智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣架構(gòu)（上）

作者 / 阿寶，出品 / 阿寶1990

一、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

什么是電子電氣架構(gòu)？在2007年由德?tīng)柛?DELPHI)首先提出E/E架構(gòu)的概念，具體就是在功能需求、法規(guī)和設(shè)計(jì)要求等特定約束下，把汽車?yán)锏?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/">傳感器、中央處理器、電子電氣分配系統(tǒng)、軟件硬件通過(guò)技術(shù)手段整合在一起；通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，將動(dòng)力總成、傳動(dòng)系統(tǒng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)等信息轉(zhuǎn)化為實(shí)際的電源分配的物理布局、信號(hào)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、診斷、電源管理等電子電氣解決方案。

關(guān)于汽車電子電氣架構(gòu)演進(jìn)， 行業(yè)內(nèi)討論最多的是博世提出的電子電氣架構(gòu)發(fā)展六階段，如下圖所示。博世將整車 EEA 劃分為六個(gè)階段：模塊化（Modular） 、 集成化（Integration）、域集中（Domain Centralization） 、 域融合（Domain Fusion） 、 整車中央計(jì)算平臺(tái)（VehicleComputer） 、 車-云計(jì)算（Vehicle Cloud Computing）階段。該演進(jìn)概念清晰指明了未來(lái)汽車電子電氣架構(gòu)算力會(huì)逐漸集中化， 最終會(huì)發(fā)展到云端計(jì)算。當(dāng)前主流架構(gòu)處于功能域控制器集中階段， 正在朝多域控制器融合架構(gòu)方向發(fā)展。

博世 EEA 發(fā)展六階段

為了適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)化的需求， 實(shí)現(xiàn)從分布式向集中式電子電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)變。國(guó)內(nèi)外整車企業(yè)已開(kāi)始建立適合未來(lái)的車輛電子電氣架構(gòu)和汽車軟件架構(gòu)， 使其可以在不同的車輛計(jì)劃、開(kāi)發(fā)單位和組織之間進(jìn)行協(xié)調(diào)， 從而提高開(kāi)發(fā)的靈活性和創(chuàng)新性， 減少開(kāi)發(fā)時(shí)間與風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)外整車企業(yè)如特斯拉和大眾已實(shí)現(xiàn)整車集成至 4 個(gè)主控 ECU， 實(shí)現(xiàn)整車域控制器軟件開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦設(shè)計(jì)， 并多次通過(guò) OTA 升級(jí)整車功能。

特斯拉 Model S、 Model X 再到 Model 3 /Y 的電子電氣架構(gòu)演變， 推動(dòng)力是商業(yè)模式及技術(shù)路徑的變革， 充分體現(xiàn)了軟件定義車輛的技術(shù)創(chuàng)新。

目前最有名的是特斯拉 Model 3 采用的架構(gòu)， 如上圖。Model 3 車載中央電腦和區(qū)域控制器架構(gòu)， 采用 Autopilot（自動(dòng)駕駛） +IVI（信息娛樂(lè)系統(tǒng)） +T-BOX（遠(yuǎn)程信息處理器）三合一計(jì)算平臺(tái)， 將三塊控制板集成到同一殼體中， 新引入 BCM-F/L/R 三個(gè)區(qū)域控制器， 實(shí)現(xiàn) ECU 整合并對(duì)執(zhí)行器供電。徹底拋棄了功能域的概念， 實(shí)現(xiàn)集中式電子電氣架構(gòu)和區(qū)域控制器方案， 通過(guò)中央計(jì)算模塊（CCM） 對(duì)不同的區(qū)域 ECU 及其部件進(jìn)行統(tǒng)一管理，并通過(guò)CAN（（控制器局域網(wǎng)） ） 進(jìn)行通信， 并實(shí)現(xiàn)了高度集成， 高度模塊化， 對(duì)傳統(tǒng)汽車電子架構(gòu)進(jìn)行了全方位的創(chuàng)新， 實(shí)現(xiàn)了“軟件定義汽車”， 加快了汽車產(chǎn)品迭代速度。實(shí)現(xiàn)了算力集中化、 服務(wù)附加值提升、 內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。特斯拉的準(zhǔn)中央計(jì)算 EEA 已帶來(lái)了線束革命，Model S/Model X 整車線束的長(zhǎng)度是 3 公里， Model 3 整車線束的長(zhǎng)度縮短到了1.5 公里， ModelY 進(jìn)一步縮短到 1 公里左右。

特斯拉的集中控制功能集成在三個(gè)域控制器中， 中央計(jì)算模塊直接整合了智能駕駛與信息娛樂(lè)域控制模塊， 以及外部連接和車內(nèi)通信系統(tǒng)域功能， 架構(gòu)方案較之前車型簡(jiǎn)化， 即：AICM（智能駕駛與信息娛樂(lè)域控制模塊）：連接各類自動(dòng)駕駛傳感器， 綜合執(zhí)行邏輯計(jì)算功能， 以及完成人機(jī)交互；FBCM（前車身控制模塊） /智能配電模塊：負(fù)責(zé) 12V 的電池、 電源分配和熱管理的功能；LBCM（左車身控制模塊） 和 RBCM（右車身控制模塊）：分別負(fù)責(zé)剩下的車身與便利系統(tǒng)、 底盤與安全系統(tǒng)和部分動(dòng)力系統(tǒng)的功能。

大眾為了適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)化的需求， 推出了 MEB 平臺(tái)， 實(shí)現(xiàn)從分布式向域融合電子電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)變。MEB 電子電氣架構(gòu)分為整車控制器（ICAS1） 、 智能駕駛（ICAS2） 和智能座艙（ICAS3） 三大域控制器。ICAS1 實(shí)現(xiàn)整車所有控制類功能集成， 如高壓能量管理、 低壓電源管理、 扭矩控制、 車身電子控制、 網(wǎng)關(guān)、 存儲(chǔ)等功能；另外 ICAS1 連接診斷接口和 T-BOX，實(shí)現(xiàn)信息安全設(shè)計(jì)， 并作為 OTA 主控 ECU 實(shí)現(xiàn)整車并行刷寫。ICAS2 作為智能駕駛運(yùn)算中心， 通過(guò)以太網(wǎng)接收 ICAS1 的雷達(dá)和攝像頭信息， 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算處理， 并實(shí)現(xiàn)對(duì)于制動(dòng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的請(qǐng)求。ICAS3 采用一機(jī)多屏控制方式， 通過(guò)以太網(wǎng)接收 ICAS1 和 ICAS2 的需求。另外大眾推出自身 VW.OS， 并采用 Adaptive AUTOSAR（又稱 AUTOSAR AP， AUTOSAR 自適應(yīng)平臺(tái)） 和 SOA 實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用的集成。

