电子电气架构 --- E/E（电子电气架构）的重新定义
我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。
老规矩，分享一段喜欢的文字，避免自己成为高知识低文化的工程师：
所谓鸡汤，要么蛊惑你认命，要么怂恿你拼命，但都是回避问题的根源，以现象替代逻辑，以情绪代替思考，把消极接受现实的懦弱，伪装成乐观面对不幸的豁达，往不幸上面喷“香水”来掩盖问题。
无人问津也好,技不如人也罢,你都要试着安静下来,去做自己该做的事.而不是让内心的烦躁、焦虑、毁掉你本就不多的热情和定力。
时间不知不觉中，快要来到元旦。2024快要结束，2025又开始新的忙碌。成年人的我也不知道去哪里渡自己的灵魂，独自敲击一些文字算是对这段时间做一个记录。
一、重新定义电子电气架构
博世的EEA技术路线图不仅描绘了未来电子架构的主要特征，还预测了可能的实现时间点。这一路线图对于汽车行业的智能化、网联化发展具有重要的指导意义。
两个重要标志性节点
DCU或HPC的出现：
DCU（Domain Controller Unit，域控制器）或HPC（High Performance Computing，高性能计算）的出现，标志着汽车电子电气架构向更高集成度、更强计算能力的方向发展。这些控制器能够处理复杂的计算任务，支持高级自动驾驶、智能网联等功能，为汽车的智能化提供了强大的硬件基础。
统一的基础软件平台的出现：
统一的基础软件平台的出现，是EEA本质进化的另一个重要标志。这一平台为汽车电子电气架构提供了标准化的软件开发环境，降低了软件开发的复杂性和成本，提高了软件的可重用性和可维护性。同时，统一的基础软件平台还支持软件的分层解耦和快速迭代，为汽车的智能化、网联化发展提供了强大的软件支持。
EEA发展的三大阶段
-> 分布式架构（distributed）：
在分布式架构阶段，汽车的各个电子控制单元（ECU）各自为政，负责不同的功能和任务。这种架构虽然简单易懂，但存在系统复杂、冗余度高、升级困难等问题。随着汽车智能化、网联化需求的提升，分布式架构已经难以满足现代汽车的发展需求。
-> 基于域的集中式架构(DCU based centralized)：
基于域的集中式架构将汽车的电子控制系统划分为几个核心域（如动力域、底盘域、车身域、自动驾驶域、智能座舱域等），每个域由一个或多个域控制器负责。这种架构简化了系统结构，提高了数据处理效率和响应速度，为汽车的智能化、网联化发展提供了更好的支持。同时，基于域的集中式架构还降低了系统的冗余度和复杂性，提高了系统的可靠性和可维护性。
-> 基于域融合的带状架构(DCU fusion based zonal)：
基于域融合的带状架构是EEA发展的未来趋势。在这一阶段，各个域控制器之间的界限将更加模糊，它们将通过高速总线相互连接，形成一个高度集成、高度协同的电子电气架构。这种架构将进一步提高汽车的性能和智能化水平，支持更加复杂和高级的自动驾驶、智能网联等功能。同时，基于域融合的带状架构还将为汽车的个性化定制和远程升级提供更多的可能性。
二、 三大阶段特征
第一阶段：分布式架构
在第一阶段，汽车电子控制系统主要采用分布式架构，每个电子控制单元（ECU）负责特定的功能和任务。这种架构虽然简单易懂，但存在系统复杂、冗余度高、升级困难等问题。随着汽车智能化、网联化需求的提升，分布式架构已经难以满足现代汽车的发展需求。
第二阶段：基于域的集中式架构（转型中）
目前，EEA正处于由分布式架构向基于域的集中式架构转型的过程中，其显著特征包括：
