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域控制器:自动驾驶下一个热点

来源:上海汽车报 浏览次数:75 发布日期:2019-08-12


从ECU到DCU

现代汽车中的大部分功能通过ECU(电子控制单元)来实现,随着车辆电子化程度的提升,车辆的ECU数量不断增加。90年代初,平均一辆汽车上ECU个数不足10个,而现在一辆车上的ECU数量超过了100个,高端汽车的ECU数量甚至达到了300个。如1993年奥迪A8上只使用了5个ECU,而到了2010年,其ECU数量已经超过了100个。

但随着汽车智能化、电气化的深入发展,ECU的数量不可能无限制增加。如果汽车上的ECU过多,一方面会额外增加单片机成本,浪费资源,更重要的是,随着车载传感器数量越来越多,传感器与ECU一一对应使得车辆整体性能下降,导致在内部控制上变得更复杂。

目前,L2级别的自动驾驶已经开始普及,L3级自动驾驶汽车有望于2020年在中国落地。L3级与L2级自动驾驶相比,汽车所需配置的摄像头和雷达数量增多,未来或将接入的高精地图及V2X网络的各种数据源,也会实时产生海量数据,对数据处理的要求非常高,所以对传感器数据融合计算提出了新需求。对于L3级以上自动驾驶来说,传统ECU已无法满足汽车应用,因此,域控制器的概念应运而生。比亚迪智能驾驶首席专家王欢认为,L3的特点就是功能集成和信息共享,因此域控制器是未来发展趋势。

“我们看到了新的机会,来自于L3级及以上自动驾驶,他们需要多传感器的数据融合。”伟世通首席执行官Sachin Lawande表示。在去年年初的CES展上,伟世通推出了旗下第一款用于自动驾驶的多域控制器DriveCore。DriveCore可对接任何厂商提供的摄像头、毫米波雷达及激光雷达传感器,以及伟世通先进的软件开发工具,以满足OEM(原厂配套)不同的自动驾驶技术研发需求,特别是L3及以上自动驾驶技术的开发。

汽车智能大脑能干什么

作为全球第一款实现L3级别自动驾驶功能的量产车,新一代奥迪A8L除了搭载各类传感器之外,名为zFAS的多域控制器也是亮点。域控制器(DCU)的概念最早由以博世、大陆、德尔福为首的Tier1(一级供应商)提出。DCU的提出主要是为了解决信息安全,以及ECU数量增多、计算能力受限的问题。

域控制器对ECU框架进行优化,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芯片相对集中地去控制每个域,以取代目前的分布式汽车电子电气架构。域控制器是自动驾驶汽车的计算平台,相当于车载大脑。域控制器因为有强大的硬件计算能力与丰富的软件接口支持,将更多核心功能模块集于一身,系统功能集成度大大提高,这样,对于功能感知与执行的硬件要求就降低了。加之数据交互的接口标准化,会让这些零部件变成标准零件,从而降低这部分零部件的开发/制造成本。也就是说,外围零件只关注本身基本功能,而由中央域控制器关注系统级功能实现。

简单来讲,域控制就是把功能相同的模块做一个集成,达到简化汽车内部软件架构的目的。一个好的域控制器架构可以带来未来硬件和软件的复用,这将大大降低车辆的维护成本,提升用户体验。从设计角度看,域控制器架构一是能够将传感与处理分开,传感器与ECU不再是一一对应的关系,对于OEM来说,可以更换传感器的供货商;二是平台本身的可扩展性,能够对接的传感器类型与数目并不固定,可以根据OEM的需求对应开发。

年均增长或超过50%

域控制器作为下一代汽车电子电气架构的趋势,可以用更少的器件完成更多的功能,同时价格更低,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。因此,在自动驾驶背景下,域控制器市场需求激增。根据佐思产研的预测,到2025年,全球汽车域控制器(座舱+自动驾驶)出货量将超过1400万套,2019-2025年年均增长50.7%。

随着L3级自动驾驶的大规模量产时间即将到来,无论是主机厂还是Tier1都将围绕这一市场展开布局。2018年3月,上汽集团与奥地利TTTech签署合资经营协议,双方携手加快推进智能驾驶中央决策控制器(iECU)集成开发。此外,国内包括德赛西威、经纬恒润、东软睿驰、均胜电子、布谷鸟、知行科技、环宇智行等不少Tier1已经推出针对不同自动驾驶等级的域控制器。

随着汽车电子电气架构的演变进化,主机厂和汽车电子供应商的供应关系正发生深刻变革。由于汽车电子硬件走向集中化的趋势,汽车电子供应商数量将减少。同时,域控制器供应商将变得更加重要。德赛西威认为:预计未来Tier1与整车厂之间将采取两种合作方式。其一,Tier1负责中间层以及硬件生产,整车厂负责自动驾驶软件部分,例如德赛西威IPU03等。Tier1的优势在于以合理的成本将产品生产出来并且加速产品落地,因此整车厂和Tier1进行合作生产方式是必然,前者负责自动驾驶软件部分,后者负责硬件生产、中间层以及芯片方案整合。其二,Tier1自己与芯片商合作,做方案整合后研发中央域控制器并向整车厂销售,例如大陆ADCU、采埃孚ProAI、麦格纳MAX4。

但无论是座舱域控制器还是自动驾驶域控制器,它们都有控制器供应商和主机厂、域控制器供应商和芯片厂商紧密合作开发的趋势。

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