沃爾沃的區(qū)域電子電氣架構(gòu)包括 Core System（核心系統(tǒng)） 和 Mechatronic Rim（機(jī)電區(qū)域） ， 如下圖 所示。沃爾沃的 VIU（Vehicle Integration Unit， 整車集成單元） 對(duì)應(yīng)不同整車區(qū)域的感知、 控制與執(zhí)行。沃爾沃的 VCU（Vehicle Computation Unit， 整車計(jì)算單元/整車控制器） 對(duì)應(yīng)車載中央計(jì)算機(jī)， 提供整車智能化所需的算力與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

沃爾沃 EEA 架構(gòu)示意圖

奧迪將采取中央集群計(jì)算方案（Central Computing Cluster ） 。 如下圖所示， 整車劃分為： 驅(qū)動(dòng)域、 能源域、 橫縱向控制域、 駕駛輔助域、 座艙域、 車身舒適域、 信息安全域；不同的域之間通過(guò)高速以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行信息交互， 域內(nèi)采用 CANLIN 等進(jìn)行實(shí)時(shí)低速通信；新架構(gòu)分為傳感器與執(zhí)行器層和承載不同功能的域?qū)樱?車輛的中央計(jì)算單元會(huì)與企業(yè)的后臺(tái)相連接， 奧迪的后臺(tái)會(huì)與 HERE 后臺(tái)相連， 接進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

奧迪 EEA 架構(gòu)示意圖

1.2 國(guó)內(nèi)整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前， 國(guó)內(nèi)主流汽車企業(yè)三化融合車型的電子電氣架構(gòu)方案已從完全分布式控制， 進(jìn)入域集中式控制。 國(guó)內(nèi)造車新勢(shì)力普遍直接采用功能域控到域融合的過(guò)渡方案， 域融合方案普遍集中在智能駕駛和智能座艙。

1.2.1 小鵬汽車G9電子電氣架構(gòu)具領(lǐng)先性

勢(shì)力三強(qiáng)中小鵬汽車在電子電氣架構(gòu)方面走得比較領(lǐng)先，隨著車型從 G3、P7和P5，迭代到 G9 的這套X-EEA3.0電子電氣架構(gòu)，已經(jīng)進(jìn)入到中央集中式電子電氣架構(gòu)。憑借領(lǐng)先一代的架構(gòu)，搭載更高算力SOC芯片及更高算力利用率，小鵬G9或成首款支持 XPILOT 4.0 智能輔助駕駛系統(tǒng)的量產(chǎn)車。

小鵬P7搭載小鵬第二代電子電氣架構(gòu)，具備混合式的特點(diǎn)：

分層域控——功能域控制器（ 智駕域控制器、車身域控制器、動(dòng)力域控制器等模塊）與中央域控制器并存；

跨域整合——域控制器覆蓋多重功能，保留局部的傳統(tǒng) ECU；

混合設(shè)計(jì)——傳統(tǒng)的信號(hào)交互和服務(wù)交互成為并存設(shè)計(jì)。

因此 CAN 總線和以太網(wǎng)總線并存，大數(shù)據(jù)/實(shí)時(shí)性交互均得以保證；以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)少，對(duì)網(wǎng)關(guān)要求低。

因此CAN總線和以太網(wǎng)總線并存，大數(shù)據(jù)/實(shí)時(shí)性交互均得以保證；以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)少，對(duì)網(wǎng)關(guān)要求低。小鵬第二代電子電氣架構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)ECU數(shù)量減少約60%，硬件資源實(shí)現(xiàn)高度集成，大部分的車身功能遷移至域控制器，中央處理器可實(shí)現(xiàn)支持儀表、信息娛樂(lè)系統(tǒng)以及智能車身相關(guān)控制的大部分功能，同時(shí)集成中央網(wǎng)關(guān)，兼容 V2X 的協(xié)議，支持車與車的局域網(wǎng)的通信，支持車與云端的互聯(lián)，車與遠(yuǎn)程數(shù)字終端的連接功能。小鵬汽車的智能駕駛域控制器，集成了高速NGP、城市GNP及泊車功能。小鵬輔助駕駛采用激光雷達(dá)視覺(jué)融合方案，與特斯拉的純視覺(jué)方案不同，這就導(dǎo)致兩者硬件架構(gòu)不同，對(duì)于通訊帶寬、計(jì)算能力的要求也不一樣。

小鵬汽車將其X-EEA3.0電子電氣架構(gòu)稱為“讓智能汽車在未來(lái)永不落伍的秘密”。根據(jù)公司披露的首搭于 G9的電子電氣架構(gòu)的信息，未來(lái) G9可以升級(jí)和優(yōu)化的潛力較大。

X-EEA 3.0硬件架構(gòu)方面，采用中央超算（C-DCU）+區(qū)域控制（Z-DCU）的硬件架構(gòu)，中央超算包含車控、智駕、座艙3個(gè)域控制器，區(qū)域控制器為左右域控制器，將更多控制件分區(qū)，根據(jù)就近配置的原則，分區(qū)接管相應(yīng)功能，大幅縮減線束。

得益于小鵬汽車的全棧自研能力，新架構(gòu)做到了硬件和軟件的深度集成，不僅實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，也實(shí)現(xiàn)軟件分層解耦，可使得系統(tǒng)軟件平臺(tái)、基礎(chǔ)軟件平臺(tái)、智能應(yīng)用平臺(tái)分層迭代，把車輛的底層軟件和基礎(chǔ)軟件與智能、科技、性能相關(guān)的應(yīng)用軟件脫離開(kāi)，在開(kāi)發(fā)新功能時(shí)，只需要對(duì)最上層的應(yīng)用軟件進(jìn)行研究和迭代就可以，縮短了研發(fā)周期和技術(shù)壁壘， 用戶也能夠享受到車的快速迭代。

系統(tǒng)軟件平臺(tái)：基于外購(gòu)代碼做部分定制開(kāi)發(fā)，隨整車基礎(chǔ)軟件平臺(tái)凍結(jié)而凍結(jié)， 可復(fù)用于不同車型；

基礎(chǔ)軟件平臺(tái)：多個(gè)整車基礎(chǔ)功能軟件均形成標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口且在車輛量產(chǎn)前凍結(jié)， 可復(fù)用于不同車型；

智能應(yīng)用平臺(tái)：如自動(dòng)駕駛、智能語(yǔ)音控制、智能場(chǎng)景等功能，可實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)發(fā)和迭代。

