白皮书下载 | 汽车区域架构时代的挑战及系统解决方案

对于汽车行业而言，汽车电子控制单元 (ECU) 互连的成本和复杂性成了一个非常棘手的问题。随着对软件的依赖性日益提高，ECU数量持续增加——2000年，每辆汽车的ECU总共有大约4,000行代码；2020年，这个数字已经超过了1亿行代码，很快就要接近2亿行代码。随着这些功能的整合，域ECU应运而生，它控制单个应用中的所有功能，例如车身控制或动力传动，以及最近推出的ADAS系统。

今后，随着ECU的进一步整合，以及ECU功能的演进，汽车将使用更少的ECU来控制汽车的更多功能。人们普遍认为，为了实现这种解决方案，汽车行业需要采用新的架构方法，以减少连接众多ECU所需的线缆数量，而不影响ECU功能的关键要求。

为了解决这个难题，整个行业都在围绕区域架构的概念进行整合。

目前，虽然ECU的位置靠近所控制的物理功能 (例如制动)，它们仍然需要作为子网络的一部分，在汽车内进行通信。制动系统就是一个例子，它适用于汽车的所有车轮。每个ECU都是互连的，这意味着要通过线束将所有四个ECU (对于4轮汽车) 连接在一起。显而易见，这会导致多个ECU之间需要大量线缆连接，跨越很长的距离，从而大幅增加线束的成本和重量。

在区域架构解决方案中，邻近区域的所有汽车功能都由一个或多个ECU控制，只与本地主机或区域网关进行通信。区域网关控制每个物理区域，只有网关才需要较长距离的通信。

区域架构的关键要素是功能模块化，能够在硬件层面实现更多的重复使用。但这种方法的更基本原理是使用可通过软件配置的硬件。ECU不再只用于执行单个功能，而是可以通过软件定义，还可进行升级。

区域架构作为一个全新的概念，面临着诸多挑战——诸如时间感知、通信、网络配置、延迟和抖动，以及功能安全与信息安全，区域架构的设计实现，需要缜密的对策和系统的解决方案。

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