網(wǎng)關(guān)是車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的核心樞紐,承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸、安全防控、遠(yuǎn)程診斷等功能。
隨著電子電氣架構(gòu)從分布式向集中式域架構(gòu)演進(jìn),中央網(wǎng)關(guān)還承擔(dān)著安全和功能域(如動(dòng)力傳動(dòng)、底盤與安全、車身控制、信息娛樂和ADAS等)之間數(shù)據(jù)的互聯(lián)、處理等功能。
未來,在“中央計(jì)算機(jī)+區(qū)域控制器”架構(gòu)中,中央網(wǎng)關(guān)將演變?yōu)镠PC或中央計(jì)算機(jī);域網(wǎng)關(guān)(Domain Gateway )將演變?yōu)閰^(qū)域網(wǎng)關(guān)(Zonal Gateway)。
網(wǎng)關(guān)在電子電氣架構(gòu)中處于核心地位
來源:NXP
順應(yīng)市場變革,網(wǎng)關(guān)供應(yīng)商推出系列新品
2020年以來,國內(nèi)大部分主機(jī)廠都在發(fā)力功能域架構(gòu),并在中高端車型實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),如小鵬、一汽紅旗、長城等。
順應(yīng)汽車行業(yè)變革趨勢(shì),汽車網(wǎng)關(guān)供應(yīng)商紛紛推出新一代安全網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品,如云馳未來。
2021年8月,云馳未來發(fā)布首款車規(guī)級(jí)5G自動(dòng)駕駛車載安全網(wǎng)關(guān)L3000,采用芯馳科技的G9系列中央網(wǎng)關(guān)處理器,并集成車規(guī)級(jí)以太網(wǎng)、5G/C-V2X、Wi-Fi/BT、高精度GNSS/IMU等模塊,可支持C-V2X、5G等高實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)的傳輸。
來源:云馳未來
為進(jìn)一步簡化架構(gòu),集中算力,提升通信傳輸速率及OTA整車效率等,部分企業(yè)開始嘗試域融合或HPC等方案。其中,車身與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)集成成為首選方案。
2020年12月,歐菲光便推出了第五代車身域控制器,將車身域與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行融合,減少了總線信號(hào)傳輸的時(shí)延,提高了系統(tǒng)間信息共享的深度。
歐菲光第五代車身域控制器
來源:歐菲光;佐思汽研
2020年,大陸集團(tuán)第一代車身高性能計(jì)算單元(Body HPC)作為車載應(yīng)用服務(wù)器(ICAS1),在大眾汽車基于MEB平臺(tái)的ID.3量產(chǎn)。2021年,又在ID.4上落地。
大陸的車身HPC將先前單獨(dú)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)關(guān)功能與車身控制器功能相結(jié)合,可作為所有網(wǎng)聯(lián)服務(wù)的中央網(wǎng)關(guān),提供數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)安全功能,并支持車輛OTA功能更新和升級(jí)。
大眾基于MEB平臺(tái)的ICAS架構(gòu)
來源:大眾汽車
2021年,大陸集團(tuán)還與廣汽研究院達(dá)成戰(zhàn)略合作,將為廣汽引入高性能中央計(jì)算單元硬件及基礎(chǔ)軟件平臺(tái)開發(fā),打造領(lǐng)先的電子電氣架構(gòu)。
未來,大陸集團(tuán)的HPC將集成更多功能,如ADAS等。
大陸集團(tuán)HPC量產(chǎn)計(jì)劃
來源:大陸集團(tuán)
高性能網(wǎng)關(guān)處理器引發(fā)新一輪“爭奪戰(zhàn)”
高性能網(wǎng)關(guān)處理器是智能汽車面向SOA架構(gòu)變革的核心,已引發(fā)新一輪“爭奪戰(zhàn)”。
2020年以來,NXP、瑞薩電子、TI、英飛凌等市場領(lǐng)先的網(wǎng)關(guān)處理器供應(yīng)商紛紛推出新一代網(wǎng)關(guān)芯片及解決方案。
2020年1月,TI 發(fā)布基于Jacinto 7處理器平臺(tái)的DRA829V網(wǎng)關(guān)處理器;
2020年3月,ST發(fā)布面向汽車網(wǎng)關(guān)和域控制器應(yīng)用的智能網(wǎng)關(guān)平臺(tái)SGP;
2021年6月,NXP基于16nm工藝的新型S32G汽車網(wǎng)絡(luò)處理器量產(chǎn);
2021年10月,瑞薩發(fā)布基于R-Car S4系統(tǒng)的全新汽車網(wǎng)關(guān)解決方案;
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其中,上文提到的應(yīng)用大陸集團(tuán)車身HPC 的大眾ID系列,采用了瑞薩電子R-Car M3 片上系統(tǒng) (SoC),而基于SoC和電源管理IC的R-Car S4系統(tǒng)方案開發(fā)的全新網(wǎng)關(guān)解決方案,將用于下一代汽車計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)、域服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器。
瑞薩基于R-Car S4系統(tǒng)的汽車網(wǎng)關(guān)解決方案
來源:瑞薩
大陸集團(tuán)與廣汽合作的第二代車身HPC,則搭載了NXP最新量產(chǎn)的基于16nm工藝的新型S32G汽車網(wǎng)絡(luò)處理器。
NXP S32G處理器采用16nm制程,算力超過10000DMIPS,是NXP傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)芯片的10倍以上。其結(jié)合了ASIL D的功能安全、硬件HSE加密模塊以及專用通信加速器,適用于服務(wù)型網(wǎng)關(guān)、域控制器和安全域的協(xié)處理器。
NXP S32G網(wǎng)絡(luò)處理器網(wǎng)關(guān)解決方案
來源:NXP
2020年,本土企業(yè)芯馳科技發(fā)布了G9X中央網(wǎng)關(guān)芯片,并基于G9X與一汽集團(tuán)研發(fā)總院聯(lián)合推出“龍馳”中央網(wǎng)關(guān)平臺(tái),未來將搭載在紅旗SUV、智能小巴等車型。
2021年,芯馳科技又推出G9Q,將單核CPU升級(jí)至四核CPU,使其算力進(jìn)一步躍升。
產(chǎn)業(yè)鏈
當(dāng)前,網(wǎng)關(guān)行業(yè)正經(jīng)歷大變革,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)都在爭搶“軟件定義汽車”的紅利。在這場戰(zhàn)役中,處于核心地位的網(wǎng)關(guān)處理器有望成為競爭焦點(diǎn),而隨著更高算力、更低功耗及更低成本網(wǎng)關(guān)芯片的應(yīng)用,必將加快無人汽車時(shí)代的早日到來。
汽車網(wǎng)關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)
來源:佐思汽研《2021-2022年全球及中國汽車網(wǎng)關(guān)產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》