关于汽车E\E架构演进的思考

lidenghui

目录
1.电子电气架构概述

2.下一代架构面临的挑战

2.1 如何实现功能融合

2.2 整车通信的限制

2.3 如何保证融合ECU的功能安全和信息安全

3.小结

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最近这段时间，汽车电子电气架构迭代的风吹得很猛烈。其中就包括国际MCU大厂纷纷对自家新推出的高性能MCU打得广告，推的软文。
那么这个电子电气架构演进，针对的到底是什么东西？会面临哪些挑战？这些挑战能否在这些新推出的MCU得到有效解决。今天就来聊聊对于这项内容的思考。1.电子电气架构概述


这张图在我的文章里都已经用烂了，但确实很经典。首先为什么要提出架构的演进，最根本的原因在于人民日益增长的物质文化需要同落后的社会生产之间的矛盾。目前汽车对于国人来说更像是第二个家，需要交互性强的大屏幕、坐起来舒服的座椅、音质优雅的音响、给油就走的动力以及智能化人性化的配置；很显然，这些功能都是需要更多的软件来实现。据NXP统计，截止到2020年，整车上的代码量已经超过1亿行，目前正往2亿行迈进。如果仍旧沿用传统的电气架构，那整车上挂载的ECU以及线束将会是巨大的成本。因此，需要不断优化汽车整车电子电气架构来减少ECU和布线成本，同时保障软件功能能够不断迭代。当前OEM定义的电子电气架构基本处在域控和域控+车身部分集中的阶段，如下：

大家耳熟能详的如：座舱域、智驾域、动力域、车身域等等就处在当前这个阶段，但这种架构也有个弊端，以动力域为例，它要控制四个车轮的制动，是需要在整车四轮布线，并且经由中央网关进行数据交互，这看起来还是不够省钱。那么有没有就在功能点附近进行部署的可能呢？毫无疑问，可以，硬件做不到，那就软件定义、硬件来辅助，这就提出了跨域融合、车云计算等架构，如下图：

可以看到，在上述架构里，X-Domain不是以功能为为导向的ECU，而是将功能集中融合到一个或者少数几个ECU中，例如将车身控制、辅助驻车、座舱控制等等集中到一个Zonal中，在当前域下挂安全相关的控制节点，例如制动、转向、安全气囊等等；而从软件角度来讲，整体发展趋势是将车辆的功能配置往面向服务的体系结构(SOA)转变，功能变得标准且模块化，在2022年中国汽车工业协会就发布了关于软件定义汽车服务API的参考文档。

那么下一代的电子电气架构架构会带来了哪些好处呢？总结如下

ECU个数的BOM成本减少整车线束减少简化OTA升级，对域控下挂的子节点的差分升级活要少很多(做OTA的人肯定懂这个痛苦)执行器能够更精确控制

2.下一代架构面临的挑战

我们在上面讲解了许多优点，但是要推行下去会面临许多挑战。2.1 如何实现功能融合

要做跨域融合，最直接的就是将不同功能融合到同一个ECU中，很明显这是需要高性能的SoC和MCU来参与的。但是对于已经量产并经过充分认证的各控制器软件来说，是希望这个架构对自己影响降到最低，换句话讲，各控制器软件的开发者(不管是OEM自研还是Tier1)即使来到了新的架构下，它仍然认为自己独享一个ECU的全部资源。 基于此，目前下一代MCU均提出了虚拟化的概念，如下图：

上述4个真实物理ECU，在当前架构里被优化为4个虚拟ECU融合进一个ECU里，这也可以看出OEM和供应商之间的开发生态会因此重塑。2.2 整车通信的限制

下一代架构主要以以太网为通信手段，这给当前车内以CAN\CANFD为通信手段的控制器带来了通信挑战，主要是由CAN\CANFD -> Ethernet Packet -> CAN\CANFD的数据转发带来的滞后 。因此我们可以看到，不管是S32G、TC4xx还是Stellar均针对这几项提出了网关硬件加速功能，如下图：

此外，由于CAN基本是广播、周期性且payload很小，与以太网基于事件和点对点传输的特征相悖，如何提高整车网络利用率，我暂时没有想到。2.3 如何保证融合ECU的功能安全和信息安全

Safety和Security毫无疑问是当前汽车产业最火的两个概念， 在网联汽车盛行的大背景下，如何防止整车出现系统失效、防止黑客攻击是重中之重。假设把上述不同ASIL的ECU融合到一个ECU中，如何保证不同安全等级的ECU访问相同资源时不会产生更大的危害。很显然，这难度比现在域控的HARA\TARA提升了不止两档。从个人来看，首先是SoC或者MCU内部的隔离机制要做好，针对vECU有配置不同的功能资源组，那么映射到芯片内部就是需要定义好VMID以及其资源划分，如下图：