X-EEA 3.0 數(shù)據(jù)架構(gòu)方面，域控制器設(shè)置內(nèi)存分區(qū)，升級(jí)運(yùn)行互不干涉，便用車邊升級(jí)，30分鐘可升級(jí)完成。

通信架構(gòu)方面， X-EEA3.0 在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了以千兆以太網(wǎng)為主干的通信架構(gòu)，同時(shí)支持多通訊協(xié)議，讓車輛在數(shù)據(jù)傳輸方面更快速。從G9 搭載的新一代電子電氣架構(gòu)可以看出，小鵬在骨干網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和面向 SOA 的方向起步較早。

X-EEA 3.0 電力架構(gòu)方面， 可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景式精準(zhǔn)配電，可根據(jù)駕駛、第三空間等不同用車場(chǎng)景按需配電，比如在路邊等人時(shí)，可以只對(duì)空調(diào)、座椅調(diào)節(jié)、音樂(lè)等功能供電，其他部分?jǐn)嚯?，這樣就能實(shí)現(xiàn)節(jié)能耗節(jié)省，提高續(xù)航里程。車輛定期自診斷，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，引導(dǎo)維修，以科技手段賦能售后。

1.2.2 極氪001汽車電子電氣架構(gòu)

極氪汽車已量產(chǎn)（車型：極氪 001） 的電子電氣架構(gòu)是功能域集中式架構(gòu) ，由四大功能域主控承擔(dān)整車級(jí)別的各域功能邏輯軟件部署中心的角色， 將絕大多數(shù)傳感器和執(zhí)行器的控制邏輯與整車功能應(yīng)用進(jìn)行分離， 大部分普通 ECU 作為純粹的傳感和執(zhí)行控制單元， 功能域內(nèi)跨子系統(tǒng)和子系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯接口交互在域控內(nèi)部即可完成， 跨域信息交互通過(guò) Flexray（高速容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議） 和以太網(wǎng)為主干網(wǎng)的雙網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。ECU 實(shí)現(xiàn)功能業(yè)務(wù)應(yīng)用和執(zhí)行器控制邏輯的解耦， 功能接口模塊化、 標(biāo)準(zhǔn)化、 開(kāi)放化。在電子硬件集成度上， 域控集成了大量的簡(jiǎn)單 I/O 驅(qū)動(dòng) ，復(fù)雜的執(zhí)行器和傳感器作為獨(dú)立的電子單元通過(guò)CAN/LIN/A2B/LVDS 等網(wǎng)絡(luò)連接在各自的域控上， 一定程度上縮減了 ECU 數(shù)量、 降低了整車成本。

極氪汽車 EEA 架構(gòu)示意圖

1.2.3 華為CCA架構(gòu)

華為基于自身的 ICT 技術(shù)為積累， 推出華為 CCA 架構(gòu)為基礎(chǔ)的全棧式解決方案 。其中底層的基礎(chǔ)是“計(jì)算+通信”為核心的 CCA 架構(gòu)， 用以太環(huán)網(wǎng)作為車載通信主干網(wǎng)絡(luò)， 實(shí)現(xiàn)了“功能域”+“區(qū)域”的集成。以太環(huán)網(wǎng)+VIU 區(qū)域控制器構(gòu)建車內(nèi)通信架構(gòu)。整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)置 3-5 個(gè) VIU， 相應(yīng)的傳感器、 執(zhí)行器甚至部分 ECU 就近接入， 實(shí)現(xiàn)電源供給、 電子保險(xiǎn)絲、 I/O 口隔離等功能。VIU 之間通過(guò)高速以太網(wǎng)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接， 確保整車網(wǎng)絡(luò)高效率和高可靠。在整車通信架構(gòu)之上， 設(shè)置智能座艙域控制器 CDC、 智能駕駛域控制器 MDC 和整車控制VDC， 共同完成信息娛樂(lè)、 自動(dòng)駕駛、 整車及底盤域的控制。

1.3 國(guó)內(nèi)外架構(gòu)整體方案對(duì)比

總體而言， 國(guó)內(nèi)整車企業(yè)電子電氣架構(gòu)整體方案與國(guó)外傳統(tǒng)整車企業(yè)方案相當(dāng)， 都處在功能域控或功能域控到域融合的過(guò)渡階段。 不過(guò)， 國(guó)內(nèi)方案相對(duì)比在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位的特斯拉架構(gòu)方案， 大概有 3~5 年的的差距，這些差距主要體現(xiàn)在：

a. 功能軟件設(shè)計(jì)模型方面， 國(guó)內(nèi)整車企業(yè)自主設(shè)計(jì)車載核心功能較少， 缺少開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證能力積累。

b. 架構(gòu)設(shè)計(jì)的模型庫(kù)方面， 尤其是在智能駕駛功能方面， 國(guó)外主流整車企業(yè)在開(kāi)發(fā)智能駕駛功能時(shí)均基于較為完善的功能模型庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證， 以確保智能駕駛的可靠性和安全性。而國(guó)內(nèi)各整車企業(yè)在智能駕駛功能模型的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域還處于空白階段， 大部分需要依靠國(guó)外供應(yīng)商或者第三方技術(shù)支持才能開(kāi)展智能駕駛設(shè)計(jì)工作。另外， 智能駕駛的場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)也是目前國(guó)內(nèi)整車企業(yè)的儲(chǔ)備軟肋。

c. 控制器底層軟件方面， 市場(chǎng)底層軟件多為國(guó)外產(chǎn)品， 我國(guó)產(chǎn)品的應(yīng)用范圍少、 用量少， 很難發(fā)展完善；

d. 主流車載總線技術(shù)方面， 技術(shù)被國(guó)外壟斷， 難以滿足國(guó)內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車在通信方面需求；

e. 汽車電子基礎(chǔ)軟件方面， 國(guó)外汽車行業(yè)已較成熟（日本汽車軟件標(biāo)準(zhǔn)化組織 JASPAR和歐洲 AUTOSAR 體系） ， 而國(guó)內(nèi)屬于發(fā)展初期。另外， 汽車電子底層軟件主要依賴國(guó)外零部件供應(yīng)商。

f. 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面， 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的通信網(wǎng)絡(luò)需要滿足大帶寬、 高實(shí)時(shí)性的要求，車載以太網(wǎng)作為車載網(wǎng)絡(luò)中的主干網(wǎng)是新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的必然趨勢(shì)。國(guó)際上基于車載以太網(wǎng)的新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>結(jié)構(gòu)以及通信協(xié)議已經(jīng)基本成型，而國(guó)內(nèi)車載以太網(wǎng)的研究和應(yīng)用較少， 無(wú)法在車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后快速進(jìn)入應(yīng)用階段。

g. 冗余技術(shù)方面， 冗余技術(shù)在保證未來(lái)智能汽車安全性和可靠性方面具有十分重要的作用， 國(guó)際上領(lǐng)先的電子電氣架構(gòu)研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出多種冗余方式， 將冗余技術(shù)應(yīng)用在整個(gè)電子電氣架構(gòu)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中。國(guó)內(nèi)目前更多將冗余技術(shù)應(yīng)用于高級(jí)別自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中。

