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本資料編譯自偉世通 CTO 兼高級副總裁 Markus Schupfner2019 年 11 月的演講材料。
偉世通產(chǎn)品組合包括：儀表板，平視顯示器，座艙電腦（控制器），信息娛樂系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，自動駕駛系統(tǒng)等。根據(jù)第三方機構(gòu)研究，偉世通目前是排名前五的智能聯(lián)網(wǎng)汽車一級供應(yīng)商，數(shù)字儀表第一名，中控顯示第二名。 ?
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座艙電子的發(fā)展歷程如下：2008 專有嵌入式信息娛樂系統(tǒng)→2011 全數(shù)字儀表→2015 蘋果 CarPlay 和 Android Auto→2018 座艙域控制器→2020 本地化 Android 信息娛樂系統(tǒng)→2021 多顯示模塊+ADAS L2 +HMI→2022 自適應(yīng)座艙。
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座艙安全的發(fā)展歷程如下：2009 自動緊急制動→2014 車道保持輔助→2017 單車道高速輔助→2018 公路駕駛輔助與換道→2020 E-NCAP+REM+VRUs→2021 適用于 L2 Hands-Off 的 WP29 標準→2022 適用于 L2Hands-Off 的聯(lián)合國標準。
座艙電子的主要發(fā)展趨勢：
?電動汽車和安全驅(qū)動的儀表數(shù)字化
?CarPlay 和 Android Auto 贏得信息娛樂之戰(zhàn)
?從分散式 ECU 到集中式座艙域控制器
?帶 ADASHMI 的多顯示器數(shù)字座艙
?自適應(yīng)座艙融合車內(nèi)監(jiān)控和 ADAS 環(huán)境
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座艙安全的主要發(fā)展趨勢：
?更加關(guān)注改進 L2 級 ADAS （指 L2+）
?僅在美國和日本允許 L2 級脫手駕駛
?聯(lián)合國 WP29 工作組正在制定新規(guī)范
?預(yù)計 2022 年聯(lián)合國有關(guān)脫手駕駛的規(guī)范將增加 ADAS/AD 控制器的需求
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座艙域控制器的基本要求是：多顯示器，集中計算，可擴展性，多核。而自動駕駛域控制器的基本要求是：集中式傳感器融合，可擴展的 GPU 功能，抽象和安全，開放。
偉世通分別推出了座艙域控制器和自動駕駛域控制器。其中座艙域控制器叫 SmartCore，是服務(wù)于多個顯示器和多應(yīng)用程序的安全集中式計算平臺，讓座艙具有更高的性價比，提供從入門級到高級功能的可擴展性，提供快速集成的中間件和工具。
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偉世通自動駕駛域控制器叫 Drivercore，帶三大模塊：Compute、Runtime 和 Studio。Compute 具備從 2 TFLOPS 到 20 TFLOPS 的算力，提供失效安全和信息安全的模塊化設(shè)計；Runtime 提供安全的通訊，并易于集成到車輛；Studio 提供開放的研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)。
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EE 架構(gòu)的變革正在改變整車布局。為什么需要新的電子電氣架構(gòu)？主要是由于行業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)和汽車新技術(shù)的進步。尤其是汽車以太網(wǎng) TSN 改變了未來的電子電氣架構(gòu)。
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行業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)有：
?ECU 數(shù)量大幅增加（超過 100 個）
?需要更多的傳感器 / 執(zhí)行器 / 計算力
?硬件 / 軟件分離：生態(tài)開發(fā)合作伙伴的集成
?車輛線束重量和生產(chǎn)成本的增加（最長 5 千米，>50 千克，生產(chǎn)時間超過 1000 小時）
?故障安全，容錯操作，信息安全
?云端 / 邊緣側(cè)的無縫連接和升級
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汽車新技術(shù)的發(fā)展包括：
?以太網(wǎng)時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）
?面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA）：應(yīng)用連接到虛擬域 / 區(qū)域
?并行計算承載，確保失效安全，容錯操作和失效可操作
?微服務(wù)
?永久系統(tǒng) / 軟件 / 數(shù)據(jù)可升級性
目前，汽車內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施主要是基于域的架構(gòu)。針對每個關(guān)鍵功能都有不同的域：一個域用于車身控制，一個域用于信息娛樂，一個域用于遠程信息處理，一個域用于動力總成等等。通常情況下，不同的域使用不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組合（如 CAN、LIN、FlexRay 等協(xié)議）。
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隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的不斷提高，這種不同的域使用不同協(xié)議的方法效率越來越低。因此，在未來幾年中，將需要從目前基于域的體系架構(gòu)轉(zhuǎn)向區(qū)域（Zonal）體系架構(gòu)。
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偉世通預(yù)計，2024 年以后的汽車區(qū)域體系架構(gòu)特點有：
?具有高帶寬和真正實時通信功能的以太 TSN 主干網(wǎng)
?所有傳感器和執(zhí)行器均由可擴展的區(qū)域網(wǎng)關(guān) ECU 處理
?區(qū)域體系架構(gòu)將融合車輛新功能新技術(shù)和重量成本優(yōu)勢
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2028 年以后的區(qū)域體系架構(gòu)特點有：
?進一步將處理單元整合到一個“超級”計算設(shè)備中，包括冗余
?處理器刀片提供可擴展的計算能力
?重用汽車以太 TSN 主干架構(gòu)
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區(qū)域體系架構(gòu)的提供良好的可擴展性，包括從入門到豪華車型的多種擴展選擇。
區(qū)域體系架構(gòu)包括兩個核心設(shè)備：區(qū)域網(wǎng)關(guān) ECU 和 Super Core （中央計算平臺）。
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區(qū)域網(wǎng)關(guān) ECU 提供和分發(fā)數(shù)據(jù)及電力，支持車輛特定區(qū)域的功能；支持傳感器、執(zhí)行器等接口；以 10BaseT1 以太網(wǎng)替換其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如 CAN FD、Flexray 等；充當(dāng)網(wǎng)關(guān)、交換機和智能接線盒。
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Super Core （中央計算平臺）則充當(dāng)車內(nèi)應(yīng)用服務(wù)器，是一個具有多 GiG 接口，采用多個 SoC 的控制單元。Super Core 支持面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SoA），是一個完全可擴展和可升級的平臺，可連接到邊緣服務(wù)器和云端服務(wù)器。
上圖是一個典型的區(qū)域體系架構(gòu)案例。在一輛 L2+車輛上，將 139 個 ECU 分配到 11 個區(qū)域，分別連接到 8 個區(qū)域 ECU+3 個 Super Core。車輛邊緣的區(qū)域 ECU 是為了最大限度地減少功能實現(xiàn)路徑，三個 SuperCore ECU 則設(shè)置在車輛中間。
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本案例的優(yōu)點包括：
1. 通過 6 到 11 個區(qū)域 ECU 實現(xiàn)線束的節(jié)省；
2. 區(qū)域體系架構(gòu)可節(jié)省 50%以上的線束長度，既節(jié)省了控制 / 數(shù)據(jù)線束，也節(jié)省了電力線束，還減少了線束的生產(chǎn)時間；
3. 標準化的區(qū)域 ECU 部署可以通過變化調(diào)整，適當(dāng)增減實現(xiàn)靈活部署，還可以分配電力并提供保護。
關(guān)于電子電器架構(gòu)的發(fā)展趨勢，簡單總結(jié)如下表：
展望未來，L3 自動駕駛系統(tǒng)大概需要 20000 GFLOPS 的 GPU，1000kDMIPS 的 CPU，以及 200w 的功耗。
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