EE架构

智能座舱、智能驾驶和智能网联的开展将会促使新性能的始终参与。同时，对高算力和大带宽数据传输的需求也会越来越迫切，再加上“软件定义汽车”的理念驱动，共同推进着整车EE架构的更新和革新；目前各车企曾经逐渐开局从独罪恶能的散布式架构，走向性能集成的域控制架构，并将最终走向中央计算+区域控制的中央集中式架构。

一、特斯拉的“准中央集中式架构”引领了潮流

1. 散布式架构VS中央集中式架构

1）在散布式架构下，软配件严密耦合，OEM关于供应商比拟依赖，在协作的环节中，关键只是提供一个技术规范(比如通讯消息-XX信号，通讯方式-CAN/LIN等)给到Tier1，并且每个系统由不同的供应商提供，造成OEM的整车软件成为由很多独立的、不兼容的软件系统组成的混合体。假设服务器厂想启动性能变卦或许参与新的性能，须要和不同供应商去谈，因此受供应商掣肘十分显著。

其次，随着ECU越来越多，车内的线束也会越来越长，不只参与了车重和整车老本，同时也给整车安顿及装配带来了很大的困扰。并且，各个ECU之间的计算才干无法协同，发生较大的算力糜费。

2）在中央计算+区域架构下，算力逐渐向中央集中，先是由多个ECU兼并成一个域控制器，缓缓的多个域控制器会继续融合，最终会构成1个中央计算平台+N个区域控制器的终极规划。此时，ECU数量会大大缩减，不只降落了整车ECU的运行老本和控制器之间的布线老本,也无利于整车的轻量化设计。

其次，传感器、口头器就近接入到左近的区域控制器中，能够更好的成功配件的裁减。同时，区域控制器的结构方式也更易于控制，容易成功线束的智能化组装。

2. 特斯拉的“准中央集中式架构”究竟是怎样的？

2019年，特斯拉曾经在Model3上成功了中央计算+区域控制器的EE架构方案，引领了潮流，那么特斯拉的这种架构终究有哪些长处呢？

特斯拉Model3的车电子电气架构分为四大局部：CCM(中央计算模块)、BCM FH（前车身控制模块）、BCM LH(左车身控制模块)、BCM RH(右车身控制模块)。其中CCM(中央计算模块)由三个模块组合而成：消息文娱系统(IVI)，驾驶辅佐系统(ADAS)和车内外通讯系统。

1） 前车身控制模块： 担任整车电源调配，车辆前舱用电器的逻辑控制和驱动；

2） 左车身控制模块： 担任左侧用电器的配电，左侧用电器的逻辑控制和驱动，包含左车身便利性控制以及转向、制动等底盘控制等；

3）右车身控制模块： 担任右侧用电器的配电，右侧和背部用电器的逻辑控制和驱动，包含右车身便利性控制、动力系统、空调等。

特斯拉EE架构的长处：

1）智能驾驶模块的配件局部驳回了自研的FSD芯片；关于软件局部，操作系统基于开源Linux启动定制化裁剪，同时自研两边件。成功了软配件自主可控，这样既无利于加慢车型性能的的迭代更新速度，又大大降落了整车开发老本。

2）软件架构层面，驳回了SOA架构思维，便于SOTA的部署以及云端数据的搜集和剖析。

特斯拉电子电气架构的先进性是无须置疑的，它的中央计算模块-CCM将智能驾驶模块、影音文娱模块以及车内外网联模块集成在一同，并共用一套液冷系统。基本上成功了中央集中式架构的雏形，但并不是严厉意义上的中央集中式架构，业内把这种类型称之为“准中央集中式架构”。

因此，即使是特斯拉，它距离真正的中央集中式架构也是还有一段路要走。基于过后技术成熟度和老本思考： 1）通讯架构依然较为传统，以CAN总线为主，控制仍散布在MCU上，且MCU基础软件一致驳回FREE RTOS；

2）中央计算模块CCM属于分别式：只是方式上将影音文娱的MCU、智能驾驶的FSD以及车内外外网联模块集成在了一个板子上，然而每个模块依然是独立运转各自的操作系统，并独立成功各自的义务。

即使如此，特斯拉依然是中央计算+区域控制架构最先进理念的践行者，引发了业界其余同行的学习和追逐。

二、国际特斯拉EE架构的“追逐者”

在智能化和软件定义汽车时代，谁能把握EE架构和软件的主导权，谁就能占据智能汽车市场的制高点。因此，国际干流整车企业也都在踊跃启动相关规划，“准中央集中式”架构方案的量产车型集中在2022-2023年左右推出。

