智能化驱动的域融合之路

前言：结合自身项目及车企现状发现现有大多企业的域融合之路通常基于国外芯片平台实现，但在我项目过程中，遇到不少主机厂曾提过国产化需求，可限于早年国内芯片状态，域融合的国产化一直难以突破。

在某巧合情况下，于2023年11月30号我以‘媒体’身份‘混入’了东软睿驰的openVOC发布会，经过此‘偷师’经历再结合自身项目及业内相关状态对本文相关内容进行了完成与记录。在此需向睿驰道声抱歉，其实我不是媒体，但我需要以此身份去获得不一样的信息，这有助于我从不同角度分析，毕竟我们自己也会使用相关产品。

本文会对本次‘偷师’的内容进行个人简单解读后分享，一家之言，诸君请自行参考，全文较长约四千字，不做拆分。

一、域融合之路

在现今的乘用车领域中，主流车企对其车型采用的电子电气架构已基本完成域集中式架构的部署，在此多域并存的架构中，多通过SOA实现功能的跨域调用。而伴随着智驾水平的提升以及整车功能化的复杂，当下汽车时代的电子电气架构已进入跨域融合阶段。在域融合的过程中限于技术、成本等诸多因素，想来其过程将会经历：物理结构的融合、板级融合以及芯片融合的三个大过程，大体过程示意如下：

图1 域融合过程

1.1、物理结构融合

由域架构进入跨域融合的第一步，此过程是通过将控制单元的物理外壳进行集成从而实现‘域’融合的过程。相比于域架构，结构域融合将多域控集中于一个壳体中形成ONE-BOX形态，但尽管多域控同处一个控制单元盒中，其依然保持着独立的PCBA去实现不同域空间的功能控制。

通过此物理结构的融合，在实现产品轻量化、小型化、降成本的同时，壳内PCBA受限于空间原因，将不再使用线束连接进行交互，取而代之的是对部分电路的重新设计，由此具有不同功能的PCBA将形成以某一控制板为主体的类‘主从’结构。通过结构实现融合的案例即使不是域控产品，其在整车上也随处可见，最典型的融合如多合一电驱动及控制系统等。

图2 电驱动的结构融合

不过，融合也带来了供应链端的竞争，那些原本由多供应商分别进行开发设计的产品将进入由某部分供应商完成的新模式，最后再经由OEM进行集成工作，这将进一步加深对供应商端的优胜劣汰。

1.2、板级融合

在结构融合的基础上再进一步，通过将具有类似属性的控制模块进行融合以力求实现由一块PCBA对不同区域功能的控制，此过程要求新PCBA所搭载的芯片具有更高的性能。在域控中，根据算力、安全性能等要求的不同，可将底盘、车身、动力具有高安全性但数据交互量较小的传统区域进行同类划分，通常对于此领域产品的开发多使用基于百兆级处理速度的MCU完成。

而座舱域与智能驾驶域由于其具有更加庞大的数据量要求，应用于此类产品的芯片则需具有更高的算力，因此具有G级处理速度的SOC芯片在车载领域的应用首先便是面向此两个领域，基于两者所具有的共性，在进行板级融合前可将二者划归合一。

通过同类划分便形成了初步的板级融合架构，如上所述，此时的全域融合控制单元内仍存在两块独立的PCBA。不过限制于芯片等技术原因，这已是目前汽车领域所能做到量产的最高水准了。就自主品牌主机厂而言，如零跑在今年7月31号所发布的LPEE3.0四叶草平台，官方称此平台为‘中央集成式电子电气架构’，此架构已实现将座舱、智驾、动力、车身四域合一，其功能如下：

图3 四域合一的中央集成电子电气架构

不过细分析下我们可知道，此架构其实并未实现真正的‘一盒一板’，在其CCU（Central Control Unit）中亦存在两块PCBA，一块是由高通8295或8155（SOC）负责具有庞大数据量的驾/舱一体化功能，另一块是由NXP的S32G（MCU）负责传统域控功能，通过两块控制板（MCU+SOC）的交互实现完整的‘四域合一’功能，其硬件示意如下：

图4 四叶草硬件

与之类似的还有如小鹏汽车在10月24号发布的新一代XEEA3.5，按官方发布信息可知，其已实现驾舱平台的ONE-BOX-ONE-BOARD。

图5 XEEA3.5驾舱融合

由于暂无进一步的控制单元实物信息，因此该产品是否融合传统域控于一体暂无可知，但依据会上所述，大概率是先针对驾舱部分进行的融合。

图6 10月24发布会口述内容

如此，XEEA3.5的整车架构示意应如下：

图7 XEEA3.5架构示意

多PCBA集成后的产品具有更低的BOM成本、更小的体积以及更高的性能，如XEEA3.5所述，驾舱融合后的产品成本降低了40%，但性能却提升了50%。

除主机厂外，在国内零部件供应商端，目前在全域融合上已实现‘一盒’产品的企业还并未出现。但随着产品国产化、自主研发趋势的持续推进，将智驾与座舱功能实现板级融合的企业想来仅有东软睿驰采用芯驰芯片平台而推出的X-Center中央计算单元，其于2022年量产的第一代产品还尚处于‘一盒两板’的阶段，而在即将推出的第二代产品上已实现ONE-BOX-ONE-BOARD目标，并将于2024年底量产。

