佐思汽研發布了《2022年多域計算和區域控制器研究報告》。
隨著智能汽車向更高級別的自動駕駛發展,對算力、通訊帶寬、軟件、安全等方面的要求也越發嚴格。在這一趨勢的推動下,汽車電子電氣架構從域集中架構逐步向多域融合,再向(準)中央計算架構演進。目前,汽車多域計算設計思路主要包括以下五種:
多域計算的五類設計思路和案例
來源:佐思汽研《2022年多域計算和區域控制器研究報告》
行泊一體&艙駕合一,多域計算的重要方向
行泊一體方面,過去主要將低速泊車功能融合到座艙域,形成所謂的艙泊一體方案;隨著大算力平臺演進,2022年無疑是L2+行泊一體發展元年,越來越多的車輛將支持實現打燈自動變道、匝道至匝道自動駕駛、記憶泊車、全自動泊車等多場景自動駕駛。
艙駕合一方面,艙駕融合是眾多OEM、Tier1發力的方向, 預計2024-2025年將陸續實現量產投產。從芯片廠商來看,高通8795芯片將支持座艙和自動駕駛多域融合計算,2024年將實現量產裝車,國內中科創達、毫末智行等已著手開發;英偉達Orin X除了自動駕駛部分,還將全面融合座艙應用開發,通過英偉達DRIVE IX軟件棧,實現自動駕駛和艙內算法融合。
? 知行科技IDC高低速行泊一體式域控解決方案
知行科技專注于自動駕駛域控制器的研發,公司的高算力自動駕駛控制器繼2021年10月拿到極氪001訂單超10萬套后,陸續獲得長城、奇瑞、吉利、SMART等多個一線主機廠的多個車型量產定點。
知行科技還推出了最高可支持城市NOA及AVP等行泊功能于一體的域控制器IDC產品。該IDC產品分為IDC MID版和IDC HIGH版,其中標準版將于2022年在多家頭部車企新車型上交付應用。
知行科技行泊一體域控制器IDC產品配置情況
來源:知行科技
知行科技端到端全場景智能駕駛是以行泊一體的域控為載體,以L2++智能行車和智能泊車為基礎,利用硬件埋點、大數據閉環優化驗證及OTA遠程軟件更新技術實現對未知場景數據的獲取、訓練及優化后算法的更新,不斷完善智能駕駛算法適應更復雜的場景,將全場景的范圍不斷擴大,最終實現全場景適應。
知行科技端到端全場景智能駕駛解決方案
來源:知行科技
除了行泊一體外,智能駕駛域與智能座艙域兩域融合也是大勢所趨,知行科技正聯合合作伙伴,探索多域融合解決方案。
? 東軟睿馳的行泊一體域控制器持續升級迭代
東軟睿馳推出的第四代自動駕駛域控制器X-Box是基于SDV開發模式下的全新L2+級別域控制器標準品。產品基于地平線征程5系列人工智能芯片,具備L2+級別行車與泊車功能,支持8M攝像頭、4D點云毫米波雷達和激光雷達的接入,場景覆蓋高速路、城市快速路、部分城市道路和多類停車場。
來源:東軟睿馳
第四代自動駕駛域控制器X-Box采用SOA軟件架構的設計方案,軟件及算法按照模塊化、服務化開發,支持數據閉環機制下的端云協同自動駕駛,同時支持全新一代整車E/E架構,可實現域內、跨域的服務訂閱與發現,軟件靈活部署和應用層的快速迭代,以及系統架構充分開放、多維度全棧軟件能力開放和聯合開發等功能,合作伙伴可以快速開發應用、應用軟件復用,同時為開發伙伴提供豐富的軟件開發工具。
同時,第四代自動駕駛域控制器X-Box的安全性設計按照ISO 26262和ISO 21434對功能安全和信息安全進行開發,對行車典型場景和泊車典型場景實施了最小風險策略,對車端、云端、手機端的網聯系統實施了安全啟動、安全存儲、安全升級、安全通信等模塊的部署。在駕駛安全和網絡安全兩方面幫助車企和消費者提供保障。通過標準化硬件、平臺化軟件、工具化服務為車企分層次提供自動駕駛域控制器解決方案。
? 上汽零束的艙駕合一HPC
上汽零束計劃在2024年量產兩域融合電子電氣架構,由兩個高性能計算單元HPC和四個區域控制器組成。其中艙駕一體HPC將打造模塊化、可擴展的軟硬件一體化技術架構,融合智能座艙與與高階自動駕駛。
上汽零束全棧3.0雙域融合架構
來源:網絡
整車中央控制域已率先實現大規模量產
目前,將車身域、底盤域和動力域融合成一個整車中央控制域,再與智能座艙域和智能駕駛域組成經典的三域架構,是部分主機廠布局的下一代電子電氣架構。從時間節點上來看,2021-2022年有眾多搭載三域架構的車型量產上市。
部分車企三域融合架構量產情況
來源:佐思汽研《2022年多域計算和區域控制器研究報告》
? 理想三域融合架構:LEEA 2.0
2022年6月,理想發布最新車型L9,采用三域融合架構,整車分為中央控制域、自動駕駛域和智能座艙域三個域控制器。其中,中央控制域控制器融合了動力、車身以及部分底盤的功能,實現了多域融合。
理想L9中央域控制器
來源:網絡
區域控制器是承載“多域+中央計算”的關鍵部件
區域控制器(Zonal Control Unit,ZCU)是整車物理區域的不同種類傳感器采集/執行器驅動的中心樞紐以及區域數據中心,可有效承接整車的物理接口,對區域分布的電源進行分配,平衡不同的輸入輸出控制等,從而支持智能汽車內部的跨域融合。
ZCU可以減少ECU的使用量,大幅減少線束成本,降低重量,減少通信接口,節省空間,還能進一步提升算力利用率。目前,大部分主機廠在規劃下一代多域計算架構時,都采用了ZCU。不同主機廠配置ZCU的數量2~6個不等。
? 特斯拉ZCU配置方案
以特斯拉為例,在Model 3的中央計算架構中,特斯拉采用了3個ZCU分別位于前車身控制模塊、左車身控制模塊和右車身控制模塊,主要負責各物理區域的配電、驅動和邏輯控制等。特斯拉Model Y進一步將ZCU的數量減為2個,取消了前車身控制模塊,并將其功能整合到左右車身控制模塊中,ZCU功能進一步集成。
特斯拉Model 3區域控制器配置方案
來源:網絡
? 安波福ZCU產品:電源數據中心PDC
2022年1月,安波福發布了其區域控制器產品——電源數據中心PDC(PowerData Center,PDC),分別位于車身前側和后側。
安波福PDC將車輛周圍的傳感器和執行器的輸入/輸出(I/O)從算力(負責進行處理的OSP、CVC等)中抽離出來,它還通過基于服務的標準化API消除設備層對計算層的依賴,進而顯著簡化硬件的互換性。
安波福ZCU配置方案
來源:網絡