我是穿拖鞋的汉子,魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。
老规矩,分享一段喜欢的文字,避免自己成为高知识低文化的工程师:
屏蔽力是信息过载时代一个人的特殊竞争力,任何消耗你的人和事,多看一眼都是你的不对。非必要不费力证明自己,无利益不试图说服别人,是精神上的节能减排。
无人问津也好,技不如人也罢,你都要试着安静下来,去做自己该做的事.而不是让内心的烦躁、焦虑、毁掉你本就不多的热情和定力。
时间不知不觉中,快要来到深秋。马上到了中秋和国庆的假期,成年人的我也不知道去哪里渡自己的灵魂,独自敲击一些文字算是对这段时间做一个记录。
本文主要分享电子电气架构 — 什么是车载域控制器?
一、什麽是域控制器?
域控制器,顾名思义,是专门负责控制和协调汽车中某一特定功能域内所有相关系统的计算机。它集成了多个传统ECU的功能,通过高度集成化的设计,实现了对某一功能域内所有传感器、执行器和子系统的集中管理和控制。这种设计不仅提高了系统的效率和可靠性,还简化了车辆线束的复杂性,降低了整车成本。
在汽车应用中,域控制器是指控制与特定区域(或称域)相关的一组汽车功能的计算机。需要域控制器的功能域通常是计算密集的,连接到大量的输入/输出 (I/O)设备。相关域的示例包括主动安全、用户体验、车身和底盘。
当车辆朝着高级电子/电气架构发展时,第一步就是将功能集中到域控制器。
一个主动安全域控制器会接收来自车辆传感器的输入(例如雷达和摄像头),并使用这些输入创建周围环境的模型。然后,域控制器中的软件应用程序根据模型显示的环境制定 “策略和计划” 决策,确定车辆应该采取的行动。例如,软件可能将传感器发送的图像解读为行人即将进入前方道路,根据预先制定的策略,车辆会向驾驶员发出提醒或实施制动。
在用户体验领域,域控制器通常控制车舱体验的多个元素 例如,提供所需的软件和算力以便为用户运行信息娱乐系统、驾驶员仪表盘和其他汽车界面。这些界面越来越多地通过可重新配置的动态显示来实现,例如可提供导航、音频控制和温控功能的触摸屏。
二、都有哪些域控?
在传统的汽车设计中,每个系统(如发动机控制、制动控制、安全系统等)都由独立的ECU管理。这种分布式架构虽然灵活,但也带来了高昂的成本、复杂的布线以及软件更新困难等问题。随着技术的进步,汽车制造商开始将多个ECU的功能整合到几个域控制器中,每个域控制器负责车辆的一个特定领域(如动力域、底盘域、车身域、信息娱乐域和自动驾驶域)
对于现在整车EE框架,大体分为如下几个域:
主动安全域:该域主要负责车辆的主动安全系统,如自动紧急制动(AEB)、自适应巡航控制(ACC)、车道保持辅助(LKA)等。这些系统需要实时处理来自多个传感器的数据,并快速做出决策以控制车辆的行为,因此对计算能力和实时性要求极高。
用户体验域:随着汽车从单纯的交通工具向智能移动空间转变,用户体验变得越来越重要。用户体验域控制器负责集成和控制车内的信息娱乐系统、人机交互界面(HMI)、语音识别等功能,为乘客提供丰富、便捷、个性化的车内体验。
车身域:车身域控制器负责管理车辆的照明、门窗、空调、座椅等舒适性和便利性系统。它接收来自各种传感器和开关的信号,控制执行器的动作,确保车内环境的舒适性和安全性。
底盘域:底盘域控制器是车辆动力性和操控性的核心。它集成了ABS、ESP、悬架控制、动力分配等底盘控制功能,通过精确控制车辆的制动、转向和悬挂系统,提高车辆的行驶稳定性和安全性。
注:上述也有多个域合并的现象。
三、域控制器对比以往的控制器优势是什么?
区域控制器在车辆中作为配电和数据连接的中心节点,它们负责处理传感器、执行器和外围设备的输入输出(I/O)。通过将I/O操作从域控制器中抽离出来,区域控制器减轻了域控制器的负担,使其能够专注于执行更高级别的软件功能。这种分工合作提高了系统的整体效率和可靠性:
-> 提高系统集成度:通过集成多个ECU的功能,减少了系统间的通信和交互复杂性。
-> 增强系统性能:更高的计算能力和更快的处理速度,使得系统能够更快地响应外部变化,提高驾驶的安全性和舒适性。
-> 降低成本:减少了ECU的数量和线束的复杂性,降低了整车成本和制造难度。
-> 便于升级和维护:通过软件升级即可实现功能的扩展和优化,降低了车辆后期维护的难度和成本。
在朝向软件定义汽车和集中化发展的道路上,域控制器是一个重要的里程碑。
以前通过各个电子控制单元(ECU)处理的功能可以整合或向上集成到域控制器。例如,以前雷达可能在一个独立的ECU中完成处理工作;然而,这些处理工作可以通过卫星架构方法转移给主动安全域控制器。
域控制器进一步辅以区域控制器区域控制器是车辆中用作配电和数据连接中心的节点。它们处理传感器、执行器和外围设备的I/O,将I/O从计算中抽离出来,并释放域控制器来专门负责执行更高级别功能的软件。
最终,域控制器将进一步整合为 “服务器化” 的控制器。从计算中抽离I/O并配备高速网络后,便可以将域控制器中的软件整合到更少的计算机上,进而在不同域间动态分配工作负载。这种集中化方法将进一步减少成本和空间,解锁新的功能(例如驾驶员离环自动化),而且更便于执行无线软件更新。
随着技术的进一步发展,域控制器有望进一步整合为“服务器化”的控制器。这意味着通过高速网络和从计算中抽离I/O操作,可以将多个域控制器的软件功能整合到更少的计算机上。这种集中化的方法不仅减少了成本和空间占用,还使得系统能够动态地分配工作负载,以适应不同的驾驶场景和需求。此外,服务器化控制器还便于进行无线软件更新,提高了系统的可维护性和可扩展性。
随着软件越来越与硬件分离,这种方法将得以实现。
通过这个分离过程,多域控制器可以改造为开放服务器平台。开放服务器平台使得OEM、Suppliers和获批第三方的开发人员能够构建创新的应用程序,并以前所未有的方式合作开发软件。随着车辆的自动驾驶级别越来越高并承担越来越多的驾驶任务,强大、集中而且故障后仍能运行的计算变得越来越重要。
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