天天訊息：智能汽車架構SVA學習筆記(2) | “域”和“區域”

作者 | 東曉一家@知乎

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(相關資料圖)

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前一篇筆記簡單了解了《汽車軟件架構路線圖 》，才發現中文的“域控制器”中的“域”居然可能有多重意思，可以是 “領域”（Domain或直接簡稱為“域”）也可以是 “區域”（Zone），如下圖所示，可以是兩種不同的汽車架構——

圖片來源：

https://www.electronicdesign.com/markets/automotive/article/21166567/electronic-design-whats-the-difference-between-domain-and-zonal-automotive-architectures

談到不同的架構，就不得不談到選擇，雖說網絡一度流行過“小孩子才做選擇題，成年人當然是全都要”的說法， 但在真實世界中的架構設計是必須要作出明確選擇的，即便是“全都要”，也需要明確判定在什么場景下使用那種架構、兩者之間如何協同等等。在ASPICE的架構類過程域中都包含了“評估備選的架構”的要求。

圖片來源：ASPICE 3.1標準

標準相關的要求主要包括：

在作出選擇之前，至少得了解這兩種架構到底是什么，以下翻譯（個人翻譯，非官方）來自網絡的公開資源，作為 【域控制器（Domain Controller）】和 【區域控制器（Zone Controller）】這兩者的入門介紹。

文章來源：aptiv.com/en/insights/a

什么是域控制器（Domain Controller）？

在汽車應用中，域控制器是控制與特定區域或域相關的一組車輛功能的計算機。需要域控制器的功能域通常是計算密集型的，并連接到大量輸入/輸出（I/O）設備。相關領域的示例包括主動安全、用戶體驗以及車身和底盤。

將功能集中到域控制器中是車輛向高級電氣/電子架構（如Aptiv的智能車輛架構）發展的第一步?.

主動安全域控制器接收來自車輛周圍傳感器（如雷達和攝像機）的輸入，并使用該輸入創建周圍環境的模型。然后，域控制器中的軟件應用程序根據模型顯示的內容，就車輛應采取的行動做出“策略和規劃”決策。例如，該軟件可能會將傳感器發送的圖像解釋為行人即將踏上前方道路，并根據預先確定的策略，使車輛提醒駕駛員或踩下制動器。

在用戶體驗領域，域控制器通常控制艙內體驗的多個元素，例如，為用戶提供運行信息娛樂系統、駕駛員集群和其他車輛界面所需的軟件和計算能力。這些接口越來越多地通過動態、可重新配置的顯示器來實現，例如可以提供導航、音頻控制和氣候功能的觸摸屏。

邁向未來的一步

域控制器代表了朝向更多軟件定義的工具和集中化的重要里程碑。

以前通過單個電子控制單元（ECU）處理的功能可以整合或向上集成到域控制器中。例如，雷達以前可能在一個獨立的ECU中進行處理；然而，該處理可以通過衛星架構方法轉移到主動安全域控制器。

域控制器由區域控制器進一步補充。區域控制器是車輛中用作配電和數據連接中心的節點。它們通過傳感器、執行器和外圍設備處理輸入/輸出，從而將輸入/輸出從計算中抽象出來，并使域控制器能夠專注于執行更高級別功能的軟件。

最終，域控制器將進一步整合為“服務器化”控制器。隨著從計算中抽象出I/O并建立高速網絡，將域控制器中的軟件整合到能夠在不同域之間動態共享工作負載的更少計算機上是有意義的。這種集中化將進一步降低成本和空間，解鎖新功能，如驅動程序出環自動化，并更容易執行軟件的空中更新。

隨著軟件越來越多地從硬件中抽象出來，這種方法將成為可能，硬件是Aptiv智能車輛架構（SVA）的一個關鍵原則?) 視力通過這種抽象，可以將多域控制器重新構造為一個開放的服務器平臺。

開放式服務器平臺允許OEM、Aptiv和經批準的第三方的開發人員以前所未有的方式構建創新應用程序并在軟件上進行協作。隨著車輛自動駕駛水平的提高，承擔更多的駕駛任務，強大、集中和故障操作計算變得越來越重要。

Aptiv在十多年前就預見到了這種向集中化的轉變，并且是業內第一個引入域控制器來執行這些任務的公司。我們了解開發更高級別的駕駛功能帶來的挑戰，我們對車輛大腦和神經系統的獨特見解使我們能夠有效地預測未來的硬件和軟件需求。

文章來源：aptiv.com/en/insights/a .

