作者：佐思產(chǎn)研

來(lái)源：佐思汽車研究

ECU（Electronic Control Unit）是電子控制單元，是汽車專用微機(jī)控制器。汽車電子控制器的作用是接收來(lái)自傳感器的信息，進(jìn)行處理，輸出相應(yīng)的控制指令給到執(zhí)行器執(zhí)行。汽車ECU的核心在于微處理器，微處理器包括MCU、MPU、DSP 和邏輯IC 等。ECU領(lǐng)先企業(yè)包括博世、電裝、大陸、Aptiv、偉世通等。

隨著車輛的電子化程度逐漸提高，ECU占領(lǐng)了整個(gè)汽車，從防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電控自動(dòng)變速器、主動(dòng)懸架系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)， 逐漸延伸到了車身安全、網(wǎng)絡(luò)、娛樂(lè)、傳感控制系統(tǒng)等。 汽車 ECU 迅速增加，高端車型里的 ECU 平均達(dá)到 50-70 個(gè)，個(gè)別車型ECU數(shù)量超過(guò)100。

隨著車載傳感器數(shù)量越來(lái)越多，傳感器與 ECU一一對(duì)應(yīng)使得車輛整體性能下降，線路復(fù)雜性也急劇增加，此時(shí) DCU（域控制器） 和 MDC（多域控制器）等更強(qiáng)大的中心化架構(gòu)逐步替代了分布式架構(gòu)。

域控制器（DCU，Domain Control Unit）的概念最早是由以博世、大陸為首的Tier1提出，它的出現(xiàn)是為了解決信息安全，以及ECU瓶頸的問(wèn)題。域控制器因?yàn)橛袕?qiáng)大的硬件計(jì)算能力與豐富的軟件接口支持，使得更多核心功能模塊集中于域控制器內(nèi)，系統(tǒng)功能集成度大大提高，這樣對(duì)于功能的感知與執(zhí)行的硬件要求降低。加之?dāng)?shù)據(jù)交互的接口標(biāo)準(zhǔn)化，會(huì)讓這些零部件變成標(biāo)準(zhǔn)零件，從而降低這部分零部件開(kāi)發(fā)/制造成本。也就是說(shuō)，外圍零件只關(guān)注本身基本功能，而中央域控制器關(guān)注系統(tǒng)級(jí)功能實(shí)現(xiàn)。

例：偉世通將儀表ECU和車機(jī)ECU整合為座艙域控制器SmartCore

而自動(dòng)駕駛域控制器的要求更高，一般要具備多傳感器融合、定位、路徑規(guī)劃、決策控制、V2X、高速通訊的能力，通常需要外接多種攝像頭（單目、雙目）、多個(gè)毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、IMU等設(shè)備。

由于要完成大量運(yùn)算，域控制器一般都要配備一個(gè)運(yùn)算力強(qiáng)大的核心處理器，能夠提供對(duì)智能座艙和不同級(jí)別自動(dòng)駕駛算力的支持，業(yè)內(nèi)有NVIDIA、英飛凌、瑞薩、TI、NXP、Mobileye等多個(gè)方案。利用處理能力強(qiáng)大的多核 CPU/GPU 芯片相對(duì)集中的去控制每個(gè)域，以取代以前的分布式汽車電子電氣架構(gòu)（EEA）。

上圖是博世的汽車電子電氣架構(gòu)進(jìn)化圖，包括Modular，Integration, Centralization, Fusion,Vehicle Computer, Vehicle Cloud Computing六個(gè)層次。其中域控制器應(yīng)用在第三層（Centralization），多域控制器應(yīng)用在第四層（Fusion）。

目前新車E/E架構(gòu)設(shè)計(jì)已大量采用域控制器。以奇點(diǎn)iS6為例，采用了基于域控制器加車載以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將車內(nèi)電子架構(gòu)劃分為5個(gè)域，分別為：智能駕駛域、智能信息域、車身域、底盤(pán)域、動(dòng)力域。同時(shí)奇點(diǎn)汽車采用集成式設(shè)計(jì)，也就是將所有傳感器數(shù)據(jù)集中到智能駕駛域控制器。由智能駕駛域控制器做數(shù)據(jù)處理和決策規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)各種ADAS智能駕駛功能，包括自適應(yīng)巡航、車道保持、自動(dòng)泊車等。這意味著大多數(shù)ADAS/AD功能將由整車廠自己開(kāi)發(fā)完成。

