汽车E-E架构是软件定义汽车的关键分析ppt课件

,#,内,容,目,录,汽,车,E/E,架,构,是软,件,定,义,汽车,的,关键,4,硬件架构升级：分布式向域控制,/,中央集中式发展,4,硬件架构如何升级？,4,硬件架构升级有何好处？,6,软件架构升级：软硬件由高度耦合向分层解耦发展,7,软件架构如何升级？,7,软件架构升级有何好处？,9,通信架构升级,：,LIN/CAN,向以太网发展,9,通信架构如何升级？,9,通信架构升级有何好处？,11,谁,是,E/E,架,构,升级,中,的,优,等生？,12,特斯拉,E/E,架构升级情况如何？,12,其他玩家,E/E,架构升级如何？,14,谁,能,在,此,次,变革中,把,握,先,机？,16,德赛西威,16,中科创达,17,四维图新,17,伯特利,18,星宇股份,18,科博达,19,均胜电子,19,中国汽研,19,1,内容目录汽车 E/E 架构是软件定义汽车的关键41,图,表,目,录,图,1,：由控制指令运算为主的分布式,ECU,向,AI,运算的中央计算,平,台发展,4,图,2,：博世,E/E,架构升级进程,5,图,3,：同等功能应用条件下域控制算力设计需求更少,6,图,4,：,AutoSAR,核心合作伙伴,8,图,5,：,Classic,AutoSAR,体系架构,8,图,6,：,Classic,AutoSAR,架构框图,8,图,7,：,Adaptive,AutoSAR,较,Classic,AutoSAR,优势明显,9,图,8,：各域之间通过网关完成数据交换,10,图,9,：未来车载以太网应用渗透率持续增加,11,图,10,：车载以太网的发展过程,11,图,11,：,Model,3,网络拓扑图（,2020,年,2,月）,12,图,12,：,Model,3,控制器主要负责单元,13,图,13,：特斯拉,E/E,架构技术领先,14,图,14,：宝马下一代,E/E,架构,15,图,15,：丰田采用,Central,&,Zone,的,E/E,架构,15,图,16,：安波福,SVA,架构,15,图,17,：华为基于计算和通信的,CC,架构,15,表,1,：传统汽车总线,10,表,2,：主要企业,E/E,架构方案对比,15,2,图表目录图 1：由控制指令运算为主的分布式 ECU 向 AI,汽,车,E/E,架构是软件定,义,汽车的关键,汽车,电,子,电,气,架,构,（,又,称,E/E,架,构,）,是,指,整,车,电,子电,气系,统,的,总,布,置,方,案,，,即,将汽 车里,的,各,类,传,感,器,、,处,理,器,、,线,束,连,接,、,电,子,电气,分配,系,统,和,软,硬,件,整,合,在,一起,，,以实 现整,车,的,功能,、,运,算,、,动,力及,能,量,的,分,配,。,电子,电,气架构,的,关键变化,主,要,体,现在硬件架 构、软件架构、通,信,架,构,三个方面。,硬,件,架,构升,级,：,分,布式,向,域,控,制,/,中,央,集中式,发,展,硬件架构如何升级？,智能网联化进程驱动,AI,算力需求呈现指数级,提,升,趋,势,。,AI,算,力,常,指,针,对,矩,阵,运算 做加,速,的,能力,，,对,应,用于,图,像,、,视,频,等,非,结,构,化数,据的,运,算,处,理,的,情,况下,，,单位,功,耗将 更,低,，,计,算速,度,更,快,。,传,统汽,车,功,能,简,单,，,与,外,界,交互,较少,，,常,为,分,布,式,ECU,，,其,芯,片 采用,MCU/MPU,，,主,要为,控制,指,令,运,算,（,约,为,百万,条指,令,每,秒,）,、,无,AI,运,算,能,力,、,存,储 较,小,；,智,能,网,联,汽,车,，,不,仅需,要,与,人,实,现,交,互,，,也,需要,大,量,与,外,界,环,境,甚,至,云数,据,中心 交互,，,将,面,临,海,量,的,非,结,构化,数,据,需,要,处,理,，,车,终,端中,央,计,算,平,台,将,需,要,500+,百,万,条,指 令每,秒,的,控,制,指,令,运,算,能,力、,300+TOPS,（,即,为,300*10,12,次每,秒,）,的,AI,算,力,。