什么是區域控制器？（Zone Controller）

在汽車應用中，區域控制器正在成為一個關鍵的架構元素，以解決當今車輛中的幾個挑戰，并為更先進的功能開辟道路。

區域控制器是車輛中的節點，用于劃分電氣和電子架構，并作為車輛物理部分內設備（各種傳感器、外圍設備和執行器）的所有配電和數據連接要求的中心。

這種方法簡化了布線，可以使更多的線束組件實現自動化，從而降低成本。同樣重要的是，在電源和數據方面，它可以向前邁出幾步。

電源

作為配電中心，區域控制器成為智能融合的自然位置。通過智能熔斷，繼電器中的傳統熔斷器被半導體取代，這是一種實現智能電源管理的方法，因為整個車輛的熔斷器可以集中管理。

區域控制器也可以幫助向48V電氣架構遷移。區域控制器簡化并優化了體系結構。在區域控制器架構下，車輛只有一個電池源，提供48V電壓，并將該電源分配給區域控制器。分區控制器配置為向準備就緒的組件提供48V電壓，并可同時將未準備就緒的部件的功率降至12V。

數據

隨著設備數量的增加，單獨連接每個電子控制單元（ECU）變得很難，因為它們需要電纜、電源、外殼等。區域控制器將多個ECU的數據連接整合到一個連接到域控制器的單個鏈路。

換句話說，區域控制器處理輸入/輸出（I/O），使域控制器中的軟件能夠專注于更高級別的計算功能。從計算中提取輸入/輸出對于構建真正的軟件定義的車輛至關重要，也是Aptiv智能車輛架構的關鍵原則?.

區域控制器也是某些電子控制的邏輯集中點，例如車身和安全控制、HVAC控制、音頻管理和其他。上集成可以簡化架構并減輕重量。

他們的作用聽起來很簡單，但區域控制器正變得越來越必要。通過在戰略上部署幾個區域控制器，原始設備制造商不僅可以降低復雜性和成本，還可以加快向未來車輛架構的重要遷移。

在我們的 白皮書中了解有關區域控制器的全部潛力的更多信息。

圖片來源：

https://www.aptiv.com/en/insights/article/what-is-a-zone-controller#:~:text=A%2Zone%20Controller0zone%20controller%20consolidates%20the,on%20higher-level%20compute%20functions.

文章來源：electronicdesign.com/ma

域和區域汽車架構之間有什么區別？

2021 年 6 月 22 日 | William G. Wong | 相關：電子設計

區域汽車架構可能是未來的潮流，但它們到底是什么？

許多嵌入式解決方案都是圍繞面向領域（domain）的方法設計的——特定模塊提供功能，受控設備或傳感器連接到模塊，通常稱為電子控制單元 (ECU)。這在許多應用程序中都很有效，尤其是在可以本地執行計算的地方。

如果設備和傳感器放置在模塊附近，這種方法可以很好地擴展，并添加額外的模塊來處理更多的設備和傳感器。例如，如果應用程序需要多個電機，與電機配對的計算機控制電機控制系統可以很好地擴展。

如果傳感器和設備距離控制模塊更遠，因為解決方案中涉及額外的接線和接口，這將變得更具挑戰性。隨著越來越多的傳感器和設備被添加到組合中，布線成為一個主要問題。

這在許多汽車應用中都是如此。因此，網絡區域方法可以提供更好的可擴展性以及改進的可靠性和功能。通常，中央計算綜合體通過聯網的區域網關連接到傳感器和設備（見圖）。

圖片來源：

https://www.electronicdesign.com/markets/automotive/article/21166567/electronic-design-whats-the-difference-between-domain-and-zonal-automotive-architectures

如今的網絡連接往往是以太網。這包括各種形式的汽車以太網。區域網關不僅僅是網絡交換機，盡管通常用于實現網關的片上系統 (SoC) 解決方案將具有集成的網絡交換機。

由于多種原因，區域架構可以更好地擴展，包括為軟件驅動框架提供主干。該方法簡化了布線：網關更靠近它們將使用的傳感器和設備，網關和主機之間的布線不太復雜。

可以在網關進行本地處理。然而，高速網絡鏈路提供了靈活性，可以將數據移入和移出外部傳感器和設備環境到位于車內任何地方的重型計算服務器。

這種結構性范式轉變與向分布式軟件功能的轉變以及提供新軟件增強功能的能力相一致。

雖然看了還是不明覺厲，但多少有了一些基本的了解，域控制器（Domain Controller）根據實際功能劃分例如主動安全域，而區域控制器（Zone Controller）則根據設備位置劃分管理數據與電源，目前的汽車架構中兩者相輔相成。

圖片來源：

https://www.aptiv.com/en/insights/article/what-is-a-domain-controller

焉知致謝：

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東曉一家：安波福（中國）科技研發有限公司，軟件質量高級經理

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