然而，各家OEM规划的中央集中式架构方式上并不是太一致。比如，上汽零束的整车计算平台驳回两个HPC高性能计算单元；广汽或许长城的方案驳回中央计算平台、智能驾驶域和智能座舱域三大计算平台。但总体过去讲，研发设计理念迥然不同：配件上驳回中央计算+区域控制的架构方案，软件上驳回SOA软件架构的设计理念。

1. 上汽零束- 河汉全栈3.0方案

配件平台方面： 由两个HPC高性能计算单元HPC1和HPC2以及四个区域控制器（ZONE）构成。两个高性能计算单元作为整车的计算中心，用于成功智能座舱、智能驾驶以及智能驾驶冗余备份等性能；4个区域控制器用于成功各自不同区域的相关性能。

备注：

1）2021年8月，上汽零束与芯驰科技达成战略协作，将基于零束河汉全栈3.0架构，共同制订芯片及整车电子电气架构的开展路途图；同时，双方将围绕芯片级底层软件操作系统、虚构化平台技术，共同讨论、联结开发实用全栈3.0的狭义操作系统；2）2021年9月，上汽零束发表与创时科技联结设计开发基于“零束河汉全栈3.0”的云管端一体化舱驾融合HPC。

软件平台方面： 驳回云管端SOA一体化软件平台

1）软件平台与配件芯片以及操作系统解耦，即使不同EE架构平台的芯片类型和操作系统不一样，软件平台依然可以平移过去复用。比如零束的1.0架构平台和3.0架构平台，只管底层配件和操作系统不一样，但依然驳回的是同一个软件平台。

2）在运行层，经过两边件和SOA原子服务层，使得向上能够提供一致、规范的API接口，能够让运行层开发更轻松，复用性更高。同时，再加上软件平台SDK，可以让OEM、供应商、第三方开发者和用户都可以参与到运行开发中来，成功运行生态共创。

2. 广汽埃安- 星灵架构

1） 配件平台方面： 星灵架构由数字镜像云、3个外围单元模块和4个区域控制器（左/右/前/后）构成。其中，3个外围计算机模块包含中央运算单元、智驾域控制模块和座舱域控制模块；中央运算单元涵盖了新动力控制模块和车身控制模块，担任控制车辆行驶、制动和车辆设施等性能。

2）软件平台方面： 驳回了分层设计的SOA软件架构

该软件架构成功了组件服务化、原子化和规范化，软配件解耦，优化OTA才干和速度，同时成功配件的即插即用——参与新的运行模块即可成功新的场景。

3. 长城汽车- GEEP4.0架构

1）配件平台方面： GEEP4.0架构由中央计算平台（CCU）、智能座舱模块（HUT）、智能驾驶模块（ICU），以及3个区域控制器（VIU_L 、VIU_R以及VIU_F）组成。

中央计算单元CCU 的关键职责是把辅佐智能驾驶、动力、底盘、车身、空调、车身形态以及形式控制等各个域的性能做集中的处置，在高阶智能驾驶性能下，CCU可以作为L3域控制器的备份，成功最低危险条件。

3个区域控制器： 是一个规范化的控制单元依照车身域启动划分、部署和开发，区分安顿在左边、左边和前边，担任将周边的一些MCU就行整合，也就是将ECU、电源、控制器、输入/输入做一个整合。目前三个VIU的大局部软件算法曾经上移到CCU中，由长城软件团队开发，VIU仅仅保管了很少一局部逻辑，更多是承当驱动I/O的作用。

2）软件平台方面

4. 小鹏X-EEA3.0

2021年11月，小鹏汽车在广州车展上颁布了小鹏G9，方案于2022年上市；该车驳回小鹏全新的X-EEA 3.0架构。目前小鹏官网关尚未泄漏过多详细的技术细节，笔者整顿了以下几点消息供大家参考：

三、EE架构更新革新带来的影响

1.供应链体系的重塑

在传统散布式架构下，软件与ECU高度耦合。OEM对Tier1有较强的依赖相关，Tier1占据主导位置，软配件以打包的方式间接供应OEM。产业链相对比拟便捷，抢先是软件产品供应商/芯片供应商（Tier2），中游是零部件集成商（Tier1），下游便是整车集成厂（OEM）。随着电子电气架构的更新革新，配件逐渐的规范化，软件从配件中剥离进去，软件和配件成功解耦，使得由软件来定义汽车成为了事实。因此，OEM对把握软件定义汽车的才干变得愈加的剧烈，他们宿愿能够逐渐的从Tier1手中夺回期盼已久的“主导权”。为此，有进取心的OEM开局组建软件团队优化自己的软件研发才干，但毕竟还是有很长一段的路要走。在这样的背景下，一些人看到了车企对“自研可控”协作形式的剧烈需求，于是出现了新的物种— Tier1.5，向上可以允许OEM产品的自定义，向下可集成和整合Tier2的资源，以期能够在这场“主导权”争夺战中分一杯羹。与此同时，传统Tier1为了保养自己的主导权位置，也纷繁开局启动垂直整合，打造软配件全栈的研发才干，由零部件供应商向系统方案处置商转型，即由Tier1优化至Tier0.5 - 不只可以为OEM提供软硬一体化的产品，还可提供从前期技术研发到前期数据共享等环节的全流程服务，宿愿能够继续坚持和OEM之间的“亲密”相关。

