域控制器在自动驾驶中的重要性

对于L3级以上自动驾驶来说，没有一套性能优秀的中央计算单元（域控制器），可能所有的传感器和算法都成了摆设。

感知环境，数据处理，路径规划，并与云进行同步通信，不断增加的传感器数量，反过来需要更高性能和集成化的计算单元来维持对关键安全信息的无延时处理。

众所周知，传统的为每个新功能增加离散电子控制单元(ECU)的方法会增加E/E体系结构的复杂性并减慢关键安全信息的通信处理，从而影响自动驾驶车辆的性能。

此外，在车辆中，布线（线束）也是占据较大车身重量的部件。减少布线将导致重量减少，从而提高燃料效率。通过降低复杂性和成本，域控制架构和以太骨干网对于未来的E/E开发将是重要的。

从目前的体系结构来看，主要分为三层：传感器的边缘数据处理趋势明显，更高级的功能有集中式的微控制器单元（MCU）处理，而多传感器融合数据则选择有集中式的域控制器计算单元来负责。

而围绕域控制器的竞争显然已经开始显现出竞争激烈的苗头。

继采埃孚、伟世通、Aptiv、大陆集团之后，又一家传统汽车Tier1 Veoneer（奥托立夫分拆）今天宣布开发了宙斯超级计算机——设计用于满足L4自主驾驶的要求与Zenuity的自动驾驶软件栈，基于NVIDIA Xavier。

宙斯是一个ADAS/AD ECU，融合来自摄像头、雷达和其他传感器的数据，建立在NVIDIA Xavier系统芯片上，通过集成6种不同的处理器，加速多种多样的冗余算法，包括深层学习人工智能软件，处理多达27个传感器的数据。

目前，市场上在用的针对L1级辅助驾驶的，大多数仍是使用单独的ECU控制。而ADAS ECU主要面向L2级自动辅助驾驶，用于LDW/LKA与AEB的融合处理，而到了L3级自动驾驶，AD ECU的需求就会开始爆发。

域控制器的市场启动，也受益于高性能SoC处理器的出现，包括瑞萨的R-Car H3，NXP S32V，NVIDIA DRIVE PX等，而这些高性能处理器还必须满足实时性、功能安全性和安全性的要求。

目前，对于域控制器搭载的SoC芯片也有很高的要求，比如：

以太网架构管理高传输数据量，包括时间敏感数据，并减少点到点布线。

LPDDR4/4x以高达3200兆位/秒及以上的数据速率工作，这加快了汽车级SoC中的DRAM操作。

MIPI标准，如MIPI相机串行接口和显示串行接口，在成像和显示应用中提供高性能的连接；

PCI Express，对4G或未来5G和外部SSD具有高可靠性的处理器到处理器的连接性。；

5G和IEEE标准，如802.11p，帮助提供到云和来自云的地图或图像的实时更新，以及车辆到车辆或车辆到基础设施的通信。；

硬件和软件中的安全协议，用于通过USB、WiFi或蓝牙实现对数据的保护；

传感器和控制子系统卸载主机处理器并融合传感器数据以管理传感器提供的不同类型的传感器数据；

更先进的制造工艺技术，从传统的90纳米、65纳米和40纳米到更先进的16纳米、14纳米甚至7纳米的FinFET工艺。

使用的处理器将是异构的多核处理器，可能具有几个内核、GPU和千兆以太网通道。对于安全关键功能，如可信性检查、监视和结果验证，额外的这些核心安全机制将被集成到芯片上，或者集成到板上的第二处理器。

目前，普遍的自动驾驶研发和测试采用的是传统工控机，但基本上无法通过车规量产，同时功耗、体积都是其弊端。（业内有句潜台词：看这家自动驾驶方案能否量产，打开后备箱看看是否是工控机，就可以轻松判断。）

“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，这家公司在今年初的CES展上推出了旗下第一款用于自动驾驶的多域控制器DriveCore。

DriveCore可无缝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。此外，还为防止控制器可能的过热，DriveCore配备了一套复杂的液冷系统。

随着L3级自动驾驶的大规模量产时间普遍预估在2020年开始，现在这些已经推出域控制器产品的Tier1，将围绕这一市场展开竞争。

目前，国内也有包括德赛西威、经纬恒润、东软睿驰、均胜电子、知行科技、环宇智行等不少厂商在研发和已经推出针对不同自动驾驶等级的域控制器产品。

以目前量产的特斯拉AutoPilot2.0硬件平台为例，这是一块基于定制液冷散热模块的双计算单元平台（集成了自动驾驶和智能座舱两大计算单元，在两块不同的板上，但放置于一个盒子内。）

而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和用户体验。这在特斯拉上已经有非常成熟的应用。

而从设计角度，多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，尤其对于OEM来说，可以随意更换传感器的供货商（在标准协议的基础上）；

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。

自动驾驶域控制器注重的是灵活可用，满足B端客户需求，因此在具体的实现方案上，会有多种选择。域控制器在业内已经形成共识，无论主机厂还是Tier1，都在发力。在下一代的车型中，或多或少都会加入一部分域控制器的概念。