不同智能化等级的车型,其电子电气架构从分布式向域集中式乃至中央计算式演进,直接决定了车载通信芯片的需求结构:传统燃油车以分布式架构为主,CAN总线承担主要通信;L2+及以上车型引入域控制器后,千兆以太网成为域间主干,CAN则退居域内执行层;L3以上向中央计算演进,以太网地位进一步强化。需求差异的核心在于架构集中化程度与数据流量的量级变化。
架构演进决定通信需求层级
传统汽车采用分布式电子电气架构,各项功能由众多单一ECU控制,通信以控制器域网(CAN)为主。由于每个ECU仅处理指定数据,功能增加主要靠堆叠ECU数量,车内部署了大量通信总线,装配难度和车身重量随之增加,也无法实现整体OTA升级。
随着智能化程度提升,汽车电子电气架构向域集中式演进。业内普遍按功能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。在这一架构下,不同域之间通过千兆以太网连接,以解决实时性问题与传导问题;每个域与分管的子系统之间,则通过CAN以及百兆以太网连接通信。
不同等级车型的通信芯片需求差异
| 智能化等级 | 架构特征 | 通信方案需求 |
|---|---|---|
| 传统燃油车(L2以下) | 分布式架构,ECU数量众多 | CAN总线为主,通信负载较低 |
| L2+及以上 | 域集中式架构,引入DCU | 域间千兆以太网,域内CAN+百兆以太网 |
| L3以上(演进方向) | 中央计算式架构 | 高算力车载计算机承载,以太网为主干 |
在域集中式架构下,DCU需要处理的数据量大增,对处理器算力要求更高,需要性能更强的MCU或直接使用SoC,同时接口数量更多。智能驾驶域和智能座舱域是未来车企价值的体现,这两个领域对高带宽通信的需求也最为迫切。
常见问题
域控制器出现后,CAN总线会被完全替代吗?
不会。在域集中式架构下,每个域与分管的子系统之间仍通过CAN以及百兆以太网连接通信。CAN总线退居为域内执行层面的通信方式,而千兆以太网承担域间主干通信,两者是分层协作而非替代关系。
中央计算式架构对通信芯片意味着什么?
中央计算式架构用一套高算力的车载计算机承载功能并控制整车,是更长期的发展方向。在这一架构下,以太网作为主干通信的地位进一步强化,对高带宽、低时延的通信芯片需求更为集中,同时也对整车OTA软件升级能力提出更高要求。
不同智能化等级车型对芯片算力的需求差异体现在哪里?
从分布式到域集中式,DCU相比ECU需要处理的数据量大增,对算力要求显著提升,处理器芯片相应升级为高性能MCU或SoC。长期来看,有相当一部分车载MCU会被SoC取代,但中期内MCU仍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。