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1、内容目录1 .汽车E/E架构是软件定义汽车的关键 41.1. 硬件架构升级：分布式向域控制/中央集中式开展4.1.硬件架构如何升级? 41.12 硬件架构升级有何好处? 61.2. 软件架构升级：软硬件由高度耦合向分层解耦开展 7软件架构如何升级? 71.2.1. 软件架构升级有何好处? 91.3. 通信架构升级：LIN/CAN向以太网开展 9通信架构如何升级？ 91.3.1. 通信架构升级有何好处？ 11.谁是E/E架构升级中的优等生？ 121.4. .特斯拉E/E架构升级情况如何？ 1222 其他玩家E/E架构升级如何？ 14.谁能在此次变革中把握先机？ 161.5. 德赛西威161.6.
2、 中科创达171.7. 四维图新1734伯特利183.5. 星宇股份183.6. 科博达193.7. 均胜电子193.8. 中国汽研19.风险提不202/21Adaptive AutoSAR诞生，其主要用于域控制器/中央计算平台，相对于Classic AutoSAR 的优点：1）为软实时系统，偶尔超时也不会造成灾难性后果；2）更适用于多核动态操 作系统的高资源环境，如QNX； 3）软件功能可灵活在线升级。图 7 : Adaptive AutoSAR 较 Classic AutoSAR 优势明显Classic VS Adapitive使用语言cC+ +实时性硬实时（微秒级）软实时（亳秒级）适用场
3、景懿%脸U、自动驾驶、车联网DlVlox 匚 IIVI 寺功能升级般ECU开斯较固可灵活在断级 主要通信方式CAN. UN以太网操作系统AutoSAR OSPOSIX( xlI TOAKApplication SoftwareRTEBasic SoftwareAdaptive AITOSARAdaptive Application SoftwareARAServicesBasic Services数据来源：CNDS,绘制1.2.2. 软件架构升级有何好处？1）软件架构升级有利于软硬件解耦分层，利于实现软件/固件在线升级、软件架构 的软实时、操作系统可移植。传统汽车嵌入式软件与硬件高度耦合，为应
4、对越来越复杂 的自动驾驶应用和功能平安需要，以AutoSAR为代表的软件架构提供接口标准化定义， 模块化设计，促使软件通用性，实现软件架构的软实时、在线升级、操作系统可移植等。2）软件架构升级有利于采集数据信息多功能应用，有效减少硬件需求量，真正实 现软件定义汽车。假设未实现软硬件解耦，一般情况下增加一个应用功能那么需要单独增加 一套硬件装置，采集的数据信息仅一个应用功能可以利用。现阶段，自动泊车雷达和自 适应巡航的摄像头、雷达采集数据不可交互，假设打通整个汽车软件架构，各数据特征有 效利用，实现多个应用共用一套采集信息，有效减少硬件需求数量。1.3.通信架构升级：LIN/CAN向以太网开展通
5、信架构如何升级？自动驾驶需要以更快速度采集并处理更多数据，传统汽车总线无法满足低延时、高 吞吐量要求。随着汽车电子电气架构日益复杂化，其中传感器、控制器和接口越来越多， 自动驾驶也需要海量的数据用于实时分析决策，因此要求车内外通信具有高吞吐速率、 低延时和多通信链路。在高吞吐速率方面，LIDAR模块产生约70 Mbps的数据流量， 一个摄像头产生约40 Mbps的数据流量，RADAR模块产生约0.1Mbps的数据流量。假设 L2级自动驾驶需要使用8个RADAR和3个摄像头，需要最大吞吐速率超过120Mbps, 而全自动驾驶对吞吐速率要求更高，传统汽车总线不能满足高速传输需求。9/21表1:传统
6、汽车总线汽车串行总线首次上市时间介绍CAN1983由Bosch开发的一种共早串行总线，传输速率可达1Mbps。其优点是经济高效、可靠（控制器局域网）性曷；缺点是共学访问，带宽较低，主要适用于动力总成、底盘和车身电子设备中使用。LVDS1994是一种点到点链路，不能满足多链路信息传输。传输速率可达几百Mbps,本钱比MOST（低压差分信令）低，多用于传输摄像头和视频数据；缺点：每个LVDS链路一次只能连接输入/输出。LIN1998由OEM和技术合作伙伴联盟开发，其速率约几十Kbps,本钱比CAN低，主要适用（局域互连网络）于车身电子设备，例如镜子、电动座椅和配件等。MOST1998米用环形体系结
7、构，使用光纤或铜缆互连，速率20Mbps,其优势是带宽较局，但价格（媒体定向系统传输）较为昂贵。它最初仅适用于摄像头或视频连接。由FlexRay联盟开发，速率10Mbps的共享串行总线，优势是带宽比CAN高，但成FlexRay2000本较高，而且需要共享使用媒体。主要应用于高性能动力总成和平安系统，如线控驱动、 主动悬架和自适应巡航控制oCAN FD2012由BOSCH发布的标准,传输速度最高8Mbps它是对原始CAN总线协议的扩展。CAN（灵活数据速率）FD通过最大限度缩短协议时延和提供更高带宽，实现更精确和接近实时的数据传输。数据来源:keysight,百度百科，集带宽更宽、低延时等诸多优
