E/E架构升级是汽车智能化发展关键

E/E架构升级是汽车智能化发展的关键。传统汽车采用的分布式E/E架构因计算能力不足、通讯带宽不足、不便于软件升级等瓶颈,无法满足现阶段汽车发展的需求,E/E架构升级将助力智能汽车实现跨越式革新。汽车E/E架构升级主要体现在硬件架构升级、软件架构升级和通信架构升级3个方面。

硬件架构升级

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硬件架构由分布式ECU 向域控制/中央集中架构方向发展,升级路径表现为分布式(模块化→集成化)、域集中(域控制集中→跨域融合)、中央集中式(车载电脑→车-云计算)。

其主要好处在于:

a、算力利用率更高,减少算力设计总需求。汽车在实际运行过程中,大部分时间仅部分芯片执行运算工作,而且并未满负荷运算,导致对于整车大部分运算处理能力处于闲置中,算力有效利用率较低。采用域控制器方式,可以在综合情况下,设计较低的总算力。

b、统一交互,实现整车功能协同。实现真正意义上的高级自动驾驶,不仅需要多传感器共同感知外部环境,还需要对车内部各运行数据进行实时监控,统一综合判断,并且执行机构协同操作。

c、缩短线束,降低故障率,减轻质量。采用分布式架构,ECU增多后线束会更长,错综复杂的线束布置会导致互相电磁干扰,故障率提升,此外也意味着更重。扩展,比如中控上增加一些导航、购物、音乐等APP没有安卓系统方便。

软件架构升级

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汽车智能化更新迭代需要通过整车OTA,SOA面向服务架构升级成为新趋势。区别于面向信号的传统按架构,SOA将车载控制器的硬件能力以服务的方式提供出来,SOA中的每个服务都具有唯一且独立互不影响的身份标识(ID),并通过服务中间件(Service Middleware)完成自身的发布,对其他服务的订阅以及与其他服务的通讯工作。

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通过AutoSAR等软件架构提供标准的接口定义,模块化设计,促使软硬件解耦分层,实现软硬件设计分离。AUTOSAR为汽车E/E架构建立了一种开放式的行业标准,以减少其设计复杂度,增加其灵活性,提高其开发效率。AutoSAR组织成立至今的近18年时间里,得到了越来越多的行业认可。其目标主要有三个:

1)建立分层的体系架构;

2)为应用程序的开发提供方法论;

3)制定各种应用接口规范。Classic AutoSAR 架构逐步向Classic AutoSAR 和Adaptive AutoSAR混合式架构。

软件架构升级的好处在于:可实现软件/固件OTA升级、软件架构的软实时、操作系统可移植;采集数据信息多功能应用,有效减少硬件需求量,真正实现软件定义汽车。


通信架构升级

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车载网络骨干由LIN/CAN 总线向以太网方向发展。自动驾驶需要以更快速度采集并处理更多数据,传统汽车总线无法满足低延时、高吞吐量要求。因此,集带宽更宽、低延时等诸多优点的以太网有望成为未来车载网络骨干。

2015年首个车载以太网规范100Base-T1发布,仅需要一对双绞线进行传输,可以减少70-80%的连接器成本,减少30%以上的重量,并且能够有效的满足车内EMC电磁干扰的要求。随着1000Base-T1以及更高带宽NGBase-T1以太网标准的不断推出,以太网有望成为未来智能汽车时代的车载主干网络。

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全新E/E架构推动供应链变革

汽车产品属性由硬件主导转向软件主导

1)硬件供应商产业地位下降,软件供应商产业地位上升。

2)软件层面车企普遍希望掌握自主权,但由于前期软件能力较弱,一般会选择与供应链伙伴合作。

3)硬件层面供应链将继续维持开放式,也即车企更多放权给供应商,采取模块化供应方式。

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软件定义汽车,要求供应商兼具软硬件能力。激烈的产业变革下,为了满足车企的智能化转型需求,零部件企业需要更高的研发投入+更强的软件能力以确保自身在未来的竞争中占有一席之地。

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零部件供应商需要更强的产业链整合协同能力。未来汽车功能越加复杂,智能化新车型的研发风险指数级上升,对于车企与供应商之间的协同合作能力要求提升。零部件供应商需要联合实力强劲的上游合作伙伴,共同助力车企积极实现转型升级,跟随产业的变迁,满足下游消费者日新月异的需求。

零部件供应商未来有2条成长路径:

1)技术上足够强势,可以先发制人,站在产业制高点,引领行业的变化,例如:博世等。

2)绑定汽车产业链中最优秀的玩家,跟随战略下做好助攻的角色,例如:电装(丰田)等。

参考资料:东吴证券

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