如何正确设计汽车电子电气架构(EEA)？

mizhongquan

1.架构设计

架构设计在城市规划与汽车电子电气系统中均扮演着至关重要的角色。对于城市规划师而言，他们的工作不仅仅是设计某一街区或建筑，而是要对整个城市的规划质量负责。同样地，在汽车电子电气系统中，架构师负责规划整个E/E系统，并对该系统的设计质量承担重要责任。

在E/E系统的架构设计过程中，架构师首先要明确系统的主要功能和性能目标。这如同城市规划师在规划城市时，首先需要明确城市的发展方向和功能定位。接着，架构师会根据确定的功能与性能目标来规划整车的拓扑结构，即确定主要的控制器数量、各自的基本功能以及相互间的连接方式。这如同城市规划师在城市规划中确定各个功能区域及其布局。

此外，架构师还需考虑E/E系统与车辆物理架构的融合以及与外部世界的联系。这要求他们充分考虑车辆本体的具体限制与能力，如同城市规划师需要考虑城市的地形、气候等因素。同时，每个控制器在车上的布置位置、质量要求和性能要求等也是架构设计阶段需要确定的关键内容。

最终，这些在架构设计阶段所确定的各种详细信息会以原则、规范、标准或需求的形式输出给相关方。这些需求将指导详细设计，并作为供应商进行部件开发的依据。这样，从规划到实现，汽车电子电气系统的架构设计与城市规划一样，都是一个系统而复杂的过程，需要综合考虑各种因素，确保整体设计质量和功能的实现。



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2.系统开发

系统开发是细化具体策略的过程，这一概念在城市规划和汽车电子电气系统中都得以体现。对于城市而言，每个街区都承载着不同的功能，如商业区、居住区、工业区等。由于功能各异，它们的设计要求也各不相同。例如，居住区需要满足容纳100万人的需求，并提供丰富的生活设施；而工业区则需支持大型工业项目的生产和物流需求。

一旦城市规划师确定了某个街区的设计要求，就会有专门的人员进行详细设计。居住区的设计师会将城市规划师的要求进一步细化，如规划1000栋20层高的楼房、3所小学、2座医院等，并在图纸上精确标注它们的位置和边界。同时，还会对区内的交通网络、通信、电力网络等进行详细设计，并提出具体的要求。

这一过程与E/E系统中的系统设计相似。在汽车电子电气系统中，E/E系统也会被划分为多个域或子系统，每个域或子系统都拥有独特的功能和技术要求，如底盘控制、仪表显示、电池管理等。这些子系统的详细设计通常由来自专业领域的系统工程师负责。他们会根据架构设计的要求，对自己负责的领域进行深入设计。

以灯光控制系统为例，系统工程师会根据车辆的配置和功能需求，设计灯光系统的详细逻辑，包括信号交互、硬件驱动的参数要求等。他们还会为每个相关部件提出详细要求，以确保部件工程师能够完成部件的详细设计。通过这种方式，系统工程师确保了E/E系统中每个子系统的有效运行和整体性能的协调。

总的来说，无论是城市规划还是汽车电子电气系统的开发，都需要通过细化具体策略来实现整体设计的高效执行。这种从宏观到微观的设计思路，确保了每个部分都能满足整体需求，并最终实现系统的优化运行。

3.零部件设计



在完成了街区的整体设计之后，接下来的关键步骤是每栋建筑的详细设计。建筑设计者会发布详尽的图纸，这些图纸中明确规定了房屋的主要结构、所处的具体位置以及与周边环境的相互关系。同时，图纸还会精确标出房屋内部各种组件的位置以及它们之间的结合关系。比如，会明确标注出砖混结构的布局、房屋的具体位置和朝向、卧室与客厅的相对位置及其尺寸、马桶在卫生间中的位置等细节。此外，建筑设计者还会对各类建筑材料的选取原则提出具体的标准，例如水泥的标号、钢筋的型号以及电线等级的要求等。

与建筑设计的细致入微类似，零部件工程师也承担着相似的任务。他们与供应商紧密合作，在满足系统工程师提出的具体要求的前提下，进一步开展每一个零部件的详细设计。这包括硬件和软件逻辑的详细设计、零部件的整体外观尺寸、可靠性以及EMC（电磁兼容性）标准的制定等。零部件工程师还需确保供应商的产线能够稳定生产，并保持高质量的产品输出。在合作过程中，他们随时准备解答供应商的各种问题，并将其中部分问题反馈给系统工程师乃至架构师，以便他们根据实际情况决定是否需要对原始设计进行调整。

通过这样的详细设计流程，无论是建筑设计还是零部件设计，都能够确保每一个细节都得到充分的考虑和精确的实施，从而为整体项目的成功奠定坚实的基础。

4.供应商系统开发



当各种设计需求最终传递给供应商时，供应商便开始了具体的实施工作。在建筑行业中，施工单位一旦获得详细的图纸，便会组织施工队伍展开具体的建造任务，直至项目验收完成。然而，在汽车行业，供应商的工作流程有所不同。他们在设计验收通过后，会启动大规模的量产活动（SOP，Start Of Production），并持续进行，直至产品退市（EOP，End of Production）。

值得注意的是，对于许多复杂产品，整车厂与零部件供应商之间的设计职责界限并不那么明确。很多时候，整车厂只需提供概要性设计，而所有的详细设计工作则由供应商负责完成。这体现了汽车行业中供应商角色的重要性和广泛性。

在整个E/E系统的开发实现过程中，无论是架构设计、系统设计还是零部件设计，本质上都是设计活动。设计本身是一个不断产生需求、传递需求的过程。上下游之间的信息传递以需求为载体，设计过程中产生的各种规范、原则、标准等，本质上都是一种需求——即需要下游来遵守或满足的需求。

此外，需求的传递并非完全是单向的瀑布式流程，而是双向的。只有被下游接受的需求才是有效的需求，同时，下游也有权对上游提出需求。这种双向的需求传递确保了设计的有效性和适应性。

最终，具体需求的实现依赖于供应商的开发、验证和生产活动。供应商在这一过程中发挥着关键作用，确保设计得以转化为实际的产品，并满足市场和客户的需求。