我們對(duì)汽車及其工作原理的認(rèn)知發(fā)生了巨大變化。汽車的自動(dòng)化程度、電氣化程度不斷增加，越來越注重服務(wù)，不斷為最終用戶實(shí)現(xiàn)定制、升級(jí)。而汽車變革的根本在于，汽車將由軟件定義。簡(jiǎn)言之，汽車的所有功能都將在虛擬模型上進(jìn)行設(shè)計(jì)、測(cè)試、驗(yàn)證，并可能進(jìn)行修改，虛擬模型將伴隨實(shí)體汽車存在于整個(gè)生命周期。

這場(chǎng)變革將需要對(duì)汽車架構(gòu)進(jìn)行深層次的改造。除了讓汽車開發(fā)更快、更輕松外，它還將通過以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的服務(wù)，為OEM廠商提供富有吸引力的新商機(jī)，吸引更熟悉支持簽約功能的一代用戶。從本質(zhì)上講，交通出行逐漸成為服務(wù)增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，受到網(wǎng)絡(luò)解決方案、MCU和PMIC等前沿解決方案的支持。

表1：SDV如何改變駕駛體驗(yàn)

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架構(gòu)分區(qū)的演變趨勢(shì)

汽車的各種功能將通過無線更新 (OTA) 從移動(dòng)硬件內(nèi)部云端下載，而不是通過盒子 (ECU) 添加。這種方式允許持續(xù)集成和持續(xù)部署 (CI/CD)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，汽車電子電氣架構(gòu)正從功能獨(dú)立的平面分布升級(jí)到更現(xiàn)代化的域結(jié)構(gòu)以及區(qū)域結(jié)構(gòu)。

“區(qū)域化”將模塊和連接集中在汽車的物理區(qū)域，同時(shí)將大部分處理能力轉(zhuǎn)到車載中央計(jì)算機(jī)中。這將帶來許多好處，因?yàn)闇p少了布線成本和重量，并提供了可擴(kuò)展的集中化軟件，為加速軟件和無線更新驅(qū)動(dòng)的汽車創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

圖1：架構(gòu)演變趨勢(shì)：從域到區(qū)域

分區(qū)電子電氣架構(gòu)賦能軟件定義汽車

試想一下，一個(gè)傳感器可用于不同領(lǐng)域 (例如，用于ADAS和信息娛樂系統(tǒng)的攝像頭)。共享此傳感器的最佳方式是什么？在域架構(gòu)中，共享路徑十分復(fù)雜。而在更友好的分布式架構(gòu)中，傳感器數(shù)據(jù)可作為服務(wù)傳輸給所有虛擬機(jī)。每個(gè)區(qū)的ECU都將成為傳感器的服務(wù)器。

運(yùn)用這種方法，在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)更容易建立事件的連鎖反應(yīng)。例如，緊急制動(dòng)場(chǎng)景——雷達(dá)、攝像頭或激光雷達(dá)傳感器組合確認(rèn)汽車前方意外出現(xiàn)物體。制動(dòng)系統(tǒng)立即啟動(dòng)，但是如果ADAS計(jì)算機(jī)意識(shí)到可能發(fā)生事故，汽車就開始準(zhǔn)備以防萬一，并觸發(fā)信息娛樂系統(tǒng)播放視覺和音頻報(bào)警通知。安全帶系緊，安全氣囊準(zhǔn)備好，窗戶放下，警報(bào)信號(hào)燈亮起，這一系列操作都在區(qū)域/域以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上立即啟動(dòng)、同時(shí)進(jìn)行。

可能性：以太網(wǎng)支持所有連接

區(qū)域化讓所有數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀，并可用于主干網(wǎng)上的所有域控制器。不同的虛擬功能和虛擬機(jī)可復(fù)用各個(gè)功能。還可以根據(jù)CPU負(fù)載或電源情況轉(zhuǎn)移任務(wù)及完善虛擬機(jī) (負(fù)載平衡對(duì)電動(dòng)汽車非常重要)。上述場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)，需要大量采用基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和組件。

恩智浦提供完整以太網(wǎng)PHY網(wǎng)絡(luò)解決方案組合，包括10/100/1000 BASE-T、多千兆以太網(wǎng)PHY以及內(nèi)置數(shù)字以太網(wǎng)交換機(jī)。如需獲得能快速投放市場(chǎng)的系統(tǒng)專業(yè)技能，OEM廠商和一級(jí)供應(yīng)商可利用恩智浦豐富的汽車體驗(yàn)產(chǎn)品，包含以太網(wǎng)PHY、以太網(wǎng)交換機(jī)、聚合MCU、網(wǎng)關(guān)處理器和PMIC的系統(tǒng)解決方案。

本文作者

Meindert van den Beld，恩智浦半導(dǎo)體資深副總裁兼車載網(wǎng)絡(luò)總經(jīng)理，他擁有10年的半導(dǎo)體行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，并曾在汽車市場(chǎng)擔(dān)任過多個(gè)高管職務(wù)。他持有代爾夫特理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)位和歐洲工商管理學(xué)院工商管理碩士 (MBA) 學(xué)位。