DCU的出现： DCU（Domain Controller Unit，域控制器）的引入使得ECU标准化且数量大幅减少。这种集中式的架构简化了系统结构，提高了数据处理效率和响应速度，并直接带来了成本的降低和效率的提升。例如，用一个集成中控、仪表、360环视及其他影音娱乐功能的DCU替代多个传统ECU方案，可以显著降低BOM成本。
智能传感器/执行器数量增加： 在基于域的集中式架构中，传统功能导向的ECU+传感器集成方案中的算力被剥离并集中到DCU里。同时，传感器本身也需具备基础算力，以便与DCU进行通信，如通过CAN总线。这增加了智能传感器/执行器的数量，提高了系统的整体智能化水平。
软件开始独立于硬件，但并未完全分离：在这一阶段，软件开始逐渐独立于硬件，但并未完全分离。一些独立的功能仍然依靠ECU实现，但抽象层（Abstraction Layer）的出现为未来实现软硬件完全分离以及域融合提供了重要基础。抽象层使得软件可以在不同的硬件平台上运行，提高了系统的灵活性和可扩展性。
中央网关与各个域之间可通过以太网通讯：以太网通讯技术的引入提高了中央网关与各个域之间的通信速度和带宽，使得系统能够处理更复杂的数据传输和交互任务。这为实现更高效、更智能的汽车电子电气架构提供了技术支持。
第三阶段：基于域融合的带状架构（未来趋势）
与第二阶段相比，第三阶段的本质不同在于：
软硬件完全分离：在第三阶段，软硬件将完全分离。所有的ECU/DCU将共享同一套基础软件平台，这使得软件的开发、更新和升级变得更加容易和高效。同时，硬件的升级和替换也将更加灵活和便捷。
高算力车载计算机：相互独立的功能应用将搭载在一套高算力的车载计算机上。这台计算机的算力将远超第二阶段的DCU，能够支持更复杂、更高级的功能和服务。这为实现更高级别的自动驾驶、智能网联等功能提供了强大的计算支持。
规模化：基础软件平台+功能独立+HPC（High Performance Computing，高性能计算）将带来规模化效应。这意味着一套架构可以承载任何形式、数量的功能及服务，降低了开发和维护的成本，提高了系统的整体性能和可靠性。
Bosch的路线为车企和供应商提供了一个大致的方向，但具体的实现方法则因企业而异，这导致了目前几乎没有两家车企在架构上完全相同的情况。
特斯拉作为一个先行者，已经在EEA的发展上取得了显著的进展。Model 3的EEA设计已经呈现出了Zonal架构的形态，将自动驾驶（FSD）、影音娱乐（IVI）与互联互通等功能集中在了一起。然而，在软件平台方面，特斯拉尚未实现完全统一，这主要是由于FSD和IVI在安全等级、功能要求和迭代速度上的差异所导致的。特斯拉目前采用两套基础软件，并用不同的操作系统来支持自动驾驶芯片和IVI芯片的ARM和x86架构，这在一定程度上限制了其软件平台的统一性和灵活性。
相比之下，传统车企在应对特斯拉带来的冲击时，也形成了各具特色的EEA。这些车企在统一战线的同时，也根据自身的技术规划、车型平台和内部能力等因素制定了适合自己的方案。大部分传统车企短期内会定义出3-5个域，包括底盘与动力总成、ADAS与安全、影音娱乐、车身和互联互通等。这些域通过以太网与中央网关相连接，以保证数据传输的低延迟与大流量。这种渐进式的改革方式使得传统车企能够在保持现有车型平台稳定性的同时，逐步引入新的技术和功能。
然而，无论是特斯拉还是传统车企，领先者都不会局限于第二阶段的DCU架构。因为DCU架构虽然能够带来短期的降本与功能创新，但无法实现长期的全球经济性。为了实现新架构平台的规模化，从软件入手成为了关键。通过构建统一的基础软件平台、实现软硬件的完全分离以及采用高算力的车载计算机等方式，车企可以进一步提高EEA的灵活性和可扩展性，降低开发和维护的成本，提高系统的整体性能和可靠性。
