汽车区域架构优势详述-电子发烧友网

不妨将一辆乘用车想象为多个电子控制单元(ECU)的集合，它们分布在汽车的各个位置并使用不同网络相互通信。为实现车联网(V2X)、自动驾驶和汽车电气化而添加更多先进的汽车电子产品时，ECU数量和交换数据量也都会增加。

此外，ECU数量的增加还促进了网络类型的多样化，包括本地互联网络(LIN)、控制器局域网(CAN)以及诸如平板显示器链路(FPD-Link)、PCI Express(PCIe)和以太网等高速网络。

在域架构中，ECU可根据功能不同分为不同的域。但区域架构是一种按照ECU在汽车内的实际位置分类的新方法，并利用中央网关来管理通信。这种物理接近性可减少ECU之间的布线，从而节省空间并降低汽车重量，同时还能提高处理器速度。

域架构简介

为了更好地了解域架构，可以首先了解根据功能将ECU分成的五个域，如表1所示。

域	ECU功能
动力总成域	管理汽车的驾驶功能，包括电机控制和电池管理、发动机控制、变速器和转向控制
高级驾驶辅助系统域	处理传感器信息并决定是否为驾驶员提供辅助，包括摄像头模块、雷达模块、超声波模块和传感器融合
信息娱乐系统域	管理车内娱乐并实现车辆和外部世界之间的信息交换，包括音响主机、数字驾驶舱和远程信息处理控制模块
车身电子装置和照明域	管理汽车内的舒适、便利和照明功能，包括车身控制模块、车门模块和前照灯控制模块
被动安全域	控制与安全相关的功能，例如安全气囊控制模块、制动控制模块和底盘控制模块

表1：ECU通常分为五个域

ECU通过其自身域内部的特定和相关网络进行通信和交换数据，同时还与域外的ECU通信。由于不同域采用不同的网络，因此需使用网关作为通信桥梁。

图1显示了一辆采用基于域的网络架构的汽车。在此图中，有一个中央网关模块连接到汽车内的不同域。每个域可执行多种功能。域控制器（例如动力总成）包含网关功能。此域网关在相关域的ECU之间以及该域与车辆其余部分之间支持数据通信。

域控制器还包含ECU，通常由多个ECU集成实现功能，帮助更大程度降低系统成本。TI的Jacinto™7处理器集成了Arm® Cortex® A-72内核来进行原始数据处理，集成了Arm Cortex R-5F进行实时控制，还集成了千兆位时间敏感网络(TSN)和以太网交换机用于高速联网。

图1：域架构

区域架构简介

如果把汽车比作房间，把ECU比作聚集在该房间内要讨论不同话题的人，那么域架构的作用就相当于对这些人进行混乱分组，让房间内这些人在各自的讨论组中激烈讨论。

区域架构根据ECU在汽车内的位置进行组织，并增加了一个车辆计算模块。该车辆计算模块是一个具有高处理能力的计算机，用于执行各种函数的所有计算。此架构还可以包含一个管理网络流量的网关模块。

图2展示了汽车不同区域的区域模块和相关的区域卫星模块，以及中央网关和车辆计算模块。TI的汽车用Jacinto DRA82x处理器针对网关系统量身定制，并具备在车辆内安全传输数据的功能。DRA82x处理器系列包括集成了PCIe交换机和千兆位TSN以太网交换机的器件，可用于计算平台、中央网关和区域模块。

可以使用CAN等低带宽网络在不同的区域模块和中央网关/计算模块之间进行通信。不过，以太网或PCIe等高速网络也是不错的选择，因为它们在汽车工作温度内具有高可靠性，可以平稳运行。