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汽车座舱重构:从减少ECU到多域控制器

作者:华一汽车科技    来源:www.itas-hk.com    发布时间:2018-09-03 16:28    阅读:

汽车座舱

汽车信息娱乐系统的发展已经达到了一个单一显示屏不足以满足的程度。多屏互动车载信息娱乐系统已成为时代的需要。
 
座舱电子
汽车座舱的发展历史
 
仪表群集被看作一个集成显示器(液晶仪表盘、中控车机、HUD等),它帮助驾驶员通过CAN车载网络访问关键车辆数据。传统意义上,所有这些显示系统(信息娱乐、抬头显示、仪器集群)都由独立的汽车控制单元(ECU)供电,具有独立设计的UI/UX,从各自的来源获取数据,并且很可能由独立的汽车供应商开发。
 
而未来“多显示信息娱乐系统”,则是由一个单一的汽车ECU(单一硬件)供电,并有一个中央处理单元。
 
这个中央硬件和软件系统作为一个枢纽,在多个显示器上投射输出,包括传统的HUD、挡风玻璃,仪表集群,甚至是连接移动电话(远程控制)等。
 
导航、车辆诊断信息、多媒体、语音控制、手势控制等特征是未来信息娱乐解决方案的主流。在多显示器信息娱乐系统背后有很多关键部件:
 
可以处理多个显示器的强性能处理器及操作系统,CAN、LVDS和其他网络协议支持,GPS、Wi-Fi和蓝牙模块,用于检测环境光、姿态、接近度和更多的传感器,以及集成平视显示器。
 
主板,可以称为统一ECU(或汽车控制单元),将连接到主触摸显示器(信息娱乐显示器)以及平视显示器。转播到信息娱乐显示的信息通常是预先定义的。另一方面,用户可以选择显示在集成平视显示器上的信息。
 
主硬件单元将信息娱乐显示识别为主显示单元,平视显示和仪表集群为次级显示单元。
 
在目前的架构下,汽车中有布置了一系列子系统,它们需要同时响应、交互和保证安全。
 
在车辆中引入多个信息娱乐显示器不仅增加了控制单元的数量,而且使得整个系统非常复杂。
 
如果汽车上的每个新功能都要求增加新的ECU,那么汽车制造商将很难满足消费者在成本和质量、体验方面的期望。
 
2016年,众多汽车行业行业及媒体预测了未来苹果汽车的座舱,一个数据驱动的苹果车驾驶舱可能是什么样子。
 
目前汽车制造商普遍面临一些问题:
 
不同汽车ECU的一致性问题,大多数汽车OEM源来自不同供应商的汽车控制单元和其他硬件/软件组件。在这种情况下,保持用户体验无缝和一致性成为一个挑战。这是汽车OEM切换到支持多个功能的单一ECU的原因之一,从而帮助创建整体和一致的用户体验。
 
保持屏幕上显示内容的准确性,OEM想要在屏幕上显示的内容量正在迅速增加。在这样的场景中,设备驱动程序需要在它们之间进行协调,以便将准确的信息传递给显示器。
 
此外,当显示器显示一些安全关键信息时,延迟问题也需要最小化。
 
一个可以处理多个显示器的统一汽车ECU成为必选项。单一芯片组设计和开发的创新使得一个电子控制单元能够处理多种功能。
 
更多的ECU意味着更高的成本,每次添加新的汽车ECU以支持新的特性时,都需要增加成本。对于多个显示器使用不同的硬件平台会导致大量开销,采购团队必须与多个供应商协调。
 
此外,每个硬件都需要在部署之前验证和验证。随着时间的推移和成本的增加,这些过程涉及一系列的测试和验证过程。
 
ECU系统的脆弱性,到2020年,全球80%的新车将提供数字互联功能,这引发了严重的安全担忧。
 
具有多个ECU类似于在房子里有多个门,黑客可以寻找最不安全的门并破坏系统。此外,汽车制造商还必须确保多个ECU再次升级的成本。
 
可见的趋势(并且到2020年车型会开始进入小部分量产阶段),利用处理能力更强的多核 CPU/GPU 芯片相对集中的去控制每个域,以取代目前的分布式汽车电子电气架构(EEA)。
 
目前大部分的OEM的车型处在网关的阶段,也就是说,还没有试图把原来的车型进入整合阶段,可能由于供应商的原因,把一些功能已经开始整合,但是从架构上来看,这里更多的是被动的。
 
后续域控制器的核心发展,还是芯片的计算能力的快速提升,部分Tie1和OEM希望属于公用信息的系统组件,能在软件中分配和执行,这样以足够的资源快速的完成客户需求的功能,也就是让软件和硬件的设计分离。
 
按照伟世通对座舱域控制平台的技术路线图规划,目前这一代SmartCore™座舱域控制产品已经可以把仪器集群、平视显示器(HUD)和信息娱乐平台集成到单个域控制器中。
 
同时,照明、供暖和空调显示器集成正在进行。到2020年,SmartCore™将可以实现控制远程、高级驾驶员辅助系统显示器、增强现实平视显示器、汽车外后视镜、全景环视、驾驶员监控和后座娱乐系统——全部集成。
 
在单个ECU上集成这些功能的控制减少了信号延迟,消除了过多的布线,并节省了相当大的重量。同时,随着未来几年芯片处理能力的提升,域控制器计算平台将释放足够的运算能力来适配更多新功能。
 
 

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