世界播报:体验驱动vs功能驱动 软硬件解耦下的域控设计思维转变

电子电气架构的未来是什么？中央计算机+区域架构或许是共识性的行业构想。

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区域化域控架构下，目前流行的五大功能域将进一步融合，而舱驾合一则是其中被炒的最为火热的话题。

在座舱和网关领域业务水平趋于成熟的均联智行，已开始在智能驾驶领域展开布局，其业务扩张的力度，正取决于座舱业务同智能驾驶业务融合的可能性。

均联智行AD首席架构师汪浩伟看来，软硬件解耦的大趋势下，针对即将到来的“中央大脑”时代，车机设计将从以功能为核心转变为以体验为核心，用户思维和用户核心价值将成为智能驾驶落地量产的关键点。

图片来源：均联智行官网

功能域的下一步：舱驾合一？

汽车电子电气架构发展至今，分布式ECU已接近瓶颈，智能汽车集体迈进域控制时代。

ECU向域控制转变是行业需求升级的结果，最主要解决的就是集中式计算和分布式连接两大问题：

其中，集中式计算是将同一功能区的ECU统一整合至域内，减少算力冗余、提高核心性能。分布式连接则解决了传统架构中信号在子网络中重复发送的问题，域内统一连接，优化线束问题，更易于管理和后期调控。

从单一域控走向域融合，不同的主机厂有不同的理解和做法。技术路线虽然各有不同，但做法与目的是一致的，即将部分的域功能先统一到一个平台内。逐渐聚合更多的功能域，直到走向彻底的中央计算平台。

图片来源：均联智行 汪浩伟

功能域控不同于区域化控制，市面上流行的功能域划分主要是动力域（安全）、底盘域（车辆运动）、座舱域（信息娱乐）、智能驾驶域（辅助驾驶）和车身（车身电子）域。功能域各自有主要的域控制器，通过CAN/LIN等方式连接至主干线，实现整车数据交互。

区域化域控制是功能域控制进一步集成化的结果，具体实现路径是域融合集中化方案。将适合整合为区域的离散型功能部件集中化，有利于中央计算性能的优化。

图片来源：均联智行 汪浩伟

汪浩伟提到，均联智行目前在座舱域、智能驾驶域以及与智能网联的结合上有所布局。

未来，L2.9 ADAS与HPC（高级别驾驶辅助+全功能智能座舱）结合的域控制器将成为域融合发展的主流。随着座舱和智能驾驶功能域的发展，系统复杂性和交互程度都会提高，舱驾融合的域控技术可以避免不必要的冗余，较好的规避当前自动驾驶的技术瓶颈，以更快实现大规模量产。

体验驱动+用户核心价值域控方案的未来方向

中央计算机+区域化融合的大潮下，域控方案的设计思维必然随之改变。

目前，区域控制器的设计方案主要有三种类型，第一种类是以网关（Gateway）为核心，使用最原始的方式将信号接入至区域控制器。这一种可以被看作是区域控制网+BCM供电，叠加底层纯硬件设备和驱动，信号被主要被传入中央电脑进行处理。

第二种是将原子服务部署在区域控制器上，此时中央电脑和区域控制器通信已经转变成了以服务API（API Gateway）为基础。

第三类是现在还未完全出现的区域控制形态。在区域控制器上存在基础和高阶服务。比如将Edge Computing和Edge AI（边缘计算）运行在区域控制器中；以及将智能驾驶的功能融合在区域控制器内，这种形态会在未来中央大脑+区域架构起到关键性的作用。

图片来源：均联智行 汪浩伟

以上三类区域控制器的设计方案，其实也就是控制器从功能域控架构转向中央大脑架构的升级路径。

伴随集成升级，可拓展的电子架构会采取类似的硬件设计、i/o接口，满足对不同车型拓展的需求。而软件区域不再受到硬件的制约，有更大的发展空间。

在汪浩伟看来，传统整车视角下，功能为导向的设计思路，在软硬件解耦的大趋势下，终将被替换为区域视角下，用户体验为导向的设计思路。成熟高阶的自动驾驶产品从用户角度出发，需考虑合理的价格、可靠的安全性、舒适性、智能以及产品质量等综合因素。

安全至上理性的智能化设计

目前的智能驾驶技术发展中，安全和智能在某种程度上存在矛盾之处。比如辅助级别的TGA和完全自动驾驶L3以上级别的TGP，两个系统功能层面相同，但是对于安全的要求使得其复杂程度和成本迥异。

对后者而言，更贵的传感器，更强的感知，以及更多的冗余，这些不光带来成本的上升，也带来设计上的挑战。

因此需要在设计系统时就明晰安全边界，因为系统的成本框架会定义其复杂度，也就是定义其不同场景的功能和安全极限。

图片来源：盖世汽车

要满足高阶的安全性需求，在功能安全、信息安全、SOTIF框架下对系统反复设计和验证、针对不同场景的安全驾驶策略、突发事件处理方案，这些维度都需要考虑到。

再来看安全冗余，它强调多重备份以增强系统的可靠性，级别越高，安全冗余要考虑的情况就越多。

总的来说，均联智行域控制器功能安全设计的总体目标，包含支持安全自动驾驶，统一的安全诊断机制、安全通讯机制、安全状态管理，以及对于SOTIF的支持。

座舱+自动驾驶 软件开发深度融合

就软件定义来看，均联智行的理想开发状态是如SOAFEE（Arm提出的开源软件架构）所预想：用云原生的方式来开发汽车软件。

而目前的SOA架构下整体方案是将座舱和智能驾驶的软件框架进行深度融合，其设计的一套原子服务，既可以被座舱域使用，也可以被智驾域使用。

汪浩伟强调，SOA替换传统信号传输，进入到微服务设计阶段，再到将云开发同汽车开发相统一，这是对于未来的构想。然而当下，SOA仍然以替换CAN为核心。这主要由于车机同互联网的定义不同，车机的系统每一步都将影响到物理呈现，和传统云原生的思路不同，各种设计规范仍待修改完善。

图片来源：均联智行 汪浩伟

软件定义汽车，是智能汽车发展趋势下传唱最广、也最具有想象空间的一句构想。然而如何让软件设计量产落地，如何在域控架构和受众需求间架桥，厂商在攻克科技产品，还是在打造实用良品，这两者并不一定是矛盾，只是需要更好的平衡，均联智行对于体验驱动的产品设计构想，或将构成这座桥梁建设的关键一步。

（以上内容根据均联智行首席架构师汪浩伟在2022年6月29日由盖世汽车主办的2022第二届智能汽车域控制器创新云论坛发表的《融合域控制器的规模化量化挑战》主题演讲进行理解和整理。）