1.1.3 域控制器發展

汽車電子電氣架構正從分布式→域集中式→中央計算式逐漸進化，當前正處于分布式向域集中式過渡的階段。域控制器（Domain Control Unit，DCU）是汽車每一個功能域的核心，它主要由域主控處理器、操作系統和應用軟件及算法這三部分組成。平臺化、高集成度、高性能和良好的兼容性是域控制器的主要核心設計思想。依托高性能的域主控處理器、豐富的硬件接口資源以及強大的軟件功能特性，域控制器能將原本很多顆ECU實現的核心功能集成起來，極大地提高系統功能集成度，再加上數據交互的標準化接口，因此能極大降低這部分的開發和制造成本。

對于功能域的具體劃分，各汽車主機廠（Original Equipment Manufacturer，OEM）會根據自身的設計理念差異而劃分成幾個不同的域。比如博世劃分為5個域：自動駕駛域、底盤域、動力域、座艙域、車身域。這也是最經典的五域集中式電子電氣架構，如圖1-17所示。

圖1-17 博世域集中式電子電氣架構

也有的廠家則在五域集中式架構基礎上進一步融合，把原本的動力域、底盤域和車身域融合為整車控制域，從而形成了三域集中式電子電氣架構，即：車控域控制器（Vehicle Domain Controller，VDA）、智能駕駛域控制器（ADAS/AD Domain Controller，ADC）、智能座艙域控制器（Cockpit Domain Controller，CDC）。理想汽車推出的理想L9，就是采用了基于NXPS32G的車控域控制器、基于兩顆英偉達Orin X（可提供508 TOPS算力）的智能駕駛域控制器和基于兩個高通驍龍8155的智能座艙域控制器的三域集中式電子電器架構。

高性能的處理器需要高性能的操作系統和軟件平臺，軟件開發在域控制器中的規模越來越大，也越來越重要。隨著軟件重要性的增加，軟件開發的規模不斷擴大以滿足新的需求。但是，開發者的數量很難增加，即使能夠增加，溝通成本也會隨著軟件的復雜程度呈指數型上升，人海戰術也難以應對。同時隨著軟件的多核異構的電子電氣架構的普及，各家供應商都有自己的硬件驅動設備，設備的兼容性也需要大量的人力去進行適配。開發工作量和開發時長也極大增加，給汽車軟件的開發帶來了極大的挑戰。

隨著軟件復雜度的增加，汽車代碼量呈指數型增長。沃爾沃汽車軟件質量專家Vard Antinyan撰寫了大量有關汽車軟件及系統復雜性的文章，文章中透露，截至2020年，沃爾沃擁有大約120種ECU，每一輛沃爾沃汽車的系統架構都由這些ECU組成，而這些ECU總共包含了1億行源代碼。未來，自動駕駛汽車的軟件代碼量可能將達到3億~5億行。汽車功能日益豐富的背后是愈發復雜的電控系統、車身系統、娛樂系統和電子電氣架構，這就導致車載軟件的故障率越來越高。根據國家市場監督總局缺陷產品管理中心發布的汽車召回公告統計結果顯示，2022年1月1日——6月30日，國內汽車市場共發起59批次召回通告，涉及32個品牌，共計254.6萬輛缺陷汽車被召回。在召回中，系統程序和軟件設計相關缺陷車輛多達123.7萬輛，涉及特斯拉、豐田、梅賽德斯-奔馳等品牌。

汽車制造商不僅必須要確保軟件能保障行駛安全，還要提供信息安全。2015年，安全研究人員遠程控制了2014年生產的Jeep Cherokee，為行業敲響了警鐘。如今，每個供應商和原始設備制造商都意識到網絡安全乏力的威脅。在過去的十年中，車輛內外的通信呈爆炸式增長。據估計，2008年，豪華汽車的ECU之間數據信號交換只有2500個。沃爾沃的Antinyan表示，如今沃爾沃汽車中的120個ECU連接了7000多個外部信號，而汽車內部交換的信號數量要高出兩個數量級。咨詢公司麥肯錫估計，這些信息每小時的數據量可輕松超過25GB。隨著過去十年間移動應用和基于云的服務爆炸式增長，車輛本身內置的電子設備越來越復雜，“潛在的攻擊面幾乎每天都在增加?！备鲊沧⒁獾搅诉@一點，并推出了多項汽車制造商需要貫徹的網絡安全義務。其中包括擁有經過認證的網絡安全管理系統（Cyber Security Management System，CSMS），該系統要求每個制造商“展示基于風險的管理框架，用于發現、分析和防范相關威脅、漏洞以及網絡攻擊。”

針對上述三個方面的問題，單個整車廠或者供應商的單打獨斗已經不足以應對這些挑戰，急需整合整個汽車產業鏈上下游的智慧，制定一套統一的復用性強、符合功能安全和信息安全的汽車軟件開發規范。

AUTOSAR，全稱Automotive Open System Architecture，即汽車開放系統架構，便應運而生。它是由全球各家汽車制造商、零部件供應商以及各種研究、服務機構共同參與的一種汽車電子系統的合作開發框架，并建立了一個開放的ECU標準軟件架構。

然而結合多核處理器，對于那些對運行時間沒有很高要求的功能函數來說，動態驅動系統就擁有許多的優點。例如，它更適合應用于以面向服務的功能函數，可以方便地進行軟件升級，為在線優化函數運行順序提供可能。針對這一需求，AUTOSAR聯盟提出了面向服務的架構（Service-Oriented-Architecture，SOA）——Adaptive AUTOSAR的解決方案。它既可以囊括動態驅動系統的優點，也為傳統的AUTOSAR提供了接口。