其次面向资源的使用权限，是需要统一管控的，所以我们可以看到不管是TC4xx、S32Z、Stellar均使用了两级MPU，当然也是因为Stellar和S32Z都用的R52+，内核本身就有EL2\1 MPU。最后就是信息安全也需要支持虚拟化，那么如何让vECU用起来就像独占内置HSM一样，这不管是软件考虑的事情，硬件也需要提供对应机制。3.小结

上述只是个人对于下一代MCU共性的思考总结，其实还有很多没有考虑到，

例如vECU复用外设资源该如何实现；系统如何给vECU分配memory和实际CPU资源；
这是一个庞大的系统工程，这里抛砖引玉，欢迎大家积极讨论。

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关于汽车E/E架构演进的思考

一、电子电气架构概述：随着智能化和电动化的发展，汽车E/E架构日益成为核心竞争点。现代汽车的电子电气架构主要聚焦于提高集成度和优化数据处理能力。为此，高性能的MCU和先进的网络技术成为关键。

二、下一代架构面临的挑战：随着汽车功能的日益丰富和智能化程度的提高，架构演进面临多方面的挑战。其中，如何实现功能融合是一大难题，需要解决不同功能模块间的协同问题。整车通信的限制亦是一大瓶颈，特别是数据的实时性和准确性需求对通信网络提出了更高的要求。同时，随着系统的复杂化，确保融合ECU的功能安全和信息安全成为重中之重。这三个方面的挑战也是我们在未来发展中必须解决的关键问题。对于如何面对这些挑战，新的高性能MCU或许能提供一些解决方案，但其是否能完全满足需求还需进一步验证。未来的发展方向可能在于软件定义汽车的能力以及整车级的系统优化策略。

三、小结：未来汽车的发展将更加依赖于电子电气架构的演进。面对各种挑战，我们需要不断思考和创新，以推动汽车行业的持续发展。期待未来有更先进的技术和解决方案出现，引领汽车行业的进步。

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suzuki

关于汽车E/E架构演进的思考

一、电子电气架构概述：随着智能化与电动化趋势的发展，汽车架构逐渐演变为更复杂的电子电气架构。这不仅仅是硬件层面的变革，更是对整个系统的集成和优化。

二、下一代架构面临的挑战：

1. 功能融合：如何实现多种功能的高效集成是当前的核心问题。这需要我们在软件和硬件层面进行深度优化，确保各个模块之间的无缝连接。
2. 整车通信限制：随着电子系统的复杂性增加，通信速度和效率成为关键。下一代架构需要解决通信延迟和数据同步问题。
3. 功能安全与信息安全：在融合ECU的过程中，确保系统的稳定性和数据的安全性至关重要。我们需要建立更为完善的防护机制，确保系统免受外部攻击和内部故障的影响。

三、关于MCU的革新：国际MCU大厂推出的高性能MCU为上述问题提供了解决方案。通过提高计算能力和处理速度，它们可以有效解决通信、功能集成和安全性等方面的挑战。但同时，我们也需意识到技术更新带来的挑战和机遇。

总结：汽车E/E架构的演进是智能化和电动化趋势下不可避免的挑战。我们需要积极应对，以确保汽车行业的持续发展。随着新技术和新解决方案的出现，我们有理由相信未来的汽车将会更加智能、高效和安全。

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mengmianren

关于汽车E/E架构演进，以下是相关思考回复：

一、电子电气架构概述
随着智能化与电动化的发展，汽车E/E架构逐渐从传统分散式向集中式演进。这种变革为车辆带来更高效、更智能的控制系统。

二、下一代架构面临的挑战
提出架构演进的最根本原因在于技术进步与市场需求共同推动。面临的主要挑战包括功能融合的实现、整车通信效率及安全性的提升等。其中，高性能MCU的应用是应对这些挑战的关键之一。随着国际MCU大厂推出的新一代高性能MCU，它们在计算能力和效率上都有了显著提升。这些新推出的MCU能够在一定程度上解决当前的挑战，但同时也需要其他技术如先进的通信协议和安全策略的协同进步。只有这样，汽车才能真正实现智能化与高效性，适应未来的市场发展趋势。希望此答复能够帮助您对汽车E/E架构有更深入的理解。后续我们将探讨更为具体的应对方式与解决方案。

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wwj557

关于汽车EE架构演进的思考

一、电子电气架构概述：随着汽车智能化、电动化的发展，电子电气架构作为整车核心构成部分，其迭代升级尤为重要。当前汽车对功能集成和性能提升的需求，推动了电子电气架构的演进。