2. 行业竞争格式的扭转

当行启动先进EE架构研发的企业大抵可以分为三类：整车企业、Tier1和科技公司。整车企业把握中央集中式EE架构外围技术和部件主导权的动机比拟剧烈，由于他们曾经看到了这种主导权给特斯拉带来的好处。但短期内能够成功这些技术和部件所有自研的整车企业仍是少数。大少数整车企业仍将依赖 Tier1 、科技公司以及其余供应商共同去成功。

整车电子电气架构的开发工程复杂且技术链路长，只要产业链上的玩家在各个环节能够相互协作，施展各自的长处，并能够构成合力，起到1+1大于2的成果。这样才干协助整车企业更快地成功架构的更新换代。

关于OEM而言，会依据自身实践状况选用适宜自己的协作方式：

1）关于研发才干较强的头部车企，比如特斯拉，在芯片、操作系统、两边件、域控制器系统集成等关键外围畛域都会选用自研，而关于一些配件的消费会选用外包。

其次，智能驾驶感知算法相对比拟复杂，即使是一些头部车企，在感知算法方面也会选用与业内实力较强的软件公司启动联结开发。在这个环节中，他们多半也会偷师学艺，逐渐优化自己的感知算法才干，最终向全栈自研的目的聚拢。

2）关于软件研发才干相对较弱的车企，则须要分清楚什么是特性的，什么是特性的。思考到自身的研发实力及老本的压力，特性局部只能选用战略性地丢弃，交给适宜的供应商来协助其成功开发；关于特性的局部，则须要尽自己最大的致力去做好差异化，打造出自己的品牌力。例如域控制器或许中央计算平台，就须要经过有全栈研发才干Tier1或许软件公司来协助其逐渐分层关上，而后自己在运行层做特性化和差异化的开发。

目前，服务器厂的需求是特性化和多元化的，大都偏差于依据自己的需求要求供应商启动定制化开发。同时，OEM也在竭力优化自身的软件开发才干；从常年来看，关于Tier1和计划去做Tier1的科技公司而言，域控制器或中央计算平台的局部软件性能的开发权被服务器厂“收回”已是大势所趋。因此，Tier1和科技公司也在竭力打造软配件的全栈技术研发才干，以防止沦为OEM的“配件代工厂”。

3. EE架构的向上打破带来的新机会

在智能驾驶进入下半场比赛的关键期间，OEM开局更新自己的电子电气架构，以应答汽车智能化和网联化的开展。在这个关键的期间窗口，谁能够协助OEM率先成功配件模块化的极速交流和迭代更新，以及软件模块的可移植和最大化重用，谁便能取得服务器厂的青眼，便能率先在新的市场站稳脚跟。

所谓时事造英雄，那么哪些类型比拟容易出现“新风口”上的“英雄”呢？笔者判别会有以下几种类型：

1）大算力AI芯片公司 -电子电气架构向域集中和中央域控极速开展，对服务器厂来说，对高性能大算力计算平台的选用是事不宜迟。因此大算力芯片的供应商将迎来始终增长的市场空间。尤其是国际最近生长起来的一些芯片公司——放开的系统方案，对本地化场景的了解才干，以及良好的工程配套服务才干是其的长处所在。

2）域控制器集成商- 随着整车电子电气架构的更新，推进了域控制器浸透率的优化，域控制器这一新兴的市场未来会有很大的增长空间。具有牢靠的产质量量，同时还能够帮OEM大小节俭老本和缩短开发周期的域控制器集成商，将会迎来开展的契机。

3）基础软件平台供应商 - 关于软件权利稍弱的OEM，关于基础的软件平台这种特性的局部，没有必要启动重复开发，由于它是不会被消费者感知到的物品。因此可以选用把这局部交给适宜的基础软件平台供应商去做，这样既可以降落自己的开发难度和开发老本，同时还能够把自身的人力和财力用于关键的特性化开发局部；无利于缩短产品开发周期，并尽快将其推向市场。

