從ECU到DCU

現(xiàn)代汽車中的大部分功能通過ECU（電子控制單元）來實(shí)現(xiàn)，隨著車輛電子化程度的提升，車輛的ECU數(shù)量不斷增加。90年代初，平均一輛汽車上ECU個(gè)數(shù)不足10個(gè)，而現(xiàn)在一輛車上的ECU數(shù)量超過了100個(gè)，高端汽車的ECU數(shù)量甚至達(dá)到了300個(gè)。如1993年奧迪A8上只使用了5個(gè)ECU，而到了2010年，其ECU數(shù)量已經(jīng)超過了100個(gè)。

但隨著汽車智能化、電氣化的深入發(fā)展，ECU的數(shù)量不可能無限制增加。如果汽車上的ECU過多，一方面會(huì)額外增加單片機(jī)成本，浪費(fèi)資源，更重要的是，隨著車載傳感器數(shù)量越來越多，傳感器與ECU一一對(duì)應(yīng)使得車輛整體性能下降，導(dǎo)致在內(nèi)部控制上變得更復(fù)雜。

目前，L2級(jí)別的自動(dòng)駕駛已經(jīng)開始普及，L3級(jí)自動(dòng)駕駛汽車有望于2020年在中國落地。L3級(jí)與L2級(jí)自動(dòng)駕駛相比，汽車所需配置的攝像頭和雷達(dá)數(shù)量增多，未來或?qū)⒔尤氲母呔貓D及V2X網(wǎng)絡(luò)的各種數(shù)據(jù)源，也會(huì)實(shí)時(shí)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求非常高，所以對(duì)傳感器數(shù)據(jù)融合計(jì)算提出了新需求。對(duì)于L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛來說，傳統(tǒng)ECU已無法滿足汽車應(yīng)用，因此，域控制器的概念應(yīng)運(yùn)而生。比亞迪智能駕駛首席專家王歡認(rèn)為，L3的特點(diǎn)就是功能集成和信息共享，因此域控制器是未來發(fā)展趨勢。

“我們看到了新的機(jī)會(huì)，來自于L3級(jí)及以上自動(dòng)駕駛，他們需要多傳感器的數(shù)據(jù)融合。”偉世通首席執(zhí)行官Sachin Lawande表示。在去年年初的CES展上，偉世通推出了旗下第一款用于自動(dòng)駕駛的多域控制器DriveCore。DriveCore可對(duì)接任何廠商提供的攝像頭、毫米波雷達(dá)及激光雷達(dá)傳感器，以及偉世通先進(jìn)的軟件開發(fā)工具，以滿足OEM（原廠配套）不同的自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)需求，特別是L3及以上自動(dòng)駕駛技術(shù)的開發(fā)。

汽車智能大腦能干什么

作為全球第一款實(shí)現(xiàn)L3級(jí)別自動(dòng)駕駛功能的量產(chǎn)車，新一代奧迪A8L除了搭載各類傳感器之外，名為zFAS的多域控制器也是亮點(diǎn)。域控制器（DCU）的概念最早由以博世、大陸、德爾福為首的Tier1（一級(jí)供應(yīng)商）提出。DCU的提出主要是為了解決信息安全，以及ECU數(shù)量增多、計(jì)算能力受限的問題。

域控制器對(duì)ECU框架進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)汽車電子部件功能將整車劃分為動(dòng)力總成、車輛安全、車身電子、智能座艙和智能駕駛等幾個(gè)域，利用處理能力更強(qiáng)的多核CPU/GPU芯片相對(duì)集中地去控制每個(gè)域，以取代目前的分布式汽車電子電氣架構(gòu)。域控制器是自動(dòng)駕駛汽車的計(jì)算平臺(tái)，相當(dāng)于車載大腦。域控制器因?yàn)橛袕?qiáng)大的硬件計(jì)算能力與豐富的軟件接口支持，將更多核心功能模塊集于一身，系統(tǒng)功能集成度大大提高，這樣，對(duì)于功能感知與執(zhí)行的硬件要求就降低了。加之?dāng)?shù)據(jù)交互的接口標(biāo)準(zhǔn)化，會(huì)讓這些零部件變成標(biāo)準(zhǔn)零件，從而降低這部分零部件的開發(fā)/制造成本。也就是說，外圍零件只關(guān)注本身基本功能，而由中央域控制器關(guān)注系統(tǒng)級(jí)功能實(shí)現(xiàn)。

