霾 霾 智能互联架构平台和网关的开发实践 胡朝峰 张海涛 （上海汽车集团股份有限公司乘用车公司，上海２０１８０４） 【摘要】 文章介绍了智能互联电子电器架构平台和网关的开发实践，并对现有电子电器架构平台及网 关的升级换代进行初步预测及探讨。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ＥＥ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ＆ｇａｔｅｗａｙ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ａｎｄ ａ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ＥＥ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ＆ｇａｔｅｗａｙ ｉｓ ｍａｄｅ． 【关键词】 汽车电子电器架构智能互联网关 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－４５５４．２０１７．０７．１１ 的汽车电气系统复杂性并平衡整体目标（成本、重 ０ 引言 伴随汽车产品从数字化向互联分享、互联控 制及互联智能的发展，电子电器架构平台及网关 经历着概念验证、项目导入、平台升级及换代的过 量、质量），是上层概念，站在全局的角度调配、评 估资源，并进行概要设计和整体把控。电子电器 架构开发遵循标准Ｖ模式正向开发流程：需求分 析、功能逻辑设计、软硬件架构（功能分配）、网络／ 线束拓扑和目标论证。电子电器架构为功能实现 和子系统开发提供电气集成环境，涵盖３个视图 ｌＯ个基础要素¨ ，见表１。 为满足日益增长的市场需求（技术趋势、功能 需求、行业动态），电子电器架构平台的发展经历 了４个阶段：关联式分布系统架构、联合式分布系 程。作为电子电器架构平台关键载体的网关开 发，包含软件质量过程、基于模型开发、实时控制 软件平台的提升推广。基于未来市场竞争和技术 发展的诉求，落实“轻量化、分享化、电动化、智能 化”要求，根据电子电器架构与网关域控制、嵌入 式软件平台的系统关系，对现有架构平台及网关 的升级换代进行初步预测及探讨。 统架构、联合式分布系统架构（升级）和综合式集 权域系统架构，逐步过渡到整车与云集权系统架 构，如图１所示。 关联式分布系统架构：传立式子系统，各 １ 电子电器架构概述 所谓的汽车电子电器架构开发就是在启动电 功能域弱连接，支撑汽车传统功能。 联合式分布系统架构：基础域控制器（电源模 式、网络管理、防火墙等）将整车各功能版块串起 来，支撑互联网汽车、ＡＤＡＳ功能。 联合式分布系统架构（升级）：区域强化域控制 器零件细节开发之前，在早期阶段对整体电子电 器系统基础进行设计和验证，用来管理不断增长 收稿日期：２０１７—０４—１２ 上海汽车２０１７．０７ ・５１・ 器（整车级基础策略、主动安全、ＨＭＩ等）将传统子 系统紧密链接起来，支撑互联网接入智能驾驶。 表ｌ 电子电器架构基础要素 功能视图 高速数据总线，将信息综合起来，支撑自动驾驶、 面向智能场景的综合控制。 当前，汽车电子电器架构平台正处于联合式 分布系统架构阶段，支撑第一代智能互联接入，通 过新技术升级，在现有车联系统和服务基础上，进 一项目 机械视图 电气视图 功能分解 物理分配 步丰富和完善用户体验，例如在线娱乐、互联服 （１）线束 路由及分 配 务推送、远程车辆状态监控、用车习惯分析、远程 静态控制（开门、锁门、发动机启动等）、语音控制 等。下一阶段，车载智能互联服务和功能将进一 步丰富，结合大数据情景智能应用，实现远程系统 自动更新服务、Ｖ２Ｘ环境感知和信息交互、云端计 算等。电子电器架构平台将从硬件分割过渡到场 （３）保险 丝和接地 线束路由及布置 （２）零部 件布置策 略 景分割，现有架构平台存在诸多发展瓶颈，为应对 智能互联的发展需求，首先需解决的是通讯传输 和车辆安全。 电源分配管理 分配 （４）能量管理 （５）电源模式管理 （６）网络通讯 （１）通讯传输带宽和实时鲁棒性。以ＣＡＮ总 线为主导的当前车载通讯无法满足日益增长的功 网络 （７）诊断 能需求，这些功能需要更高的带宽、更短延迟以及 更高可靠性和安全性，车载通讯将逐步过渡到具 有更高能力的通讯协议总线，例如以太网、ＣＡＮ— ＦＤ。以３Ｇ／４Ｇ为主导的车机网络互联也将逐步 迈向超高速网络通讯（据Ｇａｒｔｎｅｒ预测，５～