Zonal分区电子电气架构为什么这么火？

我们对汽车及其工作原理的认知发生了巨大变化。汽车的自动化程度、电气化程度不断增加，越来越注重服务，不断为最终用户实现定制、升级。而汽车变革的根本在于，汽车将由软件定义。简言之，汽车的所有功能都将在虚拟模型上进行设计、测试、验证，并可能进行修改，虚拟模型将伴随实体汽车存在于整个生命周期。

这场变革将需要对汽车架构进行深层次的改造。除了让汽车开发更快、更轻松外，它还将通过以数据为导向的服务，为OEM厂商提供富有吸引力的新商机，吸引更熟悉支持签约功能的一代用户。从本质上讲，交通出行逐渐成为服务增强用户体验，受到网络解决方案、MCU和PMIC等前沿解决方案的支持。

表1：SDV如何改变驾驶体验

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架构分区的演变趋势

汽车的各种功能将通过无线更新 (OTA) 从移动硬件内部云端下载，而不是通过盒子 (ECU) 添加。这种方式允许持续集成和持续部署 (CI/CD)。为了实现这一目标，汽车电子电气架构正从功能独立的平面分布升级到更现代化的域结构以及区域结构。

“区域化”将模块和连接集中在汽车的物理区域，同时将大部分处理能力转到车载中央计算机中。这将带来许多好处，因为减少了布线成本和重量，并提供了可扩展的集中化软件，为加速软件和无线更新驱动的汽车创新奠定基础。

图1：架构演变趋势：从域到区域

分区电子电气架构赋能软件定义汽车

试想一下，一个传感器可用于不同领域 (例如，用于ADAS和信息娱乐系统的摄像头)。共享此传感器的最佳方式是什么？在域架构中，共享路径十分复杂。而在更友好的分布式架构中，传感器数据可作为服务传输给所有虚拟机。每个区的ECU都将成为传感器的服务器。

运用这种方法，在发生突发事件时更容易建立事件的连锁反应。例如，紧急制动场景——雷达、摄像头或激光雷达传感器组合确认汽车前方意外出现物体。制动系统立即启动，但是如果ADAS计算机意识到可能发生事故，汽车就开始准备以防万一，并触发信息娱乐系统播放视觉和音频报警通知。安全带系紧，安全气囊准备好，窗户放下，警报信号灯亮起，这一系列操作都在区域/域以太网网络上立即启动、同时进行。

可能性：以太网支持所有连接

区域化让所有数据都转换为以太网帧，并可用于主干网上的所有域控制器。不同的虚拟功能和虚拟机可复用各个功能。还可以根据CPU负载或电源情况转移任务及完善虚拟机 (负载平衡对电动汽车非常重要)。上述场景的实现，需要大量采用基于以太网的网络和组件。

恩智浦提供完整以太网PHY网络解决方案组合，包括10/100/1000 BASE-T、多千兆以太网PHY以及内置数字以太网交换机。如需获得能快速投放市场的系统专业技能，OEM厂商和一级供应商可利用恩智浦丰富的汽车体验产品，包含以太网PHY、以太网交换机、聚合MCU、网关处理器和PMIC的系统解决方案。

本文作者

Meindert van den Beld，恩智浦半导体资深副总裁兼车载网络总经理，他拥有10年的半导体行业从业经验，并曾在汽车市场担任过多个高管职务。他持有代尔夫特理工大学机械工程学位和欧洲工商管理学院工商管理硕士 (MBA) 学位。