簡單來講，域控制就是把功能相同的模塊做一個(gè)集成，達(dá)到簡化汽車內(nèi)部軟件架構(gòu)的目的。一個(gè)好的域控制器架構(gòu)可以帶來未來硬件和軟件的復(fù)用，這將大大降低車輛的維護(hù)成本，提升用戶體驗(yàn)。從設(shè)計(jì)角度看，域控制器架構(gòu)一是能夠?qū)鞲信c處理分開，傳感器與ECU不再是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，對(duì)于OEM來說，可以更換傳感器的供貨商；二是平臺(tái)本身的可擴(kuò)展性，能夠?qū)拥膫鞲衅黝愋团c數(shù)目并不固定，可以根據(jù)OEM的需求對(duì)應(yīng)開發(fā)。

年均增長或超過50%

域控制器作為下一代汽車電子電氣架構(gòu)的趨勢，可以用更少的器件完成更多的功能，同時(shí)價(jià)格更低，在汽車電子化特性加強(qiáng)的情況下，也能方便管理各個(gè)子系統(tǒng)。因此，在自動(dòng)駕駛背景下，域控制器市場需求激增。根據(jù)佐思產(chǎn)研的預(yù)測，到2025年，全球汽車域控制器（座艙+自動(dòng)駕駛）出貨量將超過1400萬套，2019-2025年年均增長50.7%。

隨著L3級(jí)自動(dòng)駕駛的大規(guī)模量產(chǎn)時(shí)間即將到來，無論是主機(jī)廠還是Tier1都將圍繞這一市場展開布局。2018年3月，上汽集團(tuán)與奧地利TTTech簽署合資經(jīng)營協(xié)議，雙方攜手加快推進(jìn)智能駕駛中央決策控制器（iECU）集成開發(fā)。此外，國內(nèi)包括德賽西威、經(jīng)緯恒潤、東軟睿馳、均勝電子、布谷鳥、知行科技、環(huán)宇智行等不少Tier1已經(jīng)推出針對(duì)不同自動(dòng)駕駛等級(jí)的域控制器。

隨著汽車電子電氣架構(gòu)的演變進(jìn)化，主機(jī)廠和汽車電子供應(yīng)商的供應(yīng)關(guān)系正發(fā)生深刻變革。由于汽車電子硬件走向集中化的趨勢，汽車電子供應(yīng)商數(shù)量將減少。同時(shí)，域控制器供應(yīng)商將變得更加重要。德賽西威認(rèn)為：預(yù)計(jì)未來Tier1與整車廠之間將采取兩種合作方式。其一，Tier1負(fù)責(zé)中間層以及硬件生產(chǎn)，整車廠負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛軟件部分，例如德賽西威IPU03等。Tier1的優(yōu)勢在于以合理的成本將產(chǎn)品生產(chǎn)出來并且加速產(chǎn)品落地，因此整車廠和Tier1進(jìn)行合作生產(chǎn)方式是必然，前者負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛軟件部分，后者負(fù)責(zé)硬件生產(chǎn)、中間層以及芯片方案整合。其二，Tier1自己與芯片商合作，做方案整合后研發(fā)中央域控制器并向整車廠銷售，例如大陸ADCU、采埃孚ProAI、麥格納MAX4。

但無論是座艙域控制器還是自動(dòng)駕駛域控制器，它們都有控制器供應(yīng)商和主機(jī)廠、域控制器供應(yīng)商和芯片廠商緊密合作開發(fā)的趨勢。