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            博客專欄

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            蔚來開發(fā)中的下一代電子電氣架構(gòu)

            發(fā)布人:電子資料庫 時間:2022-08-21 來源:工程師 發(fā)布文章

            本文轉(zhuǎn)載自朱玉龍的微信公眾號:汽車電子設計。

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            最近蔚來做了一份《NIO區(qū)域控制器架構(gòu)與多控制器軟件融合的思考》,這也是未來第一次在技術論壇上透露自己的下一代電子電氣架構(gòu)。蔚來汽車升級EEA架構(gòu)主要的目的,是跟上目前智能汽車迭代的浪潮,實現(xiàn)軟件復用、快速迭代、快速靈活部署、軟件平臺化、代碼高內(nèi)聚低耦合。


            嚴格來看,大部分車輛的高智能化,是為了實現(xiàn)硬件系統(tǒng)平臺具備能收取軟件費用,不斷把車輛硬件價格平臺化,往價格往下走,但是可以讓消費者選擇是否購買增值的新軟件。

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            ▲圖1.蔚來汽車的總體架構(gòu)

            Part 1

            蔚來汽車規(guī)劃中的下一代電子電氣架構(gòu)

            與全球大部分整車企業(yè)一樣,蔚來汽車的工程師的選擇也是如出一轍的區(qū)域控制器架構(gòu),整個EEA系統(tǒng)由汽車中央計算單元、區(qū)域控制器,通過車載高速以太網(wǎng)進行連接,構(gòu)建一套自適應和自學習系統(tǒng),可以支持廣泛的智能互聯(lián)功能。

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            ▲圖2.蔚來汽車的下一代區(qū)域架構(gòu)

            這種EEA架構(gòu)通過環(huán)形拓撲,可以支持Fail Operation的冗余系統(tǒng),有著很好的擴展性。蔚來的中央計算單元在性能上擁有1000TOPS以上的算力,主頻大于1GHz,這個給出的信息可能是現(xiàn)有的Adam的超算平臺,主控是英偉達的Orin芯片。

            備注:這下一代系統(tǒng)至少也得在2023年底,2024年初出來,是否可以過渡到下一代平臺不清楚。

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            ▲圖3.英偉達的SoC芯片

            目前蔚來的Aquila系統(tǒng),主要聚焦于自動輔助駕駛,由四個DRIVE Orin系統(tǒng)級芯片(SoC)構(gòu)成,具有超過1000 TOPS的算力,兩個Orin芯片負責處理車輛傳感器的感知數(shù)據(jù)和自動輔助駕駛決策,一個Orin作為備份,實現(xiàn)功能安全,還有一個Orin支持本地訓練,通過車隊學習來改進。到了Atlan平臺,可能就整合座艙的系統(tǒng)了。

            蔚來的區(qū)域控制器主要功能是:

            分布式邊緣計算框架

            車控仲裁中心:實現(xiàn)不同優(yōu)先級的服務判斷,實現(xiàn)一定的信息安全處理

            面向SOA服務通信的信息通信網(wǎng)絡

            區(qū)域集中式數(shù)據(jù)中心:通過以太網(wǎng)和CAN、LIN網(wǎng)絡來分發(fā)數(shù)據(jù)

            整車配電樞紐:這里會有很多E-fuse來配合分電

            獲取智能傳感器的數(shù)據(jù)和控制智能執(zhí)行器的行為

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            ▲圖4.SOA基本是個分界線

            實現(xiàn)智能汽車的基礎,是實現(xiàn)平臺化、高內(nèi)聚低耦合、高重用性、靈活部署的特性,汽車軟件一定是面向服務的架構(gòu)、廣泛的采用中間件。汽車軟件的開發(fā)調(diào)整,是對現(xiàn)有的軟件架構(gòu)進行重構(gòu),引入遠程調(diào)用方式(RPC)

            Part 2

            區(qū)域控制器基礎軟件的挑戰(zhàn)

            實現(xiàn)跨域功能融合、跨域功能隔離,需要實現(xiàn)多核部署,對各種不同功能安全系統(tǒng)的功能進行隔離,比如轉(zhuǎn)向、底盤、動力總成的扭矩控制等。

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            ▲圖5.汽車中央汽車平臺帶來的融合挑戰(zhàn)

            蔚來汽車在區(qū)域控制器上采用AMP多核架構(gòu),AMP模式的RTOS在各個CPU上均運行一個操作系統(tǒng)。

            優(yōu)點:不需要MMU、運行開銷小,支持裸機系統(tǒng)、硬件資源靜態(tài)分配、支持異構(gòu)和不同功能安全等級的系統(tǒng)融合。

            挑戰(zhàn):多核任務的負載均衡、穩(wěn)定的多核通信機制、啟動順序帶來的同步和安全問題,更復雜的功能安全考慮等。

            這套架構(gòu)還需要一個產(chǎn)品周期來迭代和試驗,我們也可以對比小鵬的G9的軟件和架構(gòu)的完成度。

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            ▲圖6.蔚來汽車使用的AMP模式

            小結(jié):2023年是新勢力車企和傳統(tǒng)主機廠導入新型EEA架構(gòu)和SOA的時間節(jié)點,先進架構(gòu)到底能否以成熟的軟件來支撐,這是目前最大的挑戰(zhàn)。


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            linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)


            關鍵詞: 蔚來 汽車電子

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