域控制器(DCU,Domain Control Unit)的概念早期是由以博世,大陆,德尔福为首的Tier1提出,它是为了解决信息安全,以及ECU瓶颈的问题。
根据汽车电子部件功能将整车划分为动力总成,车辆安全,车身电子,智能座舱和智能驾驶等几个域,利用处理能力更强的多核CPU/GPU芯片相对集中的去控制每个域,以取代目前的分布式汽车电子电气架构(EEA)。
域控制器的重点发展是芯片的计算能力快速提升,可以让公用信息的系统组件,能在软件中分配和执行,让软硬件分立,可实现以足够的资源快速响应完成客户需求,具备平台化、兼容性、集成高、性能好等优势。
虽然这样的设计简化了汽车电子网络拓扑结构,但由于各种数据的相互融合也带来了安全隐患。从现有控制器硬件架构看多颗/多核芯片以及冗余架构是
域控制器设计主流设计,未来对于域控制器内部的硬件必定要根据功能安全等级划分为不同类型的功能,根据不同类型的功能分配进入不同功能安全支持的芯片内。
域控制器作为汽车电子结构未来发展的趋势,可以用更少的器件完成更多的功能,同时量产价格更低,在汽车电子化特性加强的情况下,也能方便管理各个子系统,被OEM和Tier1普遍接受。而随着自动驾驶的来临,其所涉及的感知、控制、决策系统复杂性更高,与车身其它系统的信息交互、控制也越来越多,各方都希望其能变成一个模块化的、可移植性的、便于管理的汽车子系统。此时,专门定位于自动驾驶的
域控制器系统就应运而生了。
现在的智能汽车,车载电子电器逐渐增多,需要满足的各项功能越来越多,少的用七八十个ECU,多的甚至有两百个ECU来执行各项功能。而随着智能汽车的发展,尤其是智能座舱和智能驾驶的发展,汽车作为人们移动的第三空间,不仅要满足驾驶的安全和舒适性,还要满足人们的生活、工作等越来越繁复的需求。如果沿用不断增长ECU的布局方式,很明显会带来巨大的隐患。现在100个ECU的布线就已经非常复杂了,而后期如果200个,300个,甚至1000个ECU呢?那就是彼此连接的线路会越来越复杂,链接各ECU的线束越来越多。无论是在工艺上还是成本上,都会带来巨大的挑战。而且在实际开发中,采用数量越来越多的ECU还会出现一个难题,那就是这一两百个ECU是来自不同的供应商,通过Can总线进行互相通讯。但是很有可能不同供应商的底层框架是不同的,采用不同的编程语言和风格,在实际的互相沟通中会出现问题,有时候会产生鸡同鸭讲,你发过来的信息我看不懂的情况,那到底要谁兼容谁。现在这个补丁打了,后期如果要升级,又怎么维护和OTA升级。用的ECU越多,供应商越多,就会涉及到保大保小,供应商博弈的难题,给开发验证部门带来额外的困难,甚至会造成新车研发的周期大为延迟,或者强行退出的车型出现一堆问题。而整合多个ECU的DCU,将会优化整车的电子电器线路,也会对研发和后期的实际整体化运行带来极大的益处。
目前EEA主要的方向是模块化和集成化,DCU是必不可少的一个环节。DCU的整合,使得车载电子电器形成了Domain的域架构。比如以模块为导向的EEA设计方案,是将一个确定功能的电子设备视为一个功能模块,比如车上的四个车门和行李厢的门作为一个功能模块。或者把功能组成的模块分成各个域,比如动力系统是一个域,驾驶辅助、底盘是一个域,内部空间是一个域,远程信息处理和信息娱乐是一个域,各个域通过网关链接在一起。例如智能座舱的DCU就可以把原先单独的ECU整合起来,利用多核CPU/GPU等芯片来完成原本多个功能所需要的车载计算,比如车厢内的人机交互,屏幕互联显示,DMS、HUD等。