二、產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 電子電氣架構(gòu)演進(jìn)

傳統(tǒng)汽車采用的分布式 EEA 因計(jì)算能力不足、 通訊帶寬不足、 不便于軟件升級(jí)等瓶頸，無(wú)法滿足現(xiàn)階段汽車發(fā)展的需求， EEA 升級(jí)將助力智能汽車實(shí)現(xiàn)跨越式革新。博世提出了眾所周知的電子電氣架構(gòu)技術(shù)路線圖， 并描繪了未來(lái)電子架構(gòu)的主要特征及可能的實(shí)現(xiàn)時(shí)間點(diǎn)。其中的兩個(gè)重要標(biāo)志性節(jié)點(diǎn)依然值得強(qiáng)調(diào)， 即 DCU（域控制器） 或 HPC（高性能計(jì)算機(jī)）平臺(tái)的出現(xiàn)， 以及統(tǒng)一的基礎(chǔ)軟件平臺(tái)的出現(xiàn)， 標(biāo)志著 EEA 的本質(zhì)進(jìn)化。

a.在基于域控的集中式架構(gòu)之下， 各個(gè)功能部件均成為獨(dú)立的域， 在每個(gè)域之下有相應(yīng)的控制功能集合。域與域之間可以做到安全隔離， 也可以根據(jù)需求進(jìn)行通信和互操作， 形成類似以太網(wǎng)總線上的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)， 變成了松散耦合的架構(gòu)。各域控制器完成各自的的數(shù)據(jù)處理， 并在域本地完成決策， 只通過(guò)中央網(wǎng)關(guān)與其它域控制器交換所需數(shù)據(jù)。其中， 與自動(dòng)駕駛相關(guān)的傳感數(shù)據(jù)由自動(dòng)駕駛域控制器處理后進(jìn)行決策。

b.跨域融合架構(gòu)：為進(jìn)一步提升性能， 滿足協(xié)同執(zhí)行又減少成本， 跨域融合集中化方案應(yīng)運(yùn)而生， 即將兩個(gè)或者多個(gè)集成型域控制器合并為一個(gè)域控制器。比如動(dòng)力域和底盤域的合并、 車身域與智能座艙域的合并， 座艙域和自動(dòng)駕駛域再集成至同一控制器硬件， 達(dá)到部分程度的中央域控。該架構(gòu)示意圖如下圖所示：

c.在未來(lái)， 隨著高級(jí)別自動(dòng)駕駛的規(guī)?；瘧?yīng)用， 汽車電子及軟件功能大幅增長(zhǎng)， 架構(gòu)形式將向基于中央計(jì)算平臺(tái)的整車集中式電子電氣架構(gòu)演進(jìn)：各采集、 執(zhí)行節(jié)點(diǎn)將原始數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)街醒肟刂破魈幚恚?所有數(shù)據(jù)的處理與決策制定都在這里完成。其中， 與自動(dòng)駕駛相關(guān)的傳感數(shù)據(jù)也將由中央控制器處理后進(jìn)行決策。

d.最終電子電氣架構(gòu)將向車路云協(xié)同架構(gòu)發(fā)展。車路云協(xié)同架構(gòu)是利用新一代信息與通信技術(shù)， 將車、 路、 云的物理層、 信息層、 應(yīng)用層連為一體， 進(jìn)行融合感知、 決策與控制，可實(shí)現(xiàn)車輛行駛和交通運(yùn)行安全、 效率等性能綜合提升的一種信息物理系統(tǒng)。

而整車中央集中化階段和跨域融合階段的本質(zhì)不同是：一， 軟硬件完全分離， 且所有的ECU/DCU 共享同一套基礎(chǔ)軟件平臺(tái)。二， 相互獨(dú)立的功能應(yīng)用搭載在一套高算力的車載計(jì)算機(jī)（HPC） 上， 且它的算力遠(yuǎn)超階段二的 DCU。三， 基礎(chǔ)軟件平臺(tái)+功能獨(dú)立+HPC 將帶來(lái)規(guī)?；?， 即一套架構(gòu)可以承載任何形式、 數(shù)量的功能及服務(wù)。

2.2 整車計(jì)算平臺(tái)形態(tài)演進(jìn)

整車計(jì)算平臺(tái)主要分為三個(gè)部分， 自動(dòng)駕駛集成平臺(tái)（ADIP， Automated Driving Integration Platform） 、 車控集成平臺(tái)（VIP， Vehicle Integration Platform） 以及座艙集成平臺(tái)（CIP， Cockpit Integration Platform）。VIP 的主要功能范圍是集成動(dòng)力控制、 車身控制、 網(wǎng)關(guān)功能以及區(qū)域控制器控制和管理；

ADIP 的主要功能范圍是高階自動(dòng)駕駛、 駕駛輔助以及車輛運(yùn)動(dòng)控制；

CIP 的主要功能范圍是娛樂(lè)以及網(wǎng)聯(lián)的功能集。同時(shí)它們之間都有功能交集，正是因?yàn)檫@些功能交集的存在， 整車計(jì)算平臺(tái)的形態(tài)也會(huì)存在多種， 如下圖

整車計(jì)算平臺(tái)功能交集（博世）

針對(duì) ≤ SAE Level 2+ 應(yīng)用場(chǎng)景， 如下圖所示有三種模式：?

