域控制器(DCU,Domain Control Unit)的概念早期是由以博世,大陸,德?tīng)柛槭椎腡ier1提出,它是為了解決信息安全,以及ECU瓶頸的問(wèn)題。
根據(jù)汽車電子部件功能將整車劃分為動(dòng)力總成,車輛安全,車身電子,智能座艙和智能駕駛等幾個(gè)域,利用處理能力更強(qiáng)的多核CPU/GPU芯片相對(duì)集中的去控制每個(gè)域,以取代目前的分布式汽車電子電氣架構(gòu)(EEA)。
域控制器的重點(diǎn)發(fā)展是芯片的計(jì)算能力快速提升,可以讓公用信息的系統(tǒng)組件,能在軟件中分配和執(zhí)行,讓軟硬件分立,可實(shí)現(xiàn)以足夠的資源快速響應(yīng)完成客戶需求,具備平臺(tái)化、兼容性、集成高、性能好等優(yōu)勢(shì)。
雖然這樣的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了汽車電子網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但由于各種數(shù)據(jù)的相互融合也帶來(lái)了安全隱患。從現(xiàn)有控制器硬件架構(gòu)看多顆/多核芯片以及冗余架構(gòu)是
域控制器設(shè)計(jì)主流設(shè)計(jì),未來(lái)對(duì)于域控制器內(nèi)部的硬件必定要根據(jù)功能安全等級(jí)劃分為不同類型的功能,根據(jù)不同類型的功能分配進(jìn)入不同功能安全支持的芯片內(nèi)。
域控制器作為汽車電子結(jié)構(gòu)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),可以用更少的器件完成更多的功能,同時(shí)量產(chǎn)價(jià)格更低,在汽車電子化特性加強(qiáng)的情況下,也能方便管理各個(gè)子系統(tǒng),被OEM和Tier1普遍接受。而隨著自動(dòng)駕駛的來(lái)臨,其所涉及的感知、控制、決策系統(tǒng)復(fù)雜性更高,與車身其它系統(tǒng)的信息交互、控制也越來(lái)越多,各方都希望其能變成一個(gè)模塊化的、可移植性的、便于管理的汽車子系統(tǒng)。此時(shí),專門(mén)定位于自動(dòng)駕駛的
域控制器系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生了。
現(xiàn)在的智能汽車,車載電子電器逐漸增多,需要滿足的各項(xiàng)功能越來(lái)越多,少的用七八十個(gè)ECU,多的甚至有兩百個(gè)ECU來(lái)執(zhí)行各項(xiàng)功能。而隨著智能汽車的發(fā)展,尤其是智能座艙和智能駕駛的發(fā)展,汽車作為人們移動(dòng)的第三空間,不僅要滿足駕駛的安全和舒適性,還要滿足人們的生活、工作等越來(lái)越繁復(fù)的需求。如果沿用不斷增長(zhǎng)ECU的布局方式,很明顯會(huì)帶來(lái)巨大的隱患。現(xiàn)在100個(gè)ECU的布線就已經(jīng)非常復(fù)雜了,而后期如果200個(gè),300個(gè),甚至1000個(gè)ECU呢?那就是彼此連接的線路會(huì)越來(lái)越復(fù)雜,鏈接各ECU的線束越來(lái)越多。無(wú)論是在工藝上還是成本上,都會(huì)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。而且在實(shí)際開(kāi)發(fā)中,采用數(shù)量越來(lái)越多的ECU還會(huì)出現(xiàn)一個(gè)難題,那就是這一兩百個(gè)ECU是來(lái)自不同的供應(yīng)商,通過(guò)Can總線進(jìn)行互相通訊。但是很有可能不同供應(yīng)商的底層框架是不同的,采用不同的編程語(yǔ)言和風(fēng)格,在實(shí)際的互相溝通中會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,有時(shí)候會(huì)產(chǎn)生雞同鴨講,你發(fā)過(guò)來(lái)的信息我看不懂的情況,那到底要誰(shuí)兼容誰(shuí)。現(xiàn)在這個(gè)補(bǔ)丁打了,后期如果要升級(jí),又怎么維護(hù)和OTA升級(jí)。用的ECU越多,供應(yīng)商越多,就會(huì)涉及到保大保小,供應(yīng)商博弈的難題,給開(kāi)發(fā)驗(yàn)證部門(mén)帶來(lái)額外的困難,甚至?xí)斐尚萝囇邪l(fā)的周期大為延遲,或者強(qiáng)行退出的車型出現(xiàn)一堆問(wèn)題。而整合多個(gè)ECU的DCU,將會(huì)優(yōu)化整車的電子電器線路,也會(huì)對(duì)研發(fā)和后期的實(shí)際整體化運(yùn)行帶來(lái)極大的益處。
目前EEA主要的方向是模塊化和集成化,DCU是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。DCU的整合,使得車載電子電器形成了Domain的域架構(gòu)。比如以模塊為導(dǎo)向的EEA設(shè)計(jì)方案,是將一個(gè)確定功能的電子設(shè)備視為一個(gè)功能模塊,比如車上的四個(gè)車門(mén)和行李廂的門(mén)作為一個(gè)功能模塊。或者把功能組成的模塊分成各個(gè)域,比如動(dòng)力系統(tǒng)是一個(gè)域,駕駛輔助、底盤(pán)是一個(gè)域,內(nèi)部空間是一個(gè)域,遠(yuǎn)程信息處理和信息娛樂(lè)是一個(gè)域,各個(gè)域通過(guò)網(wǎng)關(guān)鏈接在一起。例如智能座艙的DCU就可以把原先單獨(dú)的ECU整合起來(lái),利用多核CPU/GPU等芯片來(lái)完成原本多個(gè)功能所需要的車載計(jì)算,比如車廂內(nèi)的人機(jī)交互,屏幕互聯(lián)顯示,DMS、HUD等。