一文读懂自动驾驶域控制器

你买了一个独栋大别墅准备装修，为了方便生活，你给每个房间都布设了多个顶灯、扫地机器人、空调等设备，随着摆放的设备越来越多，你发现每个设备都有独立的开关，每次使用这些设备都要一个个去操作，非常不方便，随着更多设备的购买，需要的开关也越来越多，想要打开一个设备前还需要想一下对应的开关在哪里，这就导致每次使用设备花的时间也越来越多，这时候你发现可以将每个房间的设备的开关集成到一个控制面板，给对应的设备开关进行标注，在需要使用这些设备的时候可以直接通过这个控制面板来控制对应设备，不仅方便，也更加便捷。

如房间装修加设的设备越来越多，对应开关越来越多，寻找对应开关所需时间和精力也越来越多类似，在汽车智能化、网联化的发展趋势下，原来基于ECU的分布式汽车电子电气架构也暴露出诸多问题和挑战，传统汽车的功能系统核心是ECU，智能功能的升级依赖于ECU和传感器数量的累加，随着单车智能化升级的加速，汽车智能化功能如安全气囊、防抱死系统、电动助力转向、车身电子稳定系统、智能仪表、娱乐影音系统、动力电池管理系统等不断叠加，配套线路的不断复杂，原有智能化升级的方式面临着研发和生产成本激增、算力不足、安全性降低等问题，如何保证数据处理和网络安全最优化成为了难题。

为了解决这些问题，汽车域控制器的概念被提了出来，类似房间装修将每个房间的开关集成到一个控制面板，域控制器就是将原本相互孤立的ECU相互融合，通过一个或几个“中央大脑”来操控全车的ECU与传感器，让很多功能类似但分离的ECU功能集成到一个比ECU功能更强大的处理器硬件平台上，域控制器的提出让汽车智能化升级的研发成本逐步降低，让汽车智能化的落地加速成为现实。与传统汽车分布式电子电器架构，每个ECU都是通过CAN总线和LIN总线连接在一起，随着功能的叠加，整个系统就越来越复杂不同，集成化的域控制器处理方案，让汽车电子网络拓扑结构变得更为简单。域控制器作为汽车运算、决策的中心，功能的实现主要依赖于主控芯片、软件操作系统及中间件、应用算法等多层次软、硬件的有机结合，主要可以分为域主控处理器、操作系统、应用软件及算法等3个部分，域控制器的主要核心设计思想是平台化、高度集成、高性能和良好的兼容性。

由于将多个ECU功能高度集成到一起，域控制器能极大降低开发成本和制造成本，加速汽车智能化发展，为了更好地实现不同功能的集成，域控制器的发展核心就是芯片计算能力的加快，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。和前文提到的房间装修将每个房间的开关集成到一个控制面板类似，域控制器的设计也会有多个划分，不同主机厂会由于设计理念的不同，将汽车的主体功能划分为几个不同的域。

如BOSCH将汽车划分为动力域、车身域、底盘域、座舱域和自动驾驶域，这也是最经典的五域集中式电子电器架构，有些厂家则会在五域集中式电子电器架构的基础上进一步融合，将动力域、车身域、底盘域集成到车控域控制器，构建车控域控制器、智能驾驶域控制器、智能座舱域控制器三域集中式电子电器架构，如大众的MEB平台及华为的CC架构主要采取三域集中式电子电器架构。五域集中式电子电器架构较为完备的集成了L3及以上级别自动驾驶车辆所有控制功能。

动力域：即安全域，是一种智能化的动力总成管理单元，主要用于动力总成的优化与控制，在电动汽车中主要是指电驱和电控系统的集成化，同时兼具电气智能故障诊断、智能节电、总线通信等功能。车身域：车身域主要是将分散化的功能组合逐渐过渡到集成所有车身电子控制功能，全车身如刹车灯、尾门锁等设备的控制集成化到一起，可以有效降低整车重量，降低各部件的控制成本。

底盘域：底盘域主要是和汽车的行驶相关，是行驶系统、传动系统、转向系统和制动系统的集成，主要负责汽车各驱动部件的连接、动力传输、转向、制动等功能，是汽车作为出行工具的主要控制域，底盘域的发展也是自动驾驶汽车能否落地的关键因素。与动力域类似，底盘域内所涉及的控制系统大多都具备较高的安 全等级要求，需要符合 ASIL-D 安全等级（ASIL 系列中最高安全等级）。因此底盘域亦具备着较高的行业门槛，目前多数底盘域控制器仍处于实验室阶段。

座舱域：座舱域主要负责汽车座舱电子系统功能，集成了包括智能座舱如组合仪表、中控大屏、抬头显示等功能，不同于传统座舱由几个分散子系统或单独模块等组成，座舱域需要具备卓越的处理性，可以将多屏联动、多屏驾驶等复杂智能座舱功能成为现实；

自动驾驶域：自动驾驶域需要具备多传感器融合、定位、路径规划、无线通讯、决策控制、高速通讯等能力，自动驾驶域需要外接如毫米波雷达、激光雷达、车载摄像头、惯性导航等硬件设备，从而实现自动驾驶的感知、决策能力，其核心是芯片的处理能力，最终目标是实现自动驾驶的算力需求，简化设备，提高自动驾驶系统的集成度。

自动驾驶域也是负责汽车在自动驾驶状态下底层核心数据、联网数据的安全保障工作，是推动L3及以上更高等级自动驾驶的核心部件。随着域控制器的发展，其优势也逐渐凸显，域控制器的发展对算力需求的要求也逐步提高，也推动着域控制器和芯片的发展，从分布式的电子电器架构转为集中式的电子电器架构，域控制器的出现，将需要多个ECU完成的功能，集成到一个域控制来实现，让汽车各部件的控制变得更加高效。域控制器的发展也让汽车各部件的功能更加集成化，通过一个大脑来控制汽车的功能，可以让数据的传输更加高效，汽车各部分的系统更加互联。

在自动驾驶领域，主要的竞争核心就是座舱域和自动驾驶域，自动驾驶的实现也主要依托于这两个域控制的技术提升，集成化的控制终端可以让自动驾驶的商业化落地进程更快。现阶段域控制器的发展已久面临着一些软件与技术层面的难题，且在量产过程中还面临着技术工程化要求高、开发周期短、供应链保障难等多方位的挑战，但域控制器无疑是未来自动驾驶落地的良好解决方案，对于域控制器，你怎么看？欢迎关注智驾最前沿，并留言交流。