整車計(jì)算平臺(tái)三種模式（≤ SAE Level 2+）

Pattern A: 三個(gè)集成平臺(tái)之間相對(duì)獨(dú)立， 適合于 L2+應(yīng)用；

Pattern B1: CIP 集成了 L2+的駕駛輔助功能；

Pattern B2: VIP 集成了 L2+的駕駛輔助功能；

Pattern C: xIP（Cross-domain Integration Platform， 跨域集成平臺(tái)） 集成了所有， 通常 ADIP 和 CIP 整合在一起也屬于這個(gè)范疇；

Pattern B2 方案， 目前的解決方案主要還是外擴(kuò)一個(gè)單獨(dú)的算力芯片進(jìn)行駕駛輔助的感知等處理。

Pattern B1 方案， 目前以及下一代的座艙芯片已有足夠的算力去直接集成駕駛輔助的功能， 無(wú)需單獨(dú)的硬件芯片， 一些整車企業(yè)已經(jīng)把集成泊車功能作為第一步， 進(jìn)一步集成 L2+的行車功能。

VIP 功能主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力控制、 網(wǎng)關(guān)以及車身等基礎(chǔ)功能， 對(duì)于實(shí)時(shí)性有很高的要求。駕駛輔助功能是以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)方式， 持續(xù)頻繁地進(jìn)行軟件迭代。把 VIP 和輔助駕駛功能糅合在一起， 復(fù)雜程度會(huì)很大， 并且在成本效率上也沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)。因此 Pattern B1 方案會(huì)優(yōu)于 Pattern B2 方案。

總體而言， Pattern A 目前仍然會(huì)是實(shí)現(xiàn) L2+的主要架構(gòu)形式， 單獨(dú)的 ADIP 允許接入更多的傳感器， 可以實(shí)現(xiàn)更多的功能場(chǎng)景；針對(duì) L2+的應(yīng)用， Pattern B1 會(huì)優(yōu)于 Pattern B2；長(zhǎng)期發(fā)展方向會(huì)向著 Pattern C 去演變。

針對(duì) ≥ SAE Level 3 應(yīng)用場(chǎng)景， 如下圖所示有三種模式：?

整車計(jì)算平臺(tái)三種模式（≥ SAE Level 3）

針對(duì)≥L3 應(yīng)用， 自動(dòng)駕駛的冗余是必要的：

Pattern A：ADIP 內(nèi)部或外部冗余

Pattern B1: ADIP 和 CIP 組成冗余

Pattern B2: ADIP 和 VIP 組成冗余

Pattern C: xIP 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)冗余

總體而言， 針對(duì) L3 或以上的應(yīng)用， Pattern A 優(yōu)于 Pattern B1， Pattern B1 優(yōu)于 Pattern B2；長(zhǎng)期發(fā)展方向會(huì)向著 Pattern C 去演變。

2.3 構(gòu)建 SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）

2.3.1 SOA

面向服務(wù)的架構(gòu) SOA（Service-Oriented Architecture） 是一種軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的理念和方法論， 也是 IT 行業(yè)企業(yè)軟件的一種主流架構(gòu)風(fēng)格， 是一個(gè)架構(gòu)組件模型， 將軟件組件（稱為服務(wù)） 通過(guò)定義良好的標(biāo)準(zhǔn)接口和服務(wù)契約聯(lián)系起來(lái)。SOA 架構(gòu)需從傳統(tǒng)電子電氣架構(gòu)的“面向信號(hào)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤懊嫦蚍?wù)”， 將功能獨(dú)立出來(lái)。

其核心內(nèi)涵即從本質(zhì)上通過(guò)復(fù)用、 松耦合、 互操作等機(jī)制來(lái)提高軟件質(zhì)量、 加快軟件研發(fā)效率、 使研發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品能夠交互并靈活適應(yīng)業(yè)務(wù)變化。

目標(biāo)是如何最大限度地減少應(yīng)用（或業(yè)務(wù)） 變化對(duì)已部署或正在運(yùn)行的軟件系統(tǒng)帶來(lái)最小的沖擊， 以滿足長(zhǎng)期治理的需求， 實(shí)現(xiàn)服務(wù)架構(gòu)隨應(yīng)用變化可持續(xù)性演化。

2.3.2 軟件的工業(yè)化生產(chǎn)

面對(duì)車載軟件龐大且仍在增加的軟件代碼量， 汽車行業(yè)開(kāi)始借鑒 ICT（信息通信技術(shù)）行業(yè)的“軟件工廠”理念。比如戴姆勒旗下的全資軟件開(kāi)發(fā)公司 MBition 正在打造軟件工廠，根據(jù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目需求， 通過(guò)對(duì)軟件組件的標(biāo)準(zhǔn)化、 結(jié)構(gòu)化運(yùn)用， 實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)發(fā)。正如傳統(tǒng)制造業(yè)在上世紀(jì)初引入福特式流水線生產(chǎn)那樣， 軟件開(kāi)發(fā)也正在從“定制化手工制作”向“自動(dòng)化產(chǎn)線制造”轉(zhuǎn)變。

軟件工廠需為開(kāi)發(fā)者提供可行的軟件框架、 配套的開(kāi)發(fā)指令、 預(yù)設(shè)的程序模板、 可復(fù)用的代碼以及伴隨開(kāi)發(fā)進(jìn)程可以連續(xù)測(cè)試的環(huán)境。在此基礎(chǔ)上， 當(dāng)軟件工廠收到一項(xiàng)開(kāi)發(fā)需求時(shí)， 開(kāi)發(fā)者能夠根據(jù)工廠現(xiàn)有能力拆解需求模塊， 并將其分配至各個(gè)“產(chǎn)品線”， 每個(gè)產(chǎn)品線再根據(jù)新需求識(shí)別可以復(fù)用和需要新開(kāi)發(fā)的部分， 判斷開(kāi)發(fā)工作所需資源， 最后部署開(kāi)發(fā)、測(cè)試工具并完成任務(wù)。相比于傳統(tǒng)的“手工”開(kāi)發(fā)模式， 軟件工廠可以提升軟件產(chǎn)品的一致性、品質(zhì)和開(kāi)發(fā)效率， 提前識(shí)別開(kāi)發(fā)工作量， 前置風(fēng)險(xiǎn)， 使整個(gè)開(kāi)發(fā)和部署流程更可預(yù)測(cè)，大大提升了車企對(duì)軟件工作的資源配置和進(jìn)程管控能力。

2.3.3 軟件與服務(wù)成為差異化的關(guān)鍵

汽車電子電氣架構(gòu)的變革使得汽車硬件體系趨于集中化， 軟件體系的差異化成為汽車價(jià)值差異化的關(guān)鍵。科技公司進(jìn)入汽車行業(yè)推動(dòng)了供應(yīng)鏈生態(tài)體系的變化， 汽車產(chǎn)業(yè)鏈逐漸從整車企業(yè)、 一級(jí)、 二級(jí)供應(yīng)商的線性關(guān)系演變?yōu)楦訌?fù)雜的整車企業(yè)、 供應(yīng)商和科技公司均參與的汽車新生態(tài)體系， 以及整個(gè)產(chǎn)業(yè)覆蓋汽車全生命周期的網(wǎng)狀關(guān)系。商業(yè)模式上也從出售汽車硬件發(fā)展為出售硬件與后續(xù)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。研發(fā)流程也從軟硬件集成開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浻布怦畹莫?dú)立開(kāi)發(fā)。新的整車電子電氣架構(gòu)構(gòu)成了未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心， 軟件和服務(wù)能力將成為未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)里最為重要的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3.4 標(biāo)準(zhǔn)化的軟件架構(gòu)將逐步建立

