蔚来当前以及下一代网络架构解读

开垦者

如今，对主机厂而言，除了新品发布会，开始搞起了技术日，展示自己的技术实力，包含整车平台架构、电子电气架构、自动驾驶、智能座舱等等，令人眼花缭乱。

对于这些技术落地到后是啥样呢？对于这些很是好奇，之前也分享一些车型的技术信息，比如P5、P7、理想ONE、比亚迪海豚。新势力蔚小理中，还差蔚来的车型技术信息没有分享过，今天就来梳理一下2021款蔚来EC6的一些网络架构技术信息，以及其后续的发展。

01.
EC6的网络架构
蔚来EC6中，主要使用了CAN/LIN/Eth三种总线，其中CAN是主力，LIN主要用于灯光、门、窗的控制，以太网主要用于娱乐系统和ADAS系统的数据通信，这些从网关的接口可以看出一二。



▲图1 中央网关接口定义

从网关接口可以看出，CAN网络分为娱乐CAN、车身CAN、底盘CAN、动力驱动/动力分配CAN、ADASCAN以及ADAS内部CAN等，LIN总线分类为四个系统。

1 车身CAN网络

车身CAN网络主要包含前后车身控制器、后尾门控制器、转向柱控制、空调控制器、中央网关。



▲图2 车身CAN网络
前车身控制器主要负责外部照明系统，包括转向灯、制动尾灯、危险报警等，安全气囊系统，安全带系统，电动车门锁系统，外后视镜系统，内部照明系统，尾门系统，雨刮洗涤系统，无钥匙进入系统，方向盘加热系统，喇叭。其中绝大部分是通过硬件直接控制执行器。

相较于前车身控制器，后车身控制器的功能就少的很了，主要有地板台控制开关系统，后雾除霜系统，充电门系统。后车身控制器虽然也有三个比较大的接插件，但是大部分是预留引脚，感觉后车身控制器怎么用还没有想好，为后续架构优化预留而用的。

2 底盘CAN网络

底盘CAN网络主要包括气囊控制器、主动减震控制器、电助力转向机控制器、制动控制器、空气悬挂控制器、制动压力调节控制器、ADAS控制器。



▲图3 底盘CAN网络
3 动力CAN网络

动力CAN系统大家都很了解，也就是高压CAN网络，包含整车控制器、电池管理系统、高压配电控制器、电机控制器等。

在EC6的CAN网络中，有两个动力CAN网络，分别为动力分配CAN和动力驱动CAN，通常来说动力CAN全是放在一个网络中的，这个有点意思，没有很理解为什么这么分配。



▲图4 动力分配CAN网络



▲图5 动力驱动CAN网络

4 娱乐CAN网络

从名字就很好理解 ，娱乐CAN网络主要包括是数字仪表显示控制器、抬头显示、功放控制、中央显示控制器、无线充电、多媒体显示、NOMI机器人。在EC6上将娱乐又分成了娱乐和信息CAN网络。





▲图6 娱乐信息CAN网络

5 ADAS CAN系统

ADAS CAN系统也分为两个，一个为ADAS内部系统，主要是用于ADAS控制器与毫米波雷达的交互，前测、后侧、前三个方向各一路CAN交互，这里应该是CANFD，除此之外ADAS与网关、驻车雷达等的交互走对外的ADAS CAN。





▲图7 ADAS CAN网络

6 LIN网络系统

EC6上,有十几路LIN总线，主要接在中央网关、前车身控制器、整车控制器，其中绝大部分是挂靠在中央网关上的，具体如下图所示，主要是用于远程或者语音控制车身控制器的附件执行器的，比如语音控车窗升降，通过中控经网关到前车身控制器。





▲图8 LIN网络系统

7 以太网网络

下图是以太网网络的基本组成，主要是用于多媒体主机和ADAS控制器，以及网关对外诊断口的以太网连接，诊断口的以太网链路主要用于软件升级和诊断使用。



▲图9 以太网网络系统

02.
新一代网络架构信息
以上是2021款EC6上的网络架构，而在今年新款的ES7上又有新的变化了，已经在域控架构上又往前走了一步，新的自研底盘域控制器，集成冗余驻车、空气悬架、减震器等控制功能，可以对底盘的舒适性、操控性进行全面调校，支持FOTA升级，迭代更灵活。



▲图10 蔚来ES7上自研底盘域控制器

新的智驾Aquila 蔚来超感系统。该系统中有一个Adam超算平台。该平台的由四个 DRIVE Orin 系统级芯片（SoC）构成，所提供的超过 1000 TOPS 的算力，前两个系统级芯片负责处理车辆传感器组每秒产生的 8 千兆字节数据。第三个 Orin 作为备份，确保系统能够在任何情况下安全运行。第四个 Orin 支持本地训练，通过车队学习改进车辆并根据个人用户的喜好实现驾驶体验的个性化。

Adam超算平台可以驱动各种智能功能并留出足够的裕量用于在未来通过 OTA 增加新功能。



▲图11 蔚来的adam超算平台

03.
下一代网络架构信息
与其他主机厂一样，EEA更新的目的就是为了解软硬件不通用、软件不可迭代、应用功能固等问题，实现软件复用、快速迭代、快速灵活部署、软件平台化、代码高内聚低耦合。

▲图12 架构更新的关键点
下一代的网络架构中，蔚来的选择是区域控制器架构，整个系统由中央计算单元、区域控制器和高速以太网构建基本骨架，通过三者的协同，构建自适应、自学习系统，并且提供广泛的智能互联功能。

如下图所示，环形拓扑，支持Fail-operational的双冗余系统，具有良好扩展性。



▲图13 蔚来的下一代电子电气架构

其中中央计算单元在性能上拥有1000TOPS以上的算力，主频大于1GHz。结合之前英伟达的官网信息，中央计算单元的主控是英伟达的Orin芯片，而且是由现有的Adam超算平台迭代过来的。

对于区域控制器而言，其是一个支持中央计算平台的汽车小脑系统，其功能是：

1.分布式边缘计算框架；

2.车控仲裁中心；

3.面向服务通信的信息通信网络；

4.区域集中式数据中心；

5.整车配电枢纽；

6.获取智能传感器的数据和控制智能执行器的行为；

为了实现上述的功能，以及实现上面提到的平台化、高内聚低耦合、高重用性、灵活部署的特性，软件必须是面向服务的架构、广泛的采用中间件(SOME/IP、DDS等)。

这就需要对现有的软件架构进行重构，首先是引入远程调用方式(RPC)，这也是SOA思想的核心，第二需要对传统常用的是本地调用方式(LPC)进行重构(这种方式是函数的本地调用、没有统一的机制和标准),比如统一RPC与LPC的接口，让LPC模拟Method、Request/Responce、Fire/Forget、Event等通信方式，实现服务对下层无感调用。

另外由于区域控制器的资源有限，为了实现跨域功能融合、跨域功能隔离。蔚来的方法是在区域控制器上采用AMP多核架构，AMP 模式的 RTOS 在各个 CPU 上均运行一个操作系统实例，这些操作实例不一定完全相同。



▲图14 AMP模式

这样方式具有不需要MMU、运行开销小，支持不同功能安全等级的系统融合的特性，但是也带来了一些挑战，比如核心的负载没有统一的管理、多核通信机制开销、不同核心之间的启动时序难以管理等。这种工程技术问题随着经验和时间的积累，肯定是没问题的，况且蔚来已有自研域控制的经验积累。