学习笔记3--自动驾驶汽车电子电气架构

本系列博客包括6个专栏，分别为：《自动驾驶技术概览》、《自动驾驶汽车平台技术基础》、《自动驾驶汽车定位技术》、《自动驾驶汽车环境感知》、《自动驾驶汽车决策与控制》、《自动驾驶系统设计及应用》。
此专栏是关于《自动驾驶汽车平台技术基础》书籍的笔记.

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1.自动驾驶汽车电子电气架构

1.1 典型电子电气架构

• 电子电气架构是汽车电子电气系统的顶层设计，目的是在政策法规和设计指标等约束条件下，对功能、成本和装配等方面进行具体分析，得出最优的电子电气系统架构；

• 先进的电子电气架构(Electronic & Electrical Architecture，EEA)设计取代了传统的原始线束设计；

• 汽车电子电气架构在宏观上概括为物理架构和逻辑架构的结合，微观上实现是通过众多电子电器件的协同配合，或集成或分布式的系统级的电子电气架构；

• 受到不断增长的市场需求(功能需求、行业特点)的影响，汽车电子电气架构平台的发展主要经历了4个阶段：关联式分布系统架构、联合式分布系统架构、联合式分布系统架构(升级过渡)、综合式集权域系统架构，如下图所示：
  

  • 关联式分布系统架构：属于传统独立式子系统，各功能域之间进行弱连接；
  • 联合式分布系统架构：是一种基础域控制器(电源模式、网络管理、防火墙等)，将整车各功能模块联合，来满足互联网汽车、自动驾驶辅助系统(ADAS)等功能；
  • 联合式分布系统架构(升级过渡)：是一种区域强化域控制器，将传统子系统紧密连接起来，使自动驾驶车辆能够接入互联网；

1.2 电子电气架构发展趋势

• 在新型电动汽车的正向开发中，借助于芯片、电子元器件等成本下降，整车企业都在以车载以太网和域控制器为核心器件对汽车电子架构进行模块化设计；大幅度缩减线束长度，可以降低电线电阻，进而减少能量损耗，对于提升续航将会起积极的作用；
• 在传统的车身架构中，汽车主要以CAN协议传输数据，其500Kb/s的传输速率已无法满足未来智能化和数字化汽车的发展；为了满足未来自动驾驶汽车不断增加的数据处理要求，目前主要厂商正在研发中的可拓展型电子电气架构至关重要；
• 汽车电子电气架构距今最近的一次真正变革出现在1983年：博世集团推出CAN(控制器局域网)协议；作为一种集中式网络，CAN总线可以广播车辆的全部数据流，允许车内的各种控制器和传感器相互沟通；
• 未来，以太网将成为一种主要技术，与CAN总线并行工作；配合CAN总线使用时，为了使以太网总线不会被一些优先级不高的指令阻塞，可以让以太网单纯负责一些更关键的安全系统，然后将一些与驾乘舒适度有关的功能交给CAN总线处理；
• "CAN+车载以太网"构成双主干网络总线架构，CAN协议主要负责时效要求更高、数据量小的信息传输，车载以太网主要作用于不同的域之间，以实现数据量大的信息互通；