2017 單車(chē)道高速輔助→2018 公路駕駛輔助與換道→2020 E-NCAP+REM+VRUs→2021 適用于 L2 Hands-Off 的 WP29 標(biāo)準(zhǔn)→2022 適用于 L2Hands-Off 的聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

座艙電子的主要發(fā)展趨勢(shì)：
?電動(dòng)汽車(chē)和安全驅(qū)動(dòng)的儀表數(shù)字化

?CarPlay 和 Android Auto 贏得信息娛樂(lè)之戰(zhàn)

?從分散式 ECU 到集中式座艙域控制器

?帶 ADASHMI 的多顯示器數(shù)字座艙

?自適應(yīng)座艙融合車(chē)內(nèi)監(jiān)控和 ADAS 環(huán)境
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座艙安全的主要發(fā)展趨勢(shì)：
?更加關(guān)注改進(jìn) L2 級(jí) ADAS （指 L2+）

?需要傳感器融合，并提高算力

?僅在美國(guó)和日本允許 L2 級(jí)脫手駕駛

?聯(lián)合國(guó) WP29 工作組正在制定新規(guī)范

?預(yù)計(jì) 2022 年聯(lián)合國(guó)有關(guān)脫手駕駛的規(guī)范將增加 ADAS/AD 控制器的需求
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座艙域控制器的基本要求是：多顯示器，集中計(jì)算，可擴(kuò)展性，多核。而自動(dòng)駕駛域控制器的基本要求是：集中式傳感器融合，可擴(kuò)展的 GPU 功能，抽象和安全，開(kāi)放。

偉世通分別推出了座艙域控制器和自動(dòng)駕駛域控制器。其中座艙域控制器叫 SmartCore，是服務(wù)于多個(gè)顯示器和多應(yīng)用程序的安全集中式計(jì)算平臺(tái)，讓座艙具有更高的性?xún)r(jià)比，提供從入門(mén)級(jí)到高級(jí)功能的可擴(kuò)展性，提供快速集成的中間件和工具。
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偉世通自動(dòng)駕駛域控制器叫 Drivercore，帶三大模塊：Compute、Runtime 和 Studio。Compute 具備從 2 TFLOPS 到 20 TFLOPS 的算力，提供失效安全和信息安全的模塊化設(shè)計(jì)；Runtime 提供安全的通訊，并易于集成到車(chē)輛；Studio 提供開(kāi)放的研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)。
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EE 架構(gòu)的變革正在改變整車(chē)布局。為什么需要新的電子電氣架構(gòu)？主要是由于行業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)和汽車(chē)新技術(shù)的進(jìn)步。尤其是汽車(chē)以太網(wǎng) TSN 改變了未來(lái)的電子電氣架構(gòu)。
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行業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)有：
?ECU 數(shù)量大幅增加（超過(guò) 100 個(gè)）

?需要更多的傳感器 / 執(zhí)行器 / 計(jì)算力

?硬件 / 軟件分離：生態(tài)開(kāi)發(fā)合作伙伴的集成

?車(chē)輛線束重量和生產(chǎn)成本的增加（最長(zhǎng) 5 千米，>50 千克，生產(chǎn)時(shí)間超過(guò) 1000 小時(shí)）

?故障安全，容錯(cuò)操作，信息安全

?云端 / 邊緣側(cè)的無(wú)縫連接和升級(jí)
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汽車(chē)新技術(shù)的發(fā)展包括：
?以太網(wǎng)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）

?面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA）：應(yīng)用連接到虛擬域 / 區(qū)域

?并行計(jì)算承載，確保失效安全，容錯(cuò)操作和失效可操作

?微服務(wù)