汽車軟件架構(gòu)走向分層化、 模塊化， 使得應(yīng)用層功能夠在不同車型、 硬件平臺(tái)、 操作系統(tǒng)上復(fù)用， 并且可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口對(duì)應(yīng)用功能進(jìn)行快速迭代升級(jí)。未來(lái)隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越豐富和逐漸固化， 在面向服務(wù)設(shè)計(jì)思想下， 在容器化和虛擬化技術(shù)的支持下， 汽車硬件設(shè)備趨向于具備通用性、 算例化和標(biāo)準(zhǔn)化特性。系統(tǒng)軟件和功能軟件將是汽車行業(yè)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn)。整車企業(yè)將更多聚焦在產(chǎn)品定義、 應(yīng)用算法開(kāi)發(fā)及系統(tǒng)集成匹配等方面， 而底層共性的基礎(chǔ)軟件架構(gòu)等可由專業(yè)的供應(yīng)商提供。

2.3.5 汽車產(chǎn)業(yè)格局將被重塑

在軟件定義汽車時(shí)代， 整車企業(yè)為了掌握主導(dǎo)權(quán)并降低高昂的研發(fā)成本， 往往會(huì)選擇直接與具備較強(qiáng)的獨(dú)立算法研發(fā)能力的軟件供應(yīng)商合作， 因此這些軟件供應(yīng)商一躍成為了 Tier1廠商。未來(lái)， 軟件供應(yīng)商的盈利模式有望發(fā)生轉(zhuǎn)變， 基礎(chǔ)平臺(tái)開(kāi)發(fā)以許可費(fèi)的形式收費(fèi)， 功能模塊以版權(quán)費(fèi)的形式收費(fèi)及定制化的二次開(kāi)發(fā)費(fèi)用等?！坝布A(yù)埋， 軟件升級(jí)”成為當(dāng)下車企的主流策略， 至 2025 年將成為 L3 及更高級(jí)別自動(dòng)駕駛發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)， 具有領(lǐng)先軟件和算法能力的車企、 軟件供應(yīng)商有望獲得重要發(fā)展機(jī)遇。

從長(zhǎng)期來(lái)看， SOA 將重構(gòu)汽車生態(tài)， 汽車行業(yè)或?qū)?fù)制 PC 和智能手機(jī)的軟件分工模式。車企可通過(guò)自建或與供應(yīng)商合作搭建操作系統(tǒng)和 SOA 平臺(tái)， 引入大量算法供應(yīng)商和合作伙伴等形成開(kāi)發(fā)者生態(tài)圈， 汽車行業(yè)上下游參與者各自的角色與定位將發(fā)生根本

2.4 通信架構(gòu)升級(jí)

隨著新一代架構(gòu)的發(fā)展和自動(dòng)駕駛的應(yīng)用， 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)為高帶寬、 低延時(shí)、高可靠、 車云協(xié)同。汽車網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)朝向多網(wǎng)絡(luò)、 高帶寬、 低延時(shí)、 多冗余、 高可靠等方向發(fā)展， 同時(shí)打破核心技術(shù)壟斷， 提升自主化率， 逐步實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)超越。

車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢(shì)

預(yù)計(jì)至 2025 年， CANFD-XL、 10Base-T1S、 2.5G+Base-T1 等車載總線技術(shù)將趨于成熟，逐漸量產(chǎn)應(yīng)用。

預(yù)計(jì)至 2025 年， 隨著中央計(jì)算+區(qū)域控制器的架構(gòu)逐漸實(shí)施， 將逐漸發(fā)展為以 1G+車載以太網(wǎng)為骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)， 結(jié)合 AVB/TSN、 SOME/IP、 DDS 等傳輸協(xié)議， 解決低時(shí)延、 高帶寬、 高同步、 高冗余應(yīng)用場(chǎng)景傳輸需求。

通信技術(shù)正在快速演進(jìn)中， 從 CAN 到 CANFD 到 CAN XL, 從 100M 以太網(wǎng)到 1G 以太網(wǎng)到 2.5G 以太網(wǎng)， 甚至 10G 以太網(wǎng)的技術(shù)。

自動(dòng)駕駛需要以更快速度采集并處理更多數(shù)據(jù)， 傳統(tǒng)汽車總線無(wú)法滿足低延時(shí)、 高吞吐量要求。因此， 集帶寬更寬、 低延時(shí)等諸多優(yōu)點(diǎn)的以太網(wǎng)有望成為未來(lái)車載網(wǎng)絡(luò)骨干。2015 年首個(gè)車載以太網(wǎng)規(guī)范 100Base-T1 發(fā)布，僅需要一對(duì)雙絞線進(jìn)行傳輸， 可以減少 70-80%的連接器成本， 減少 30%以上的重量， 并且能夠有效的滿足車內(nèi) EMC（電磁兼容性） 電磁干擾的要求。隨著 1000BASE-T1 以及更高帶寬 NGBase-T1 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的不斷推出， 以太網(wǎng)有望成為未來(lái)智能汽車時(shí)代的車載主干網(wǎng)絡(luò)。不過(guò)為了不使零部件成本和線纜重量急劇增加， 并且盡可能降低技術(shù)升級(jí)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)， 各域內(nèi)依然保持 CAN/CAN FD 的連接架構(gòu)。

2.5 功能安全、 網(wǎng)絡(luò)安全升級(jí)

隨著汽車智能化程度的不斷提高， 面對(duì)車內(nèi)外通信的復(fù)雜環(huán)境和未知情況， 必須提高安全策略級(jí)別以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的外部環(huán)境。汽車架構(gòu)的初期設(shè)計(jì)中需充分考慮安全保障， 并在在整個(gè)產(chǎn)品使用生命周期內(nèi)確保安全性。根據(jù)新一代電子電氣架構(gòu)的正向開(kāi)發(fā)方式， 利用用戶思維、 軟件思維和硬件思維從整車、 系統(tǒng)和部件的角度開(kāi)展從上到下的架構(gòu)設(shè)計(jì)， 將安全體系融入其中， 并在汽車的整個(gè)生命周期內(nèi)對(duì)安全保障進(jìn)行維護(hù)。汽車的智能化使得監(jiān)管和法規(guī)將《機(jī)器人安全總則》 三法則延伸到汽車產(chǎn)業(yè)上。所以最近這十年來(lái)， 汽車安全的監(jiān)管和法規(guī)呈現(xiàn)三個(gè)趨勢(shì)：

從結(jié)果安全逐步向架構(gòu)、 設(shè)計(jì)、 開(kāi)發(fā)、 構(gòu)建、 集成與測(cè)試、 生產(chǎn)制造等全過(guò)程安全可控?cái)U(kuò)展；