图8 东软睿驰驾舱融合中央计算单元

该X-Center 2.0通过芯片融合方式将原本分散的多颗功能芯片集成，取而代之的是具有更高算力、性能的国产化SOC，其产品原型如下：

图9 东软睿驰X-Center2.0原型

图中红圈位置PCBA分离的原因主要是出于产品展示及相关技术发布前的保密等因素，因此特做了处理，此产品功能介绍如下图所示：

图10 东软睿驰X-Center2.0功能

此产品在整车上的搭载将实现如下极简架构：

图11 整车域融合架构示意

如上述产品案例介绍，在EEA驱动的域融合上虽还处于初步板级融合阶段，但相关企业确已走在了大部分同行之前。产品的发展从不是一蹴而就，更何况是在车载芯片本就弱于国外企业的时候，要实现软/硬件的完全自主研发其难度可想而知，可这是我国汽车行业推行国产化替代策略后不可不迈出的一步。

在未来伴随着行业的发展，下一步的板级融合将是在技术及成本等各方面条件皆具备的前提下，真正实现ONE-BOX-ONE-BOARD，此时全域融合产品的‘一盒多PCBA’形式将被一块PCBA以搭载MCU+SOC的形式所取代，由此EEA架构将迈入中央集成式架构的初步阶段。

1.3、芯片融合

我们知道SOC芯片是由于车载的部分领域对算力、性能等要求更高，因此在基于传统MCU的基础上将CPU、AI、NPU等多个功能模块进行集成后形成的新产品，该产品在应对如驾驶域或座舱域的单域功能中，以现今的多核SOC芯片足可满足应用需求。而随着多域的融合，对于SOC芯片的性能要求较之以往都要更高，在此背景下，多核异构的SOC芯片将在未来逐渐取代现今的多核SOC芯片。

图12 SOC芯片的发展方向

在此技术状态下，原本处于中央集成式架构初步阶段并在一块PCBA上搭载MCU+SOC所构成的CCU硬件将被一片由更高性能SOC构成的硬件取代。新硬件将通过软件以虚拟机方式分割出不同的功能模块，进而对整车功能实现控制。由此芯片融合后的EEA将正式成为具有中央超算能力的中央集成式电子电气架构。

从上述域融合的过程中看，如果一定要将不同阶段下整车的电子电气架构进行示意，其结果可以是一样的，如下：

图13 中央集成式架构示意

只不过这个‘CCU’内部是何种状态在不同阶段将不尽相同。

二、软件开发架构

软件定义汽车在域融合的过程中变得愈加突出，为了简化开发过程，提升产品迭代的能力，在整车层面，SOA将会是不可避开之路，也是智能化下的长期方式。而对于域控而言，基于现阶段考虑，按产品属性主要分两类即传统域与智能域。传统域将继续基于AUTOSAR CP在MCU上按照现有方式完成开发，而智能融合域由于SOC的提升，可在单芯片内通过不同内核去实现多套系统的运行，以此完成驾舱一体化的开发，而对此多域融合下的软件方法论则依然按照SOA体系去完成。

图14 域控类别

随着芯片平台从MCU到SOC，软件也从单系统进入到了多系统再到跨核间的协调运行，在此背景下，代码量从千万级到亿级再到即将到来的十亿级，面对如此庞大的代码量，如何进行软件的高效开发则成为了该领域下的痛点。从本次在东软睿驰获得的部分资料发现，其新推出的openVOC架构可很好解决部分问题，即简化开发复杂度、为开发者提供相对开源的环境。

图15 openVOC架构的目的

（1）化繁为简。该架构可在符合SOA方法论的前提下，通过重构开发方式去实现片内不同域功能的开发，其框架如下：

图16 东软睿驰 openVOC框架

按此架构示意，其横跨智驾核、座舱核及车控核，按理应可在芯片融合后的准中央集成下实现产品的快速开发，这似乎也从侧面反映出下一步东软睿驰推出的产品或将会是全域融合。但基于目前仅融合了智驾核、座舱核的SOC而言，若采用该架构进行产品的开发，其在复杂度、开发周期等方面应更具优势。

同时，该架构的组件功能之一是将原本分散、独立在设计到集成之间各开发环节的工具链进行了整合，以一站式的、流程化的开发方式为开发者提供更加友好的入门环境，在汽车软件人才紧缺的当下，让开发人员降低80%对AUTOSAR专业知识的硬性掌握要求，扩大了车用软件人才的可选性。同时，用户端也可根据需要通过预留接口将现有工具链接入其中以实现工具链的简化，这对于开发人员而言无疑是一大利好。

图17 东软睿驰 openVOC组件

在当前以智能域融合为主的应用中，为了提升智驾相关的开发体验，其NeuSAR VMB技术可通过统一的通信接口去实现跨语言开发，通过升级后的Python框架实现本地与云端的组合式开发，从而提升整体的开发效率。

图18 东软睿驰 VMB技术

以个人观点看，此openVOC可大量简化域融合后的软件开发工作，但其架构上层与SOA存在属性一致的问题，此问题或将引起不同厂商之间的警惕。

图19 整车SOA

在此情况下，openVOC在客户端的应用是会打破现有供应链上升到功能型服务，还是长时间停留在基础型服务的软件开发上就暂不得而知了。

（2）创新点。基于openVOC的上层架构有一个业内首次以来的创新点——开放式生态。如移动设备端的APP开发般，只要有能力者皆可基于安卓平台完成开发，与之类似的，只要有能力者，通过openVOC皆可实现相关车载APP的开发，用户可选择性的进行下载与应用。此前卫且大胆的想法或能成为继手机移动终端进入汽车生态后加速汽车软件生态发展的重要驱动因素。不过，此点在当前必然不可行，但在未来软件是汽车实现二次盈利的关键趋势下，通过此理念或可在汽车软件生态中走出不一样的道路。

三、总结

若将域融合之路微缩成芯片平台，业内或称是MCU向SOC的转变，但我更愿意称其是MCU向SOC（片上系统）仅是第一步，SOC向‘DOC’（片上域）方为第二步，‘DOC’向‘VOC’（片上汽车）才是终点，而对其支撑的软件架构则需要在不同阶段去做到相适应与扩展。

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