全球各大主机厂已认识到汽车控制集中化的大趋势,不同主机厂对控制区域的划分方案不同,但架构向集中式控制演进的方向一致。在这一全球架构演进中,中国厂商在域控制器与中央计算架构上处于重要的参与位置:域集中式架构已进入规模化落地阶段,中央计算式架构则是更长期的发展方向。就汽车芯片而言,主控权正从一颗颗MCU向一颗或几颗SoC让渡,长期来看有相当一部分车载MCU会被SoC取代;同时至少在三年内,MCU仍会是车载主流控制芯片,且随着汽车智能化程度提高,单车MCU数量仍将继续增长。

从分布式到域集中式:控制权如何转移

传统汽车采用分布式电子电气架构,各项功能的控制权分散在众多单一ECU手中。每个ECU一般只能完成某个特定功能,新增功能主要靠堆叠ECU数量。随着功能快速增加,这种方式的局限逐渐凸显:不同ECU之间关联性不强、资源协同性不高;新增传感器和ECU需要在车内部署大量通信总线,增加装配难度和车身重量;ECU来自不同供应商,无法实现统一化编程和软件升级,也就难以实现整体OTA。

域集中式架构应运而生。业内一般采用博世的划分方式,按功能属性把汽车电子电气架构分为五个区域:智能驾驶域、智能座舱域、车身域、底盘域和动力域。每个域主要由域控制器DCU进行计算和控制,不同域之间通过千兆以太网连接,域与其分管的子系统之间通过控制器域网(CAN)及百兆以太网连接通信。

域控与中央计算:芯片与软件同步升级

从底层硬件看,DCU结构与ECU相似,都包括核心处理器芯片、输入/输出接口以及各种电路,但DCU需要处理的数据量大增,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,接口也更多。软件开始独立于硬件,抽象层出现,为未来的域融合打下重要基础。

从域集中式进一步向前,会走到与智能手机类似的中央计算式架构:用一套高算力的车载计算机,承载任意形式、数量的功能及服务,并控制整车,也可以很好地实现整车OTA软件升级。这是更长期的发展方向。

架构阶段控制权归属主控芯片
分布式分散在众多ECU以MCU为核心
域集中式向域控制器DCU集中性能更强的MCU或SoC
中央计算式集中到高算力车载计算机高算力SoC方向

全球格局与中国位置

全球范围内的各大主机厂都已认识到汽车控制集中化的大趋势,虽然不同主机厂对控制区域的划分方案不同,但架构向集中式控制的方向相同。区域划分方案的差异,体现的是各主机厂在功能归属与集成路径上的不同选择,而非方向上的分歧。

在这一共同方向上,中国厂商在域控制器与中央计算架构中处于重要的参与位置。域控制器集成了前期诸多ECU功能,对芯片算力需求大幅提升,计算芯片相应需要升级到高性能MCU或算力更高的SoC,这为本土芯片与域控方案提供了明确的演进赛道;而中央计算式架构作为更长期方向,仍需产业链在算力、软件抽象与整车集成上持续投入。

常见问题

中国在域控与中央计算架构中处于什么位置?

中国厂商是全球控制集中化演进中的重要参与者。域集中式架构已经在产业中落地,中央计算式架构则是更长期的发展方向,中国厂商在这两个层面都沿着与全球一致的技术方向推进。

中央计算式架构会不会很快取代域控制器?

中央计算式是域集中式进一步向前的方向,但属于更长期的发展目标。当前阶段,域控制器仍是承载功能集成与算力集中的主要形态,架构演进是渐进的。

MCU会被SoC完全取代吗?

长期来看,有相当一部分车载MCU会被SoC取代,但至少在三年内,MCU仍会是车载主流控制芯片。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。