?永久系統(tǒng) / 軟件 / 數(shù)據(jù)可升級(jí)性

目前，汽車(chē)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施主要是基于域的架構(gòu)。針對(duì)每個(gè)關(guān)鍵功能都有不同的域：一個(gè)域用于車(chē)身控制，一個(gè)域用于信息娛樂(lè)，一個(gè)域用于遠(yuǎn)程信息處理，一個(gè)域用于動(dòng)力總成等等。通常情況下，不同的域使用不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組合（如 CAN、LIN、FlexRay 等協(xié)議）。
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隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的不斷提高，這種不同的域使用不同協(xié)議的方法效率越來(lái)越低。因此，在未來(lái)幾年中，將需要從目前基于域的體系架構(gòu)轉(zhuǎn)向區(qū)域（Zonal）體系架構(gòu)。
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偉世通預(yù)計(jì)，2024 年以后的汽車(chē)區(qū)域體系架構(gòu)特點(diǎn)有：
?具有高帶寬和真正實(shí)時(shí)通信功能的以太 TSN 主干網(wǎng)

?所有傳感器和執(zhí)行器均由可擴(kuò)展的區(qū)域網(wǎng)關(guān) ECU 處理

?區(qū)域體系架構(gòu)將融合車(chē)輛新功能新技術(shù)和重量成本優(yōu)勢(shì)
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2028 年以后的區(qū)域體系架構(gòu)特點(diǎn)有：
?進(jìn)一步將處理單元整合到一個(gè)“超級(jí)”計(jì)算設(shè)備中，包括冗余

?處理器刀片提供可擴(kuò)展的計(jì)算能力

?重用汽車(chē)以太 TSN 主干架構(gòu)
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區(qū)域體系架構(gòu)的提供良好的可擴(kuò)展性，包括從入門(mén)到豪華車(chē)型的多種擴(kuò)展選擇。

區(qū)域體系架構(gòu)包括兩個(gè)核心設(shè)備：區(qū)域網(wǎng)關(guān) ECU 和 Super Core （中央計(jì)算平臺(tái)）。
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區(qū)域網(wǎng)關(guān) ECU 提供和分發(fā)數(shù)據(jù)及電力，支持車(chē)輛特定區(qū)域的功能；支持傳感器、執(zhí)行器等接口；以 10BaseT1 以太網(wǎng)替換其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如 CAN FD、Flexray 等；充當(dāng)網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)和智能接線盒。
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Super Core （中央計(jì)算平臺(tái)）則充當(dāng)車(chē)內(nèi)應(yīng)用服務(wù)器，是一個(gè)具有多 GiG 接口，采用多個(gè) SoC 的控制單元。Super Core 支持面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SoA），是一個(gè)完全可擴(kuò)展和可升級(jí)的平臺(tái)，可連接到邊緣服務(wù)器和云端服務(wù)器。

上圖是一個(gè)典型的區(qū)域體系架構(gòu)案例。在一輛 L2+車(chē)輛上，將 139 個(gè) ECU 分配到 11 個(gè)區(qū)域，分別連接到 8 個(gè)區(qū)域 ECU+3 個(gè) Super Core。車(chē)輛邊緣的區(qū)域 ECU 是為了最大限度地減少功能實(shí)現(xiàn)路徑，三個(gè) SuperCore ECU 則設(shè)置在車(chē)輛中間。
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本案例的優(yōu)點(diǎn)包括：

1. 通過(guò) 6 到 11 個(gè)區(qū)域 ECU 實(shí)現(xiàn)線束的節(jié)??；

2. 區(qū)域體系架構(gòu)可節(jié)省 50%以上的線束長(zhǎng)度，既節(jié)省了控制 / 數(shù)據(jù)線束，也節(jié)省了電力線束，還減少了線束的生產(chǎn)時(shí)間；

3. 標(biāo)準(zhǔn)化的區(qū)域 ECU 部署可以通過(guò)變化調(diào)整，適當(dāng)增減實(shí)現(xiàn)靈活部署，還可以分配電力并提供保護(hù)。

關(guān)于電子電器架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，簡(jiǎn)單總結(jié)如下表：

展望未來(lái)，L3 自動(dòng)駕駛系統(tǒng)大概需要 20000 GFLOPS 的 GPU，1000kDMIPS 的 CPU，以及 200w 的功耗。
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