智能网联汽车E/E架构发展趋势解读【附原版PDF参考资料下载】

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未来汽车发展的四大趋势

趋势一.  自动驾驶

• 从驾驶辅助 到半自动驾驶，最终实现全自动驾驶

• 全世界都在为实现“0事故“而努力

趋势二.  电动化出行

• 强制减少二氧化碳排放量必然使动力总成电气化

趋势三.  高级信息安全

• 随着汽车互联性的增强和软件的增加，被黑客攻击的风险也在上升

• 车内/外互联必须进行信息安全防护

趋势四.  互联性

• 通过将汽车融入互联网来推动车辆的高级互联性

• 汽车将完全充分互联（V2I，V2V，车内互联）

图1. 未来汽车四大趋势

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自动驾驶汽车

2.1 自动驾驶系统组成框架

自动驾驶系统包括：

• 感知模块

• 数据处理和决策控制模块

• 车辆动态控制模块

自动驾驶实现的关键 - 多系统和多学科协作

图2. 自动驾驶系统组成框架

2.2  感知模块

驾驶员的感官将被各种技术的传感器所构成的“防护罩”所替代。

图3.环境感知传感器布置示意图

自动驾驶等级越高，需要的感知传感器越多，因此也需要更高级别的系统集成 - 更高级别的仿真模拟和数据训练。

图4. 不同级别自动驾驶的传感器需求

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 互联汽车

互联汽车将会为我们提供很多应用场景，但汽车从封闭系统转向开放系统也会带来多重风险。

应用场景：

• 电子不停车收费系统

• 交通拥堵探测

• 事故避免

• 紧急服务的优先级控制

图5. 车联网使车辆由封闭走向开放

2.1 互联汽车信息安全威胁

信息安全不仅仅是现代汽车的一个特征，信息安全与传统安全也有着内在的联系。传统安全或信息安全漏洞都可能导致同样的后果：生命受到威胁。

• 传统安全 - 由危害车辆安全运行的偶然性错误造成

• 信息安全 - 因蓄意攻击系统和软件的行为引起

图6. 传统安全与信息安全

2.2  互联汽车安全信息安全防护

一个防火墙是不够的！在构建安全体系结构的过程中，必须添加各种安全工具。

• 安全的车载通信

• 沙盒技术

• 防火墙&网关

• 单个ECU的基本防护（防盗&访问）

图7. 车辆信息安全防护

防护措施：

1）信任锚 - 受保护的执行环境托管

→  密钥存储及相关加密操作

→  信息安全应用程序

2）MCU集成

→  高速率

→  信息安全车载通讯

→ 逻辑信息安全

3）离散安全控制器

→ 外部通讯

→ 保护高价值数据信息

→ 通过认证的硬件安全性

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 未来汽车E/E架构的趋势

3.1 智能网联汽车对E/E架构的需求

1）360毫米波雷达需要一种新型的传感器、总线以及处理架构。

图8. 传感器对E/E架构的需求

2）中央计算机的引入触发了对高性能，失效-可运行的微控制器（MCUs）的需求。

图9. MCU的需求

3）传感器网络和V2X数据量需要更高的计算性能和新的域架构。

图9. 传感器网络和V2X的需求

3.2  未来E/E架构的发展趋势

1）智能网联汽车对E/E架构需求：

• 自动驾驶需要E/E架构也按相应的功能等级进行设计

• 新/先进功能带来的管理复杂性

• 解决不断增加的常规安全和网络信息安全要求

• 增加灵活性并实现“可升级性（SOTA）

• 优化系统成本，并保持低功耗

不同主机厂采用不同的方法（进化性的或破坏性的）来改进E/E架构，这些方法可以分为以下几类：

• Domian Control - 域控制

• Domain Integration  - 域集成

• Zone Architecture  - 区域性架构

• Car Computer  - 车载计算平台

2）主机厂E/E架构路线图

E/E架构开始向 基于区域性形式的架构演进。

图10. 主机厂E/E架构路线

参考资料：

1. Semiconductors enabling Automated Driving

2. Semiconductor enabling a connected and automated car