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AI和无人驾驶需求下的未来汽车电子结构分析
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2023/5/5 21:08:55 | 【字体:

  陀枪堂主车载电子网络已经有上万个信号在不同传输标准 (protocol)下收发,不同形式的软件在不同的上百个的电子控制模块运行,软件的规模已经超过100 Mio.行,如何把控这样的复杂体系,有效地验证其整体功能和安全, 还同时要把研发和整车成本控制在一定的范围内,这是主机厂现在面临的一个巨大挑战。

  让我们回顾一下个人电脑(Personal Computer)的发展历程,自1981年8月IBM发明PC以来, 电脑的硬件架构是基本固定的和可扩展的(scalable), 有CPUGPU, 有PCI-Bus,有端口USB、VGA、HDMI,还有工作内存、硬盘或SSD; 软件方面,有一个操作系统,有不同的应用软件,而连接这些PC的网络,是以太网Ethernet) 。

  面对车联网(V2X) 、驾驶辅助系统ADAS(advanced driver assistance system) 、整车电气化(electrification) 、以及未来无人驾驶(autonomous driving)的市场,现有汽车的电子电器架构已经不能满足未来的需求了。大量的数据 (雷达、激光雷达、摄像头、以及其它各种传感器的信号,还有V2X的信号)需要接收、处理、并发出相应的指令到执行机构。

  第一:开发和制定一个标准的、可扩展的汽车用电脑,把它称为iPC(车载电脑)

  iPC的操作系统可以统一,比如Linux。iPC的网络端口主要是以太网(Ethernet),带宽1Gbps至100Gbps,集成了未来的5G移动网络, 以及I/O端口。这是属于PC和服务器制造公司、创新科技公司的一次世纪机遇!也是汽车电子行业重新洗牌的时刻!

  以太网在互联网、个人电脑、工业自动化已经有了广泛的应用。未来的中国制造2025、或者德国工业4.0,物联网(internet of things),它们都有一个共同的载体Ethernet!汽车网络之所以至今少有应用以太网(少数在多媒体的应用除外),其中一个主要障碍就是以太网的实时性 (real time capability) 。

  以太网一般要等待先传输的一个信号包 (package)投递到达,才能传输第二个信号包,这样,对发动机、转向或制动系统的控制信号,是不能满足要求的。为了使以太网能够实时控制(time trigged),IEEE802.3制定标准,可以发送快递信号包(express package),它可以先暂停在传输中的信号包,让快递信号包实时送达后,再传送暂停了的信号包,以解决发动机、转向、制动系统的实时控制问题。另外,如果利用PoE(Power over Ethernet),可实现不外加线束、直接驱动一些执行器。

  现有五花八门的车载电子控制模块,因为它们来自不同的Tie1,有不同的硬件、不同的操作系统,更有不同的应用软件,这对于OEM来讲,是一个极高成本的、大风险的、十分复杂的集成和验证工作。

  如果有了车载电脑iPC,有了iPC的统一的操作系统,就能给与软件科技公司一次巨大的机遇,开发独立于硬件的应用软件,如同App,可以在不同的硬件环境下正常运行, 客户甚至可以依据个人需求付费下载(new business model), 也使OEM可以简单地集成、验证、再用(re-use) 。我的一些德国汽车主机厂(BBAP)的同行们,同样希望有独立于硬件的应用软件,便于进一步开发、再应用(re-use),甚至便于切换Tie1。

  这将是未来汽车发展的趋势,给与PC、服务器制造商和科技创新公司,以及独立的软件科技公司带来了崭新的商机 。打破系统Tie1的垄断,正是中国零部件企业的世纪机遇!

  预测到2025年, 以太网在汽车电子的渗透率将超过50%, 而它带来的不仅是技术的跨越,也是降低成本、轻量化和汽车个性化(iPC的App, 软件更新OTA), 车联网V2X,无人驾驶(routing & map via cloud)的新突破。

  作者刘晓毅博士(观昱机电技术(创始人),德国戴姆勒集团(奔驰汽车)21年的资深汽车技术经验(动力总成电子控制系统系列开发和商务车电子架构设计、整车企划、成本工程、新工艺开发、变速箱生产等部门高级经理),主导过奔驰汽车重卡16挡自动化变速箱系列开发、动力总成零部件和空客大型结构件的新工艺开发、电动商务车整车和成本企划、商务车及轿车的多项降低成本重点项目(PKO/OPTIMA,CTX, CORE)。长城汽车技术中心担任高层技术管理,为长城汽车集团组建了中国车企第一个全建制的成本工程体系、方法和流程,并使它融入了集团的整个产品过程。

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