汽车电子电气架构正从分布式向域集中式、乃至中央计算式演进,主控芯片相应从MCU向SoC让渡。这一替代节奏并非单纯由算力需求决定,功能安全等级认证、整车OTA合规与数据安全三方面监管要求,同样在实质性地影响主机厂切换架构的决策节奏,并抬高中小供应商的进入门槛。 分布式架构下ECU分别来自不同供应商,开发人员无法实现统一化编程和软件升级,也就无法实现整体OTA;而中央计算式架构用一套高算力的车载计算机承载功能与服务并控制整车,可以很好地实现整车OTA软件升级。

架构演进的底层逻辑

传统分布式架构中,汽车各项功能的控制权分散在众多单一ECU手中,每新增一项功能就至少要增加一个ECU,随之而来的是资源协同性不高、车内通信总线大量部署、装配难度与车身重量上升等问题。域集中式架构按功能属性划分为智能驾驶域、智能座舱域、车身域、底盘域和动力域,由域控制器DCU进行计算和控制,不同域之间通过千兆以太网连接。DCU底层结构虽与ECU相似,但需处理的数据量大增,对处理器算力要求更高,因此需要性能更强的MCU,或直接使用SoC。从长期看,有相当一部分车载MCU会被SoC取代。

三类监管要求如何影响替代节奏

功能安全等级认证:主控芯片从MCU切换到SoC,意味着承担整车级控制职能的计算单元发生变化,认证对象、认证范围随之调整,主机厂需要重新完成验证工作,这本身构成切换的时间成本。

软件在线升级合规:分布式架构因ECU来自不同供应商而无法统一化编程和升级,整体OTA难以实现;中央计算式架构则可很好地实现整车OTA软件升级。但整车级OTA意味着升级内容、升级范围与责任边界同步扩大,合规要求相应提高。

数据安全:中央计算架构下数据向少数高算力计算单元集中,数据采集、传输与处理的合规管理要求更为集中和明确,对供应商的体系能力提出更高要求。

三类要求叠加,使具备完整认证与合规体系能力的供应商更具优势,中小供应商的进入门槛相应抬高,主机厂在架构切换上更倾向于审慎推进而非一步到位。

常见问题

中央计算式架构是否意味着MCU会很快被完全取代?

并非如此。至少在三年内,MCU仍会是车载主流控制芯片;且随着汽车智能化程度不断提高,单车MCU的数量仍会继续增长。中期来看,汽车对主控芯片的总需求在快速增长,MCU芯片的需求量也会继续增加。

为什么分布式架构难以实现整车OTA?

分布式架构下ECU分别来自不同供应商,开发人员无法实现统一化编程和软件升级,因此没有办法实现整体OTA。中央计算式架构用一套高算力的车载计算机承载功能与服务并控制整车,可以很好地实现整车OTA软件升级。

监管要求主要影响哪一类供应商?

功能安全认证、软件在线升级合规与数据安全要求,共同抬高了体系能力门槛,对中小供应商形成更大压力;具备完整认证与合规能力的供应商相对更适应这一变化。主机厂推进架构切换时,也会将这些合规成本纳入节奏考量。