8、点的以太网有望成为未来车载网络骨干。车载以太网 是汽车中连接电子元器件的一种有线网络，具有带宽较宽、低延时、低电磁干扰、低成 本等优点。在2010年左右，以太网从DLC诊断端口到网关只有一条100Base-Tl 1TPCE （速率为100Mbps）基带传输系统，仅用于诊断和固化软件更新。随着以太网技术开展， 2015年起，以太网由诊断应用逐渐延伸至信息娱乐域和ADAS系统，未来技术进一步 突破，1000Base-Tl RTPGE （速率为1 Gbps）以太网将成为新网络骨干。各域通过网关完成数据交换。各企业对控制域划分不尽相同，根据博世将汽车分为 五大控制域，包括车身电子系统、娱乐信息系统、车
9、辆运动系统、平安系统以及辅助驾 驶系统，每个域下继续细分各个子域。这其中，每个域或子域对应相应的域控制器DCU 和ECU,并通过网关实现数据交换，共同构成汽车E/E架构。图8 ：各域之间通过网关完成数据交换DLCDLC中央网关CAN CAN-FD Flex Ray驾驶辅助一 Ethernet （以太网） Bws-Systemsn-HziHO娱乐信息CAN CAN-FD-车辆运动车身电子O BOSCH数据来源：博世,10/21处网，CAN/CAN-FD 吸Flexray连接到一个中央网关上1.3.1. 通信架构升级有何好处？LIN/CAN总线向以太网方向开展，满足高速传输、低延迟等性能需求。由于
10、智能 网联汽车应用越来越复杂，大量的非结构化数据（如图片、视频等）虽然携带的信息非 常丰富，但其对数据传输要求极高，传统汽车电子电气架构的LIN/CAN总线不能满足 高速传输的需求。以太网因具备大带宽、高通量、低延迟等优势，将成为应用于汽车主 干网络的主要方案。采用以太网方案线束更短，同时也可减少安装、测试本钱。线束在重量和本钱方面 都位列汽车零部件第三，其中在本钱方面，线束安装占人工本钱的50%o根据Broadcom 和博世调查数据显示，到达同等性能条件下，通过使用非屏蔽双绞线（UTP）的以太网 电缆和更小的紧凑型连接器，连接本钱最多可降低80%,线缆重量最多可减轻30%。图9：未来车载以太
11、网应用渗透率持续增加图10 ：车载以太网的开展过程应用应用高层协议数据链路展物理层第1代第2代第3代201020152020数据来源：keysight,数据来源：keysight,11/212.谁是E/E架构升级中的优等生？2.1. 特斯拉E/E架构升级情况如何？特斯拉E/E硬件架构已开展为中央集中式架构，即CCM （ 一个电脑）十三大区控 制器。CCM （自动驾驶及娱乐控制模块）为整车最高决策模块，而区控制器是按照车的 位置划分，主要接受CCM指令的统一指挥，区别于域控制器（整车同时有多个决策控 制器）的提法。即采集数据均由CCM统一处理、决策，并指挥各执行机构协同操作。图11 ： Mode
12、l 3网络拓扑图（2020年2月）NarrowCAMNarrowCAMTepeaterCamera -LHSUltrasonic Sensor LIFMain I I .cFEveCAM第；I卜瑞IInteriorCameraRepeaterCamera -RHS1TPMS匚PSOCS?iBoosterLUltrasonic SensorUltrasonic SensorHeadla mp Leftfleering WheelControlsUltrasonic SensorUltrasonic SensorUltrasonic SensorUltrasonic SensorTieadla m
13、p RightUltrasonic Sensor RSFUltrasonic Sensor RSROverhead ConsoleWiper Motor 西利电气Homelink ECULumbar LeftTlumidity and Glass TempFBCM 前车身控制器ETHEkNETD1AG 以UltrasonicTjltrasonicSensorSensorLORLSFUltrasonicSensorLSRAutopilotB-Pillar ZB-Pillar I 乐控睥模块czr II - 11! 丁MCU多媒 体控制单元Compressor压婚机UN CAN CANFD(TMI
14、RNHTHRNITSWTCHUSS LVDS Dorion weed MRadar Front 前雷达LumbarRightHeater 柒 员蜥TCRBCM右车身控制器five UnitOil PumpFMCU为电机控制SecurityControllerRMCUTPMS 后电视控制叁rive U Oil PumpRpatChargePort ECURestraintsControllerOverhead Console ；f entBeringAngleand StalkFCH BLEDriver B-PillarPassenger B- PillarBLERear数据来源：冷酷的冬瓜公众
15、号解码特斯拉电子电气架构，整理绘制根据技术专家冷酷的冬瓜公众号分析，Model3的E/E架构硬件模块主要包括自动 驾驶及娱乐控制模块（CCM,为FSD等芯片组成）和3个车身区控制器BCM FRONT/LEFT/RTGHT等。CCM是整车最高决策者，接管所有辅助驾驶相关的传感器, 例如摄像头、毫米波雷达等，并管理各核心控制器。前车身控制器，由于位置靠前，主 要负责执行自动驾驶模块、座舱模块、压缩机及车前灯等；右车身控制器，负责气囊控 制、12个超声波泊车雷达、热管理、扭矩控制等；左车身控制器，负责内部灯光、后电 机控制、充电模块等。12/21RBCMRBCM气囊控制单元约束控制器 高压电池 驱动单元油泵后 湿度和玻璃温度 驾驶舱加热器 超声波传感器*
