域集中式架構的優勢有哪些

在電子化和智能化發展的需要下，傳統的分布式架構逐漸進化為域集中式架構，“域”和“域控制器”產生。域控制器最早由博世、大陸、德爾福等 Tier1廠商提出，通過利用處理能力更強的多核 CPU/GPU 芯片，引入以太網并將分散的 ECU 集成為運算能力更強的域控制器來相對集中地控制每個域，從而解決分布式架構存在的成本、算力等局限性。

域集中式架構的優勢主要包括：

1）域集中式架構可以節約成本、降低裝配難度。在分布式架構中，隨著 ECU 數量增加產生的大量內部通信需求，導致線束成本增加并加大裝配難度；而域集中式架構將傳感與處理分開，傳感器和 ECU 不再一對一，管理更便捷，有效減少了 ECU 和線束的數量，從而降低硬件成本和人工安裝成本，同時更有利于部件布局。

2）域集中式架構可以提高通信效率，實現軟硬件解耦，便于整車 OTA 升級。分布式架構中，來自不同供應商的 ECU 的軟件開發框架和底層代碼不同，導致冗余，并提高維護和 OTA 統一升級難度；而域集中式架構做到對各 ECU 進行統一管理與信息交互，統一軟件底層開發框架，從而便于未來的 OTA 升級和拓展功能的實現。

3）域集中式架構能進一步集中算力，減少冗余。分布式架構中的各個 ECU 之間算力無法協同，相互冗余，產生極大浪費。而域控制架構將原本分散的 ECU 進行算力集中，統一處理數據，減少算力冗余，更能滿足高階自動駕駛對于算力的高要求。

基于功能集中分區，博世等傳統 Tier1將汽車電子控制系統分為動力域（安全）、底盤域（車輛運動）、座艙域（娛樂信息）、自動駕駛域（駕駛輔助）和車身域（車身電子）五域。

動力域用于動力總成的優化與控制，同時兼具電氣智能故障診斷、智能節電、總線通信等功能。動力域控制器是一種智能化的動力總成管理單元，借助 CAN/FLEXRAY 實現變速器管理，引整管理電池監控交流發電機調節。其優勢在于為多種動力系統單元（內燃機、電動機發電機、電池、變速箱）計算和分配扭矩、通過預判駕駛策略實現 CO2減排、通信網關等，主要用于動力總成的優化與控制，同時兼具電氣智能故障診斷、智能節電、總線通信等功能。底盤域將集成整車制動、轉向、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關的控制功能，實現一體化控制。

傳動系統負責把發動機的動力傳給驅動輪，可以分為機械式、液力式和電力等；行駛系統把汽車各個部分連成一個整體并對全車起支承作用；轉向系統保證汽車能按駕駛員的意愿進行直線或轉向行駛；制動系統迫使路面在汽車車輪上施加一定的與汽車行駛方向相反的外力，對汽車進行一定程度的強制制動，其功能是減速停車、駐車制動。底盤域可在傳動系統、行駛系統以及制動系統中集成多種功能，較為常見的有空氣彈簧的控制、懸架阻尼器的控制、后輪轉向功能、電子穩定桿功能、轉向柱位置控制功能等。若提前預留足夠的算力，底盤域將集成整車制動、轉向、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關的控制功能，實現一體化控制。實現底盤域的功能，需要實現底盤域驅動、制動和轉向算法的集成。

智能座艙域將 HUD（抬頭顯示）、儀表、車載信息娛樂等座艙電子集成，實現“一芯多屏”。智能座艙的構成部件主要包括全液晶儀表、大屏中控系統、車載信息娛樂系統、抬頭顯示系統、流媒體后視鏡等，座艙域控制器通過以太網/MOST/CAN，實現抬頭顯示、儀表盤、導航等部件的融合，不僅具有傳統座艙電子部件，還進一步整合智能駕駛ADAS 系統和車聯網 V2X 系統，從而進一步優化智能駕駛、車載互聯、信息娛樂等功能。智能座艙域可以實現“獨立感知”和“交互方式升級”。一方面，車輛具有“感知”人的能力。另一方面，車內交互方式從僅有“物理按鍵交互”升級至“觸屏交互”、“語音交互”、“手勢交互”并存的狀態，體驗感更好。

自動駕駛域能夠使車輛具備多傳感器融合、定位、路徑規劃、決策控制、圖像識別、高速通訊、數據處理的能力。自動駕駛域通常需要外接多個攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等等車載傳感器來感知周圍環境，通過傳感器數據處理及多傳感器信息融合，以及適當的工作模型制定相應的策略，進行決策與規劃。域控制器的輸入為各項傳感器的數據，所進行的算法處理涵蓋了感知、決策、控制三個層面，最終將輸出傳送至執行機構，進行車輛的橫縱向控制。自動駕駛域所集成的功能基本不涉及機械部件，且與座艙域交互密切，并和智能座艙域一樣需要處理大量數據，對算力要求較高，因此需要匹配核心運算力強的芯片，來滿足自動駕駛的算力需求，簡化設備，大大提高系統的集成度。