隨著汽車智能化，網(wǎng)聯(lián)化的滲透與普及，汽車電子電氣零部件占汽車的比重也逐漸提高。高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)，車載多媒體娛樂系統(tǒng)等逐漸成為消費(fèi)者關(guān)注且左右購買決策的功能配置。越發(fā)復(fù)雜的系統(tǒng)對(duì)傳感器、電子控制器（Electronic Control Unit， ECU）的數(shù)量有了需求，如自動(dòng)駕駛的攝像頭，毫米波雷達(dá)，多媒體娛樂系統(tǒng)的副駕駛娛樂屏幕，HUD 抬頭顯示系統(tǒng)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)的 ECM 模塊、管理新能源汽車電池的 BMS 模塊以及用于 360 度環(huán)視影像融合計(jì)算的 AVM 模塊等等。

據(jù)焉知汽車數(shù)據(jù)，一輛現(xiàn)代豪華汽車中通常包含了70到100個(gè)ECU。傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)（Electrical/Electronic Architecture， EEA）由于其：

1. 算力分散無法高效利用 ；

2. 線束成本重量劣勢(shì)；

3. 無法支持高帶寬車內(nèi)通信；

4. 后續(xù)升級(jí)維護(hù)困難等多維度原因，已無法滿足發(fā)展需求。集中式電子電氣架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，并且在未來最終會(huì)走向中央計(jì)算平臺(tái)的形式。

1、 算力分散無法高效利用。分布式架構(gòu)下汽車搭載數(shù)十個(gè)控制器，且為保證性能穩(wěn)定性及安全性，每個(gè)控制器芯片硬件算力相對(duì)其上運(yùn)行的程序都有所冗余。這就導(dǎo)致從整車維度，各個(gè)控制器的能力“各自為政”，無法高效協(xié)同。反之在集中式電子電氣架構(gòu)下算力在行車時(shí)為輔助駕駛服務(wù)，在駐車休息時(shí)可為車載游戲提供運(yùn)行算力。

2、 線束成本及重量劣勢(shì)。龐大的 ECU 數(shù)量同樣意味著復(fù)雜、冗長的總線線束。據(jù)電子工程世界網(wǎng)數(shù)據(jù)，一輛高級(jí)汽車的線束使用量約 2km，重量在 20~30kg。在線束中，線纜材料本身重量占到線束總重量的 75%左右。集中式的電子電氣架構(gòu)以及域控制器的引入，可極大的縮短線束的使用量。

3、 無法支持高帶寬車內(nèi)通信。分布式 ECU 時(shí)代，計(jì)算和控制的核心是 MCU 芯片，傳輸?shù)幕A(chǔ)核心是基于傳統(tǒng)的 CAN、LIN 和 FlexRay 等低速總線。隨著 ECU的不斷增多，導(dǎo)致總線負(fù)載增加，基本上達(dá)到允許的上限了，這樣容易導(dǎo)致信號(hào)丟幀、總線堵塞等技術(shù)難題，從而導(dǎo)致安全隱患。但在域控制器時(shí)代，高性能、高集成度的異構(gòu)芯片作為域的主控處理器，域內(nèi)統(tǒng)一調(diào)度控制，域外通過以太網(wǎng)等進(jìn)行高速通信。目前百兆和千兆的以太網(wǎng)已在多款新車型上得到應(yīng)用。車載以太網(wǎng)每節(jié)點(diǎn)實(shí)施成本高于 CAN 、 LIN，與 FlexRay 相當(dāng)。在未來，數(shù)據(jù)傳輸速度的制約將使得車載以太網(wǎng)替代傳統(tǒng)總線成為必然。

4、 系統(tǒng)集成及 OTA 維護(hù)困難。各個(gè) ECU 開發(fā)主要由各 Tier1 提供主機(jī)廠，主機(jī)廠由內(nèi)部團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集成整合。對(duì)主機(jī)廠集成開發(fā)能力，供應(yīng)商管理能力提出了很高的挑戰(zhàn)。此外，分布式的架構(gòu)零散的 ECU 布局也難以支持車載軟件在線升級(jí)（OTA），從而加大了軟件后期維護(hù)迭代的難度。目前，OTA 已經(jīng)從部分新勢(shì)力車企的獨(dú)門絕技，逐漸大眾化，各個(gè)車企的更新迭代頻率也在快速提升。據(jù)國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局披露的數(shù)據(jù)，2021 年各大車企報(bào)告 OTA 升級(jí) 351 次，較 2020 年同期上升了 55%，而涉及到的車輛達(dá)到 3424 萬輛之巨，更是較 2020 年同期暴增了307%。傳統(tǒng)汽車的電子電氣架構(gòu)一般采用分布式，其控制中樞由電子控制單元ECU通過CAN總線和LIN總線連接，在傳感器、電源及通信芯片、執(zhí)行器等零部件的配合下，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車狀態(tài)與功能的操控。每個(gè)控制系統(tǒng)采用單獨(dú)的 ECU，不同的電控系統(tǒng)功能保持獨(dú)立性，每增加一個(gè)功能就需要增加一個(gè) ECU，因此傳統(tǒng)汽車智能功能的增加和升級(jí)主要依賴于 ECU 和傳感器數(shù)量的累加。

審核編輯 黃宇