功能域架构火爆之后，区域架构或在2023-2025年迎大规模应用

随着汽车电子电气架构从分布式向集中式的演进，功能域架构如今迎来了自己的时代，发展势头强劲。与此同时，新一代架构已经开始出现并加速发展。

区域结构的发展势头已经开始。

汽车电子和电气架构的发展是一个循序渐进的过程。近日，安博福亚太区连接与安全业务部总监倪志刚在接受盖世汽车采访时表示，从控制器的角度来看，汽车电子电气架构大概经历了三代进化。

其中，第一代是单功能控制器架构。在这种架构中，一个功能对应一个控制器。例如，汽车上有一个灯控制器，一个门控制器和一个无钥匙系统控制器。这是10-20年前的状态。

第二代是功能域架构。在这种架构中，将原来单一功能的控制器按照功能类别整合成一个控制器。目前常见的功能域架构设计是将车辆功能分为五个功能域:动力域、底盘域、车身域、智能驾驶域、智能座舱域。这个框架从五年前开始快速发展。

第三代是中央计算+区域架构。这种架构进一步将功能域集中化，将逻辑拉到一起，成为一个中央计算单元，也可以称为“大脑”。至于具体分成几个“大脑”，只是这个架构下的不同形态和状态。同时，这种架构将原功能域中的控制器i/o(输入/输出)和驱动器按照其空间位置划分为不同的区域，形成区域控制器。至于具体划分成几个区域控制器，则是根据具体车辆的i/o节点、要安排的驱动数量以及相应的成本进行平衡分配。

区域控制器的数量可以根据需要进行调整；图片来源:安博福

需要注意的是，这三代架构并不是定义明确的孤岛式发展。倪志刚指出，这三个阶段混在一起。“比如国内很多主机厂都把PPS、车身、灯光、车门集成在一个控制器里。再比如，在自动驾驶领域，原来驾驶和停车的控制是分开的，现在驾驶和停车的一体化控制器已经普及。在这样的布局中，有的主机厂做得比较快，有的做得比较慢，呈现出一种混合在一起的过渡过程。”

但是，在这个过渡过程中，目前功能域架构的发展形势是比较火热的。盖世汽车方面表示，目前已经有大量厂商推出了功能域控制器，尤其是智能客舱和智能驾驶域控制器，并且有相当一部分厂商的产品已经量产在车上。

倪志刚认为，目前行业主流架构是功能域架构，实际上已经爆炸了。“几乎所有主流OEM厂商都实现了功能域的整合。最近一两年，感觉国内主机厂在这方面已经走到国外主机厂的前面了。比如国内很多一线主机厂已经集成了以太网网关和体域控制器，而从国外主机厂来看，这类项目最快也要到2024年才能上。”

与功能域架构相比，地域架构现在已经有了发展势头，但大规模发展的时间较晚。“就区域架构而言，国内领先的主机厂都有2022年底量产的项目，预计2023-2025年会有大规模应用。”在倪志刚看来，国内主机厂在这方面投入很大，也有可能“跑”在很多国外主机厂前面。

集中式计算和分布式连接成为关键点。

随着软硬件成熟度的提高，汽车电子电气架构具备了从功能域架构走向区域架构的条件，而集中式计算和分布式连接是做好这种架构的关键点。

现在汽车需要实现的功能越来越多，不是功能域控制器能完成的，需要有很多新的跨域应用和应用场景，这就对软件开发的服务要求越来越高。倪志刚说，有鉴于此，最好的办法是把所有的计算都放在一起，通过片内通信更好地调用，而不是通过总线插件调用。

据他介绍，目前市场主流是三“脑”方案，但一些主机厂包括传统主机厂已经开始研发双“脑”方案，在不久的将来，肯定会出一个“脑”方案。以特斯拉为例。目前采用两种“大脑”方案:一辆车加一辆消防。回过头来看，汽车、FSD和自动驾驶可能是一起做的。

计算集中化的趋势越来越清晰，但问题的关键在于，要把计算的逻辑放进几个甚至一个“大脑”里，并不容易。倪志刚指出，虽然有AUTOSAR，包括自适应AUTOSAR的软件支持和新的芯片支持，但是要做多领域的整合还是很难的:一方面，相关企业要对相关的功能和要合并的模块非常熟悉；另一方面，他们要有相应的软件算法团队来做这样的项目。

“从主机厂的角度来看，就应用软件而言，很多控制器算法并不是很难，但为了提取算法，原本以功能为导向的传统域控制器供应商未必愿意发布相应的算法，而且即使主机厂掌握了算法，很多也是强校准的，这意味着主机厂除了算法团队，还需要一个校准团队。”

除了集中式计算，相关企业还面临着分布式连接的问题。事实上，区域控制器的出现本质上是为了解决连接问题。

图片来源:安博福

倪志刚说:“整车有很多功能和I/O，不可能全部塞到几个控制器里。如果有成千上万个I/o插在上面，它就会变成刺猬。在此基础上增加新的功能是不现实的。那么，如何拔掉成千上万根这样的刺呢？可以选择按区域将电线放入一个盒子中，优化线束，降低线束安装的复杂度。这才是做区域控制者的初衷。”

据报道，在一项针对车辆制造商的研究中，Amber发现使用区域控制器可以集成九个ECU，并减少使用数百根单独的电线，从而将车辆重量减少8.5千克。而且每减轻一磅重量，不仅有助于减少二氧化碳排放，还能延长电动汽车的续驶里程。此外，由于区域控制器将车辆的基本电气结构划分为更易管理的部件，因此更容易实现自动线束装配。

当然，在做区域控制器的过程中，还有很多考虑，比如成本的考虑。“如果不吃一些小控制器，平白无故加区域控制器，省下来的线束成本根本抵消不了加这种控制器的成本，尤其是你功能不多或者你的车不是很贵的情况下。”倪志刚补充道。

新一代建筑下的实践思考

综上所述，就区域架构而言，集中计算和分布式连接的重要性毋庸置疑。同时，可以肯定的是，相关企业在这两个领域仍面临诸多挑战。那么，如何迎接这些挑战呢？在琥珀的具体实践中，我们似乎找到了一些思路。

据悉，早在2020年初，Ambofo就发布了全新的SVA(Smart Vehicle Architecture)智能汽车架构。据倪志刚介绍，上述三代架构中，Ambofo SVA智能车架构对应的是地域架构。

安博夫在相关材料中指出，SVA代表了一个整体的整车级架构方案，但整车厂商可以逐步构建这个架构。第一步或“基石”通常是使用功能域控制器来集成和扩展当前分布在整个车辆中的计算设备，特别是在主动安全或信息娱乐等领域。下一步主要是利用区域控制将物理复杂度分解为更易管理的区域，进一步提高分布式ECU的向上集成。然后，车辆制造商可以拥有面向服务的架构，具有抽象的功能和计算能力的动态分布。

有了这些组件，车辆制造商就具备了SVA的基本要素，将能够借助面向未来的可持续软件定义架构充分发挥性能，实现高级功能和高度自动化。

逐步全面实现SVA；

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