二、下一代架构面临的挑战：

1. 功能融合：如何实现不同功能模块间的无缝集成，提高系统效率是首要挑战。
2. 整车通信限制：随着数据需求的增长，现有通信协议和技术能否满足未来的数据传输和处理速度是关键问题。
3. 功能安全和信息安全：在架构融合过程中，如何确保ECU的安全运行和整车数据的隐私保护至关重要。

三、关于MCU的挑战与机遇：新推出的高性能MCU为解决上述问题提供了可能。其强大的处理能力和能效比，有助于实现功能融合和提高通信效率。同时，其强大的安全性能也为保证功能安全和信息安全提供了保障。但具体效果还需在实际应用中验证。

总结：电子电气架构的演进是推动汽车智能化、电动化的关键。面临的挑战众多，但也带来了诸多机遇。随着技术的发展，我们有理由相信未来汽车会变得更加智能、安全。

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lixinfu

针对汽车EE架构的演进，以下为相关思考内容概述：

一、电子电气架构概述：随着汽车智能化与电动化的发展，电子电气架构逐渐成为了汽车的核心组成部分。其演进过程涉及到硬件、软件、通信等多个方面的融合与升级。

二、下一代架构面临的挑战：

首先，面临功能融合的挑战。随着自动驾驶、车联网等先进技术的应用，汽车需要集成更多的功能，这要求架构能够支持跨域的功能整合。其次，整车通信的限制也日益凸显，需要更高效、更安全的通信协议和方案。最后，融合ECU的功能安全和信息安全问题至关重要，需确保汽车在各种环境下的稳定运行。

三、针对MCU的问题：新推出的高性能MCU对于解决架构面临的挑战具有积极作用。高性能MCU能提高计算能力和处理速度，有助于实现功能融合和提高通信效率。但同时，也需要考虑如何将这些高性能MCU与现有架构有效整合，发挥其最大效能。

总之，汽车EE架构的演进是汽车行业发展的必然趋势。面临的挑战需要通过技术升级和创新来解决，同时也需要行业合作与标准制定，共同推动汽车行业的健康发展。

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yuanyou

关于汽车EE架构演进的思考

一、电子电气架构概述

随着智能化和电动化的发展，汽车电子电气架构正在经历深刻变革。其核心构成包括硬件、软件及通信系统等。当前汽车发展趋势要求其具备更高的集成度和智能化水平。

二、下一代架构面临的挑战

随着功能需求的不断增加和整车通信复杂度的提升，下一代电子电气架构面临多方面的挑战。具体包括：如何实现功能融合以提高性能；如何克服整车通信速度和范围的限制；如何确保融合过程中ECU的功能安全和信息安全。

三、MCU的角色与应对策略

高性能MCU的推出为解决上述挑战提供了新的工具。其能快速处理复杂任务，提升系统响应速度。同时，新一代的MCU在功能安全和信息安全方面也有显著的提升，有助于确保整车的稳定性和安全性。

四、小结

电子电气架构的演进是汽车技术进步的重要方向，面临诸多挑战。但通过采用高性能MCU和其他新技术，我们可以逐步解决这些问题，推动汽车技术的进步。未来，汽车将更为智能、安全、高效。

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andyo7

关于汽车E/E架构演进的思考

一、电子电气架构概述

汽车行业的电子电气架构随着技术进步持续演变，以应对日益增长的功能需求和智能化挑战。其核心概念包括硬件、软件及它们之间的交互。

二、下一代架构面临的挑战及应对策略

2.1 如何实现功能融合

功能融合是下一代汽车E/E架构的核心挑战之一。随着自动驾驶、车联网等技术的快速发展，需要在有限的硬件资源中实现更多功能的集成。为此，我们需开发高效的系统集成方案，优化软硬件协同工作，确保各项功能的高效融合。

2.2 整车通信的限制

随着汽车内部电子系统的日益复杂化，整车通信面临诸多限制。新的高性能MCU虽有助于提升通信效率，但仍需解决通信协议统一、数据传输速率和带宽等问题。为此，我们需制定新的通信协议标准，优化数据传输机制。

2.3 如何保证融合ECU的功能安全和信息安全

在功能融合和通信升级的同时，确保ECU的功能安全和信息安全至关重要。我们需构建全面的安全策略，包括采用先进的安全芯片、实施严格的安全编码标准、定期进行安全漏洞检测与修复等。

三、小结

汽车E/E架构演进是汽车行业技术发展的重要方向，面临诸多挑战。通过优化系统集成方案、制定新的通信协议标准、构建全面的安全策略等，我们可以推动汽车E/E架构向更高效、更安全的方向发展。期待与同行共同探讨这一领域的未来发展趋势。

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