根據(jù)技術(shù)專家“冷酷的冬瓜”的研究：縱觀特斯拉三代車型，Model S、Model X 再到 Model 3 的演變，實(shí)質(zhì)是功能的重分配，不斷把功能從供應(yīng)商手中拿回來(lái)自行開(kāi)發(fā)的過(guò)程。而Model S的E/E架構(gòu)設(shè)計(jì)，早已一步跨到了第五層 (Vehicle Computer層級(jí)) 。

隨著汽車E/E架構(gòu)的演變進(jìn)化，主機(jī)廠和汽車電子供應(yīng)商的供應(yīng)關(guān)系正發(fā)生深刻變革。由于汽車電子硬件走向集中化的趨勢(shì)，汽車電子供應(yīng)商數(shù)量將減少，同時(shí)域控制器供應(yīng)商將更加重要。

以座艙域控制器為例，一般會(huì)集成儀表和車機(jī)，未來(lái)則會(huì)逐步整合空調(diào)控制、HUD、后視鏡、手勢(shì)識(shí)別、DMS，甚至包括T-BOX和OBU。

一輛自動(dòng)駕駛汽車每小時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將達(dá)4TB，傳感器融合和3D定位等高級(jí)功能將在自動(dòng)駕駛域控制器上運(yùn)行。

和域控制器緊密連接的中央網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)發(fā)送與接收安全關(guān)鍵數(shù)據(jù)，將始終直接且僅連接到整車企業(yè)的后臺(tái)。OTA則實(shí)現(xiàn)域控制器功能的不斷更新，有助于開(kāi)發(fā)新功能、確保網(wǎng)絡(luò)安全，并使車企得以更快部署功能與軟件。

域控制器廠商和車廠的開(kāi)發(fā)合作將更加緊密。

德賽西威認(rèn)為：在自動(dòng)駕駛域控制器領(lǐng)域，預(yù)計(jì)未來(lái)Tier1與整車廠之間將采取兩種合作方式。

• 其一，Tier1負(fù)責(zé)中間層以及硬件生產(chǎn)，整車廠負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛軟件部分。Tier1的優(yōu)勢(shì)在于以合理的成本將產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)并且加速產(chǎn)品落地，因此整車廠和Tier1進(jìn)行合作生產(chǎn)方式是必然，前者負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛軟件部分，后者負(fù)責(zé)硬件生產(chǎn)、中間層以及芯片方案整合。
• 其二，Tier1自己與芯片商合作，做方案整合后研發(fā)中央域控制器并向整車廠銷售，例如大陸ADCU、采埃孚ProAI、麥格納MAX4。

從下面兩個(gè)圖表，可以看到無(wú)論是座艙域控制器，還是自動(dòng)駕駛域控制器，都有控制器供應(yīng)商和主機(jī)廠、域控制器供應(yīng)商和芯片廠商緊密合作開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)。

由于域控制器屬于前裝汽車電子產(chǎn)品，從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)上市一般需要兩年以上。上述供應(yīng)商的域控制器產(chǎn)品多數(shù)還在研發(fā)階段。Aptiv和偉世通動(dòng)作是最快的，已經(jīng)有產(chǎn)品量產(chǎn)了。

根據(jù)佐思產(chǎn)研的預(yù)測(cè)，2025年全球汽車域控制器（座艙+自動(dòng)駕駛）出貨量將超過(guò)1400萬(wàn)套，2019-2025年均增長(zhǎng)50.7%。

縱觀整個(gè)域控制器產(chǎn)業(yè)，近兩年中國(guó)企業(yè)的崛起是一大特色，譬如德賽西威、百度、東軟、海高汽車、布谷鳥(niǎo)、環(huán)宇智行、知行科技等。