朱玉龙

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BMW 的下一代电子电气架构

环形隧道

2022-01-22

我其实一直想跟踪全球汽车企业的软件化进度,一个很好的抓手是看电子电气架构和对应的软件功能分配,以及基于 SOA 的软件开发进度。最近看到 IEEE 以太网年会里面 BMW 分享的两份材料:

●《AUTOMOTIVE MACSEC ARCHITECTURE》Dr. Oliver Creighton & Dr. Lars Völker

●《FROM VEHICLE CENTRIC TO PEOPLE CENTRIC HOW THIS TREND IS CHANGING VEHICLES E/E ARCHITECTURES》G.Smethurst

▲图 1.BMW 的历史架构发展

主要结论如下:

●BMW 也在快速从 Domain 到下一步的 Zonal 架构,从这个架构来看,基于座舱的系统整体没有变化,就是 POSIX 的座舱和自动驾驶的两块成为整个系统骨架,Zonal ECU 提前导入了。

▲图 2.BMW 当前的架构和的下一代架构发展

●在通信架构上,有 APIX3、ASA 和 10GBase Tx 在开发,下一步演进的主要包括 CAN-XL、ILAS 和 10BASE-T1S,这些我想后续花一些时间梳理下。

▲图 3.BMW 当前研究的主要内容

为什么分布式架构一直是之前的主流

从 BMW 目前在 2020 年增加的内容来看,系列的软件需求增加是驱动架构升级的主要因素。

▲图 4. 汽车的电子功能,这一轮围绕数字化展开

这里客观来说,就是既要保证安全、又要保证扩展性,以至于 BMW 在 7 系上最多扩展到了 63 个 ECU—— 这个复杂性在于,不光是标配需要来测试,还有那么多可选择的功能,都要进行复杂性测试。BMW 之前在车身域控方面的尝试,已经到了一定的瓶颈了。

▲图 5.ECU 的故事已经翻篇了

未来架构的几个可选路径

从目前分解来看,类似快速变动的模块主要集中在信息娱乐平台和核心计算平台,围绕快速更新的模式,围绕软件驱动来做。这块是我们认为下一代软件定义汽车的核心部分。从 BMW 来看,分成自动驾驶平台和驾驶平台(动力部分加进去了)两部分,再加上原有车身的基础平台,整个软件都加进去了。

▲图 6.BMW 的下一代架构

慢的这部分,主要包括传统 ECU,这些通过 Zonal 控制器连接,围绕模块化的线缆连接,需要挺长时间做验证(本身发布以后,软件就相对固化了),汽车企业本身的软件开发能力并不关注这块。通过两部分的分隔,随着 BMW 和高通的合作,在整个数字底盘方面的导入,相信在上面快速变化中会有很多的演化空间。

在 Zonal 控制器中,配置了不同的下层 ECU 的模式,主要围绕网联的安全性去考虑,如下图所示。

▲图 7.BMW 的 ECU 下一代架构

小结:我觉得相当长的一段时间内,汽车就是围绕边沿计算来做的。信息安全方面是下一代 ECU 主要加强的能力,本身 ECU 的功能几乎并不增加太多。

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