汽车OTA升级并非软件层面的“独角戏”,其真正的前提在于底层硬件架构的变革。传统分布式架构下,车辆由众多独立的ECU(电子控制单元)分别控制不同功能,彼此割裂且无法统一编程,因此难以实现整车OTA;而向域集中式乃至中央计算式架构的演进,通过域控制器(DCU)集中算力与控制权,才为软件定义汽车和整车OTA奠定了硬件基础。
从分布式到域集中式:OTA的硬件前提
传统汽车普遍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通常只能完成特定功能,大到发动机控制,小到门窗闭锁,都需要对应的ECU。这种架构下,新增功能主要靠堆叠ECU数量实现,普通汽车的ECU数量已达50-70个,高端汽车更是超过100个。由于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,也就没有办法实现整体OTA。
域集中式架构则从根本上改变了这一局面。业内普遍按功能属性将汽车划分为智能驾驶域、智能座舱域、车身域、底盘域和动力域五个区域,每个域由域控制器DCU进行计算和控制。DCU的底层结构与ECU相似,但需要处理的数据量大增,对算力要求更高,因此需采用性能更强的MCU或直接使用SoC芯片。随着DCU的出现,ECU逐渐标准化且数量减少,软件也开始独立于硬件,抽象层的出现为未来域融合和整车OTA打下了重要基础。
汽车芯片的产业链角色变迁
架构的集中化趋势直接推动了主控芯片的权力更迭。在分布式架构中,ECU的核心是MCU芯片;而在域集中式架构下,DCU对算力的需求大幅提升,计算芯片相应升级到高性能MCU或算力更高的SoC。从长期来看,有相当一部分车载MCU会被SoC取代。不过,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数量仍会继续增长。这一演进也改变了产业链上下游关系:芯片厂商与车企在智能驾驶和智能座舱两大高价值域的合作更加紧密,而传统功能导向的ECU+传感器方案中的算力被剥离集中到DCU后,ECU功能被简化,往往只承担最简单的执行层面控制。
常见问题
分布式架构下为什么无法实现整车OTA?
分布式架构下ECU数量众多且分别来自不同供应商,各自算法只能处理指定数据,关联性不强。开发人员无法对这些ECU进行统一化编程和软件升级,因此无法实现整体OTA。
域控制器DCU与传统ECU有何本质区别?
DCU的底层结构与ECU相似,都包含核心处理器芯片、输入输出接口及电路,但DCU需要处理的数据量大幅增加,对算力要求更高,需采用性能更强的MCU或直接使用SoC。DCU通过集中控制替代多个来自不同供应商的ECU方案,可直接带来降本增效。
汽车架构演进对芯片需求有何影响?
域集中式架构使计算芯片需升级到高性能MCU或SoC,长期来看部分MCU会被SoC取代。但中期而言,汽车对主控芯片总需求快速增长,MCU需求量仍会继续增加。