1、电子控制单元-ECU
电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)是汽车专用微机控制器。一般ECU由CPU、储存器(ROM、RAM)、输入/输出界面(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模积体电路组成。ECU最早应用于发动机的控制,后来随着车辆电子化的发展,ECU逐渐占领了整个汽车,包括防抱死制动系统(ABS)、四轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统等,并逐渐延伸到了车身各类安全、网络、娱乐等系统。
随着车辆电子化程度的提升,尤其是主动安全、自动驾驶等功能的增加,车辆的ECU数量不断增加。如1993年奥迪A8上只使用了5个ECU,而到了2010年,其ECU数量已经超过了100个。
汽车ECU架构示例
2、域控制器-DCU
域控制器(Domain Control Unit,DCU)的概念最早由以博世、大陆、德尔福为首的Tier1提出。DCU的提出主要是为了解决资讯保安,以及ECU数量增多、计算能力受限的问题。根据汽车电子部件的功能将整车划分为动力总成、车身电子、车辆安全、娱乐资讯和驾驶辅助等几个域,利用处理能力更强的多核CPU/GPU芯片相对集中的去控制每个域,以取代目前分散式的汽车ECU架构。
汽车DCU域控制器架构示例
3、多域控制器-MDC
多域控制器(Multi Domain Controller,MDC)是通过一块ECU,接入不同感测器的讯号,并进行分析和处理,最终发出控制命令。MDC和DCU类似,本质上是为了解决汽车ECU增多之后,汽车控制系统变得复杂,且能力达到上限的问题。尤其进入自动驾驶时代,控制器需要接收、处理的讯号大量且复杂,原有的一个功能对应一个ECU的分散式计算架构或单一模组的域控制器已经无法适应需求,比如GPS、摄像头、镭射雷达、毫米波雷达以及轮速感测器等的资料都要在一个计算中心内进行处理以保证输出结果对整车自动驾驶的最优。
MDC的这种设计方式,有两方面优势:
一是MDC平台本身的可扩充套件性,MDC所能够对接的感测器型别与数目并不固定,可以根据OEM的需求定制开发,尤其适应不同平台车辆的自动驾驶系统的感测器配置;二是将感测与处理分开,即感测器和ECU不再是一一对应的关系,而是通过中央控制器MDC统一接收和处理,对于OEM来说,可以根据需求更换感测器的类别和供应商。因此,为自动驾驶车辆的各种感测器资料的聚集、融合处理,以及预测、决策、规划等模组的计算提供支援的多域控制器将会是发展的趋势。
ECU和DCU架构示例
MDC架构示例
资料来源:《2018年自动驾驶实现层级深度分析报告》