,图,1,：,由控制,指,令运,算,为,主,的分布,式,ECU,向,AI,运算的中央计,算,平台,发展,数,据来,源,：博,世,，佐,思,车研,，,东吴,证,券研,究,所,由分布式,ECU,向域控,制,/,中央集中架构方向,发,展,。,从博,世,对,E/E,架,构,定,义,来,看,，,汽 车,E/E,架,构的,升,级,路,径,表,现为,分,布,式,（,模,块,化,集,成,化,）,、,域,集,中,（域,控,制,集,中,跨,域融,合,）,、,中,央,集,中,式,（,车,载,电,脑,车,-,云计算,）,。,即,为,分,布,式,ECU,（,每,个,功,能,对,应,一,个,ECU,）,逐渐,模,块,化,、,集,成,向,域,控,制,器,（,一,般,按,照,动,力,域,、,底,盘域,、,车,身,域,、,信,息,娱,乐,域,和,ADAS,3,汽车 E/E 架构是软件定义汽车的关键图 1：由控制指令运算,域等,）,，,然,后,部,分,域,开,始,跨,域融,合,发,展,（,如,底,盘,和,动,力域,功,能,安,全,、,信,息,安,全,相似,）,，,并,发展,整,合,为,中,央,计,算,平,台,（即一,个,电,脑,），,最,后,向云,计算,和,车,端,计,算,（,中,央计,算平台,）,发 展,。,其,中,车,端,计,算,主,要用,于车,内,部,的,实,时,处,理,，,而,云计,算,作,为,车,端,计,算,的,补,充,，,为,智,能 汽,车,提供非实,时,性（如座舱,部,分场景可,允,许微秒级别,的,延迟）的,数,据交互和运,算,处,理,。,图,2,：,博,世,E/E,架构升级,进程,数,据来,源,：,博,世,，东,吴,证券,研,究所,绘制,现阶,段,各,主,机,厂,规,划,的,三,种,E/E,架,构分,别,为,功,能,域,（,57,个域,）,、,跨,域,融,合,（,约,3,个 域,）,、,中,央,计,算,平,台,+,区控,制器,，,主,要,区,别,在,于,：,1,）,功能域控制方,案,（即,一,般车中分为,57,个域，每个域中，域控制器,即,为,最,高决,策层,）,。,基于每个功能域设置一,个,域控制器，,域,控制器之,间,通过以太网,关,进行连接,。,但 功能,域,方,案,，,嵌,入,式,控制,器仍,作,为,执,行,器,和,传,感,器,的处,理,器,存在,于,E/E,架,构,中,，,但,其,软 硬件,接,口,需,要,被,标,准化,，,可通,过,规,模,化,来,实,现,降,低,成,本,。,域,控,制,器,可,分,为性,能型,和,集成 型两,类,。,a,）,性能,型,域控,制,器,：,主,要,是,指,信,息,娱,乐,域,和自,动,驾,驶,域,的,控,制器,，,因其,需,要处 理大,量,的,非,结,构,化,数,据,，,需要,强,大的,AI,算力,。由,于该,部,分,处,理,数,据,庞,大,，,域控,制,方式 相对于分布式架构，实现相同性能情况下可降低成本。,b,）集成,型,域控,制,器,：,主要是指 动力,总,成,域,、,底,盘,域,和,车身,域的,控,制,器,，,因,其,主,要,涉及,通用,的,控,制,指,令,计,算,和,通,讯资,源,，,Classic,AutoSAR,软,件,架,构,，对,算,力,总,需,求,较,低,。,2,）,跨域融合方,案,（即车,中,部分域开始融合成约,3,个,域,，,代表如华为,/,大众方,案,，,域 控制器仍为最高决,策,层,）,。,为进,一,步,提,升,性能,、,满足,协同,执行,，,又,减,少,成,本,，,跨,域融,合,集 中化,方,案,应,运,而生,，,即将,两个,或,多,个,集,成,型,域,控,制,器合,并,为,一,个,的,方,案,。