浅谈域控制器

​最近几年，汽车电子领域有一个概念异常火爆，那就是域控制器。今天就从三个方面来介绍一下域控制器，分别是：什么是域控制器，为什么要引入域控制器以及座舱域控制器简介。

什么是域控制器呢？简单来说就是把功能相近的多个传统ECU，集中到一个算力和资源都很强大的控制器里，这个控制器被称为域控制器，所以这里的域指的是功能域。该控制器需要包含多个传统ECU的功能，每个传统ECU对应域控制器里的一个或多个应用程序，而控制执行器的底层驱动由域控制器统一管理。

常见的域控制器有：动力总成域控制器，车身域控制器，底盘域控制器，辅助驾驶域控制器，座舱域控制器(或者信息娱乐域控制器)。

为什么要引入域控制器呢？窃以为有以下三个主要原因。

1.随着汽车电子化程度越来越高，车上的ECU数量也越来越多，奥迪A8上的ECU数量已经超过一百个。如此多的ECU，它们之间还要相互通信，让这么多ECU在整车上有条不紊地协调工作，有非常大的挑战。传统的做法是车上需要增加一个新的功能时就需要增加一个ECU，比如驾驶辅助系统就包括前向碰撞预警ECU、交通识别ECU、辅助泊车ECU等。加入一个新的ECU势必会打破整车原有的网络拓扑结构，也会给整车线束布置带来新的挑战。引入域控制器后，可以大量减少ECU的数量，域控制器之间通过CAN FD，Flecray或者车载以太网等高速率总线进行通信，如此可以降低整车网络拓扑的复杂性，同时也能减少整车线束数量。而且域控制器具有良好的扩展性，需要引入新功能时只需要在现有的域控制器上开发即可，OTA空中下载功能，也让车载软件更新更加便捷。

2.随着ADAS和娱乐信息系统的飞速发展，车载ECU需要处理越来越多的数据(交通标志，高精地图，个性化，多媒体等数据)，同时对ECU的运算能力也有了更高的要求，传统的ECU已经不能满足日益增长的数据处理和运算能力的需求。此时把高性能的Soc(片上系统)引入到车载控制器上也就顺理成章了，Soc具有多个处理核心(四核或八核)，拥有MCU无法比拟的运算能力，同时Soc可以配合片外DDR RAM和EMMC或UFS使用，为大量数据的处理和存储成为可能。

3.随着软件在整车中的比重越来越高，各大OEM都意识到自己开发核心软件的重要性，纷纷成立了自己的软件研发中心或子公司，在域控制器领域成功突破的OEM，将来留给零部件供应商的业务只有应用软件开发了。每个OEM都想在域控制器领域抢占先机，当然各大零部件供应商也不甘示弱，最后会是一个OEM和供应商合作与竞争并存的局面。

最后来简单介绍一下座舱域控制器，也称为信息娱乐域控制器。主要涵盖数字液晶仪表，中控娱乐屏，副驾和后座娱乐屏，HUD等。根据OEM的具体需求，所包含的部件类型和数量会有所不同。

一般的座舱域控制器会采用两个处理芯片，一个MCU和一个Soc。MCU一般采用Classic Autosar架构，通过整车网络(Flexray, CAN, LIN等)与其他零部件进行数据交换，以及管理域控制器的电源状态。Soc端可以通过Hypevisor运行两个操作系统，Qnx(或Linux)与安卓。Qnx用来处理对实时性和安全等级比较高的功能，比如液晶仪表、HUD等。而安卓主要用来处理对扩展性要求比较高的功能，比如导航、车辆设置、多媒体播放等功能，需要增加新的功能时只需要安装一个APP即可。

MCU和Soc之间有一些数据需要交互，例如中控屏上的一些设置需要先把信号传送给MCU，再由MCU通过整车网络发送给其他零部件；MCU从整车网络接收到的一些状态信息，也需要先发送给Soc，再由Soc显示到液晶仪表或者中控娱乐屏上，比如车速、Telltale、电池电量、空调状态等信息。MCU和Soc之间的通信方式由供应商或者OEM自己来定义，如果从传输速率和经济性两个方面考虑，SPI是一个可选方案，可以在SPI上做一层协议封装。