從功能安全向網(wǎng)絡(luò)、 數(shù)據(jù)、 隱私等安全與合規(guī)擴(kuò)展；汽車數(shù)字體驗(yàn)需要不斷地獲取數(shù)據(jù)和服務(wù)， 而且功能要始終保持更新， 因此必須從一開(kāi)始就在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中考慮數(shù)據(jù)安全；

從整車安全向每個(gè)部件安全擴(kuò)展。

2.6 計(jì)算芯片短期分化與長(zhǎng)期融合

2.6.1 自動(dòng)駕駛高性能芯片的定制化

由于自動(dòng)駕駛算法仍具有高度不確定性， 芯片方案需兼顧目前 AI 算法的算力要求和靈活性， GPU（圖形處理器） +FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列） 的組合受到大多數(shù)玩家的青睞。當(dāng)自動(dòng)駕駛技術(shù)路線相對(duì)成熟且進(jìn)入大規(guī)模商用的階段后， GPU 也難以勝任對(duì)更多空間信息的整合處理， 需要定制的專用集成電路 ASIC（特定用途集成電路） 。ASIC 芯片可在相對(duì)低水平的能耗下， 提升車載信息的數(shù)據(jù)處理速度， 雖然研發(fā)和首次“開(kāi)?！背杀靖撸?但量產(chǎn)成本低， 是算法成熟后理想的規(guī)模化解決方案。然而， 魚和熊掌不可兼得， 低功耗、 大算力、 可編程靈活性（以應(yīng)對(duì)算法的快速升級(jí)） 在短期內(nèi)是無(wú)法完美兼顧的。

多核 SoC 將成為未來(lái)智能座艙主控芯片的主流。豐富生態(tài)的中控大屏系統(tǒng)、 “一芯多屏”系統(tǒng)、 AR-HUD 等多屏場(chǎng)景需求需要多核 SoC 進(jìn)行支持。多核 SoC 芯片技術(shù)解決方案發(fā)展呈現(xiàn)多樣化， 如車機(jī)主控芯片+MCU 兼顧安全的方案以及集成式的座艙域控制器方案。

2.6.2 芯片的長(zhǎng)期兼容與融合

遠(yuǎn)期來(lái)看， 負(fù)責(zé)不同域的芯片架構(gòu)將呈現(xiàn)兼容與融合趨勢(shì)。如前文所述， 短期內(nèi)自動(dòng)駕駛高性能芯片和座艙主控芯片分別演進(jìn)。究其原因， 座艙應(yīng)用場(chǎng)景和芯片性能要求已相對(duì)明晰， 并且消費(fèi)電子級(jí)芯片可滿足座艙現(xiàn)有場(chǎng)景需求， 消費(fèi)電子芯片可以利用規(guī)模優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)低成本商業(yè)化開(kāi)發(fā)；相反， 自動(dòng)駕駛技術(shù)路線尚不成熟， 其人工智能算法所要求的芯片性能遠(yuǎn)高于目前消費(fèi)電子芯片的能力， 因而在自身技術(shù)路線選擇下進(jìn)行高成本、 小規(guī)模開(kāi)發(fā)應(yīng)用。據(jù)羅蘭貝格預(yù)測(cè)， 2030 年以后， 隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)路線的逐漸成熟， 高性能芯片進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化生產(chǎn)階段， 其與座艙主控芯片進(jìn)一步向中央計(jì)算芯片融合， 從而通過(guò)集成進(jìn)一步提升運(yùn)算效率并降低成本， 但由于自動(dòng)駕駛和座艙安全要求不同， 滿足安全要求將成為融合的前提。

三、問(wèn)題和挑戰(zhàn)

3.1 基礎(chǔ)軟件平臺(tái)規(guī)范、 接口不統(tǒng)一， 服務(wù)化架構(gòu)剛起步

3.1.1 平臺(tái)規(guī)范層面

對(duì)于車載基礎(chǔ)軟件來(lái)說(shuō)， 如何滿足整車電子電氣架構(gòu)變化的需求， 是值得深入探討的關(guān)鍵問(wèn)題。一方面， 基礎(chǔ)軟件平臺(tái)需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并兼容不同整車企業(yè)的應(yīng)用， 另一方面， 基礎(chǔ)軟件平臺(tái)安全性需要重點(diǎn)加以考慮， 并給出系統(tǒng)性解決方案。

無(wú)論是域集中式架構(gòu)還是基于中央計(jì)算平臺(tái)的架構(gòu)， 整車功能設(shè)計(jì)， 控制邏輯都離不開(kāi)高性能計(jì)算單元。高性能計(jì)算單元的引入增加了基礎(chǔ)軟件平臺(tái)的復(fù)雜度， 整車功能設(shè)計(jì)如何把握和駕馭這種復(fù)雜度成為首要問(wèn)題。同時(shí)， 基于 SOA 的整車設(shè)計(jì)和功能服務(wù)化理念也對(duì)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)產(chǎn)生了重要影響， 如何滿足新的設(shè)計(jì)和功能， 實(shí)現(xiàn)未來(lái)需求也是亟待解決的問(wèn)題。

電子電氣架構(gòu)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)技術(shù)和測(cè)試要求的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范參考有助于形成軟件定義汽車的行業(yè)共識(shí)， 降低整車企業(yè)、 零部件供應(yīng)商等之間的溝通成本， 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件復(fù)用， 提高開(kāi)發(fā)效率。不過(guò)國(guó)內(nèi)汽車基礎(chǔ)軟件平臺(tái)產(chǎn)業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)化及產(chǎn)業(yè)發(fā)展剛起步， 各行業(yè)組織或企業(yè)切入方式和領(lǐng)域不同， 有待形成進(jìn)一步的共識(shí)。于此同時(shí)， 基礎(chǔ)軟件平臺(tái)的安全性也應(yīng)從整車電子電氣架構(gòu)視角考慮信息安全、 功能安全、 通信安全等。

3.1.2 接口層面

接口標(biāo)準(zhǔn)化主要是為智能駕駛、 智能交互等應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)行環(huán)境和服務(wù)， 滿足不同硬件外設(shè)可擴(kuò)展、 即插即用以及功能/應(yīng)用軟件包可升級(jí)、 可復(fù)用， 高效實(shí)現(xiàn)和互操作， 實(shí)現(xiàn)軟硬件分層解耦， 滿足跨平臺(tái)、 跨車型、 可擴(kuò)展等要求。