,随,着智,能,驾驶 进一,步,演,进,，,L2,开始,逐步,要求,执,行,机,构,协,同,操,作,，,前期,主,要,为,动,力,总,成,域,和,底盘,域,的协 同控,制,，,而,且,其,功,能,安,全,、,信,息,安,全,级,别,类似,，,可,合并,为,一,个,域,控,制,器,，,来,实现,协,同操 作,。,域,融,合,可,以,降,低,成,本,，,但,各,域,之,间,功,能,安,全,、,信息,安,全,较,大,时,，,很,难,找,到有,效,的方,4,域等），然后部分域开始跨域融合发展（如底盘和动力域功能安全、,案以,避,免,相,互,干,扰。,3,）,基于中央计算平台,+,区,控制器方,案,（即车中只,有,一个中央计算平台,，,代,表,如特斯 拉方案,，,该计,算,平台为,最,高决策层,，,而,区控制器,受,中央计算平台统一,管,理,，,有利于协同 各域统一执行,）,。,中,央,计算,平,台,+,区,控,制,器,方,案,，,满足,集中,化,需,求,，,尽,量,平,衡,成,本,。,区控,制器,是,以,物,理,区,域,来,定,义,的控,制,器,，,典,型,代,表,如,特,斯拉,。,硬,件,成,本,降,低,主,要,体现,在,：,1,）,区控,制,器,可,就,近,布,线,，,减,少线,束,成,本,；,2,）,分,布,式控,制器,集成,，,减,少,通,信,接口,等,。,适,合,整 合为,区,控,制,器,的,功,能,主,要,为简,单,逻,辑,和,非,实,时,性,要,求功,能,（,如,电,源,分,配,、,车,身控,制,、,热 管,理,和空调管,理,等,）,；,而,复杂,逻,辑及实时,性,要求较高的,功,能（如发,动,机管理、电,机,控制 等）,尚,不,适,合,整,合。,1.1.2.,硬件架构升级有何,好,处？,1,）硬件架,构,升级有,利,于提,升,算,力利用,率,，减少,算,力设,计,总需求,。,一般芯片,在,参数 设计,时,按,照,需,求,值,设,计,并,留有,余量,，,以,保,证,算,力,冗余,，,主,要,因,为汽,车,在,实,际,运行,过程,中,，,大部,分,时,间,仅,部,分,芯,片,执,行运,算,工,作,，,而,且,并,未满,负荷,运算,，,导,致,对,于,整车,大部,分,运算 处理,能,力,处,于,闲,置,中,，,算,力有,效,利,用,率,较低,。,例如,泊车,使,用,的,倒,车,影,像,等,仅,泊车,等,部分 时段,才,执,行,运,算,操,作,。,采,用域,控,制,器,方,式,，,可,以,在,综合,情,况,下,，,设,计,较,低,的,总算,力,，,仍 能保,证,整,车,在,工,作,时,总,算,力满,足,设,计,要,求,。,图,3,：,同等功,能,应用,条,件,下,域控制,算,力设,计,需求,更少,数,据来,源,：,东,吴,证券,研,究所,绘制,硬,件架,构,对算,力,的,需,求，,可,类比,保,险,。,若,个,人,想,要,抵,御,风,险,，,需,要,大,量,资,金,储,备,，,因此,大,家,都,购,买,保,险,，,将,汇集,在,一,起,的,保,险,资,金,资,源,池,来,抵,御,个,人,风,险,，,总,资金,量,需求 大大,降,低,。,分,布,式,架,构的,芯片,即,为,个,人,抵,御,风,险,储,备,，,而,域,控,制,/,中,央,计,算,平,台即,为,总资 金量,，,域,控,制,/,中,央,集,中,式,显然,算,力,设,计,需,求,会,更,少,。,另一,方,面,现,阶,段,传,统,车,的,智能,功,能,并,不,丰富,，,智能,车在,未,来,功,能,扩,展,等,方,面,预留较,5,案以避免相互干扰。图 3：同等功能应用条件下域控制算力设计需,6,多升,级,空,间,，,若,实,现,同功,能应,用,、,驾,驶,安,全,条,件下,进行,对比,，,域,控制,/,中,央,集,中显,然,更经 济；,若,仅,为,传,统,车,和,智,能,车对,比,，,智,能,车,单,车,价,值,短期,内,显,然,为,上,升,的,。,2,）,硬件架,构,升级,有,利于数,据,统一交,互,，实现,整,车功,能,协同,。,传