四、成功中央计算+区域控制架构的应战是什么？

1. 底层“芯片”基础选择下层“架构”高度

高阶智能驾驶对算力的需求越来越高，搭载制程更先进、性能更强悍的芯片曾经成为架构设计时所要思考的首要疑问，由于所方案驳回芯片的量产期间会影响到架构方案的落地期间。

在设计中央计算+区域架构的时刻，中央计算平台须要同时满足各域的需求和特性，为此须要算力更强的芯片以及各种操作系统的组合，最大的应战就是选取可用的芯片。但目前尚未有量产的芯片能够同时满足几大性能域的要求，因此少数服务器厂的还是驳回多个芯片拼凑的方案：

1）车控系统：普通驳回MCU，运转成熟的Classic AUTOSAR基础软件，实时性和安保等级要求高，然而算力和存储有限。

2）智能座舱和智能驾驶域，须要高性能、大算力的SoC芯片，并且还须要运转复杂的操作系统，并辅以两边件。

其次，如今入局车载畛域的大算力、高性能芯片的玩家越来越多，同时芯片的迭代速度也越来越快，假设每次改换芯片都须要对整个技术架构启动重构，将会重大影响新产品的开发速度。因此，中央计算平台须要具有较好的拓展性，既须要领有一致的传感器及外设接口，还须要具有良好的芯片兼容性。

2. 软件才干和软件团队树立

软件才干 -目前干流性能域架构可划分为五个域：车身域、底盘域、动力域、智能座舱域、智能驾驶域。在向中央集中式架构开展的环节中，肯定要做跨域融合，比如把车身域、底盘域以及动力域整合为一个整车控制域，的终极目的是一切性能域所有集成到一个中央大脑过去。在这样的开展环节中，不只须要自建少量的软件性能服务才干；与此同时，更须要弱小的软件才干去应答底层的实时操作系统、AUTOSAR以及其余关键软件模块之间的系统协同。

软件才干的另外一个表现，就是OTA，尤其是FOTA，须要OEM具有弱小的软件开发才干，能够开发底层口头件的控制软件，才干够真正成功软件定义汽车的性能或许性能。

2018年美国《消费者报告》杂志指出，Model3在高速行驶形态下紧急刹车方面存在重大疑问。当Model3以60英里/小时行驶时，其制动距离约为46.3米，高于同级别其它车型。为处置此疑问，Model 3 经过远程推送固件更新。最终的结果是经过OTA，Model3的紧急刹车距离缩短了大概6.1米。

Model 3制动系统的配件驳回的是博世的iBooster，但底层的电控软件是特斯拉自研的，因此才干经过OTA更新，成功了对刹车踏板特性的调理，即经过调整刹车照应曲线来成功整个刹车环节中的制动力最优化的调配，从而缩短了刹车距离。

软件团队树立- OEM若要成功真正的软件定义汽车，即车辆的绝大少数性能和性能都由自己来定义，那么对其自身的研发才干，特意是软件的研发才干，都将是一个比拟大的考验。如今有实力的OEM都在大规模的组建软件研发团队，软件开发人员在人才市场上曾经显著供不应求了。甚至出现了即使舍得用高薪和期权去“诱惑”，也难以“套”到适宜人才的难堪局面。同时，软件团队的控制和协调也比拟复杂，这也是传统OEM须要从新启动强化学习的中央。

3. 组织体系的疑问

传统OEM具有多年逐渐搭建和完善起来的研发团队、产品体系以及供应链体系。然而，在启动整车EE架构革新的时刻须要思考和顾忌的物品会更多，比如，原来消费线的可复用性疑问，架构对宏大产品线的兼容性疑问，以及世界各地的供应链疑问等等。

中央集中式架构的一大特点是算力向中央集中，这样的话，必需会砍掉很多ECU。假设车上有少量ECU被砍掉，关于依赖这些部件的员工以及与之相关供应商来说，这是生死攸关的事件。假设他们无法在外部和外部做好调整，那么新的架构就很难极速地被推进和实施。

从某种水平上讲，传统OEM仰仗多年积聚起来的供应链以及产品体系长处等，如今却成了一把“双刃剑”，开局阻碍他们启动架构的翻新。因此，他们在启动架构革新的时刻基本不太或许“一刀切”，全盘推倒以前的方案，所有转换到新的E/E架构过去，只能应用现有资源分阶段地向前过渡和演进，并逐渐优化自身的软件研发才干和扭转自身的研发组织架构去顺应新的研发流程。

而造车新权利则没有这方面顾忌，齐全可以从零开局。只管没有像传统OEM积聚那么多的过往资源，同时它也没有之前的历史包袱，齐全可以毫无顾忌大胆地去做新的尝试。

因此，从这一层面上讲，传统OEM宏大的组织体系确实拖了他们的后腿。