當(dāng)前汽車傳感器、 執(zhí)行器等設(shè)備的物理接口、 電氣接口和通信接口還未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。以執(zhí)行器為例， 執(zhí)行器的物理接口受限于供應(yīng)商及整車企業(yè)的布置以及產(chǎn)品延續(xù)性等因素， 其標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程較為艱難， 目前只局限于單個(gè)供應(yīng)商內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)化或是單個(gè)整車企業(yè)內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)化。執(zhí)行器的電氣接口當(dāng)前多數(shù)為硬線驅(qū)動(dòng)， 由于執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)方式不同， 導(dǎo)致其硬線的電氣接口也不盡相同；但這些年已慢慢向 CAN 或 LIN 接口的智能執(zhí)行器方向發(fā)展， 節(jié)省大量的硬線線束與 ECU 硬線接口， 省去了接口電路的匹配工作， 診斷與刷寫程序更加便捷， 狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及故障診斷信息更加豐富， 為 ECU 電氣接口的通用化、 標(biāo)準(zhǔn)化提供了保障；而執(zhí)行器的通信接口標(biāo)準(zhǔn)化目前還局限于單個(gè)供應(yīng)商內(nèi)部或是單個(gè)整車企業(yè)內(nèi)部， 待電氣接口標(biāo)準(zhǔn)化后逐步完備。

此外， 在遠(yuǎn)程服務(wù)和車云通信方面， 除了 GB/T 32960《電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》 規(guī)定了電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)中協(xié)議結(jié)構(gòu)、 通信連接、 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)與定義、數(shù)據(jù)單元格式與定義， 其他智能駕駛車輛功能的車云交互數(shù)據(jù)種類、 格式、 協(xié)議以及信號(hào)各類屬性的標(biāo)準(zhǔn)化工作暫未有統(tǒng)一性的成果發(fā)布。

智能網(wǎng)聯(lián)和智能駕駛技術(shù)正在日新月異的進(jìn)化中， 各汽車企業(yè)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用電子電氣架構(gòu)的技術(shù)路線各異， 架構(gòu)服務(wù)化程度各異， 設(shè)備抽象和原子服務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車有著顯著價(jià)值， 同時(shí)接口標(biāo)準(zhǔn)化工作剛剛起步也面臨著極大的挑戰(zhàn)。

3.2 自主開(kāi)發(fā)操作系統(tǒng)內(nèi)核和虛擬化軟件的挑戰(zhàn)。

隨著汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展， 分布式架構(gòu)向集中式架構(gòu)過(guò)渡， 這需要域控制器在軟件層面利用虛擬化技術(shù)在一個(gè)處理器上集成多個(gè)操作系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)。虛擬化軟件層作為支持多個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行的基礎(chǔ)模塊， 其安全性、 隔離性和時(shí)延小成為系統(tǒng)的關(guān)鍵要素。操作系統(tǒng)內(nèi)核和虛擬化軟件是底層操作系統(tǒng)最為核心的基礎(chǔ)模塊， 同時(shí)也是保護(hù)系統(tǒng)安全的核心組件。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的特殊屬性， 要求操作系統(tǒng)內(nèi)核和虛擬化軟件應(yīng)該滿足高實(shí)時(shí)、 高安全、 高性能和高可靠性。在功能安全和信息安全方面面臨著極其嚴(yán)苛的考驗(yàn)。

3.3 工具鏈層面缺乏從電子電氣架構(gòu)概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品系列開(kāi)發(fā)的全過(guò)程的協(xié)同開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

針對(duì)汽車電子電氣系統(tǒng)復(fù)雜的開(kāi)發(fā)過(guò)程， 比如急劇增加的車型功能特性及復(fù)雜度、 不同技術(shù)職能部門相關(guān)人員參與與設(shè)計(jì)交互、 不同車型的特性配置管理與方案評(píng)估等， 電子電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具需提供給用戶一個(gè)完整的協(xié)同開(kāi)發(fā)平臺(tái)， 支持從電子電氣架構(gòu)概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品系列開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。

當(dāng)前工具鏈多為國(guó)外企業(yè)提供， 車規(guī)級(jí)芯片工具鏈平臺(tái)， 包括操作系統(tǒng)、 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE） 、 編譯器、 調(diào)試與燒錄工具、 開(kāi)發(fā)評(píng)估套件、 底層驅(qū)動(dòng)庫(kù)、 USB 協(xié)議棧、 TK 產(chǎn)品應(yīng)用開(kāi)發(fā)包、 無(wú)線產(chǎn)品應(yīng)用開(kāi)發(fā)包， 以及和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)供應(yīng)商合作開(kāi)發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)板級(jí)支持包。

但在面向新一代 EEA 的服務(wù)化設(shè)計(jì)方面， 缺少成熟工具鏈支撐， 特別是需要支持團(tuán)隊(duì)協(xié)作甚至是跨地域的協(xié)作模式的服務(wù)設(shè)計(jì)平臺(tái)， 目前國(guó)內(nèi)外較為缺乏。

3.4 智能網(wǎng)聯(lián)化對(duì)汽車通信技術(shù)提出了大帶寬和高實(shí)時(shí)性的要求。

通信協(xié)議棧是汽車電子電氣架構(gòu)的重要組成部分， 基于 CAN 總線的信號(hào)傳輸已經(jīng)無(wú)法滿足全部需求， 而新型總線的各類傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（如：TSN） 還在不斷完善， 上層應(yīng)用協(xié)議的應(yīng)用生態(tài)還沒(méi)有構(gòu)建完成， 各整車企業(yè)在 SOME/IP、 DDS、 PCIE 的協(xié)議應(yīng)用仍處于論證階段。TSN 國(guó)際、 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中與車載相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不全面， 并且支持 TSN 技術(shù)的芯片沒(méi)有達(dá)到車規(guī)級(jí)應(yīng)用。SOME/IP 通信設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)需實(shí)現(xiàn)基于服務(wù)的信號(hào)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)， 即在功能信號(hào)中提取 “服務(wù)”， 然后進(jìn)行打包傳輸， 開(kāi)發(fā)難度高。

3.5 中央計(jì)算硬件平臺(tái)芯片和設(shè)計(jì)方案尚不成熟

中央集中式電子電氣架構(gòu)下的中央計(jì)算硬件平臺(tái)目前尚無(wú)成熟的芯片和硬件設(shè)計(jì)方案，需要整車與芯片供應(yīng)商和硬件平臺(tái)供應(yīng)商進(jìn)行同步驗(yàn)證開(kāi)發(fā)。同時(shí)， 中央計(jì)算平臺(tái)對(duì)軟件開(kāi)發(fā)能力要求也很高， 需協(xié)同基礎(chǔ)軟件、 應(yīng)用軟件、 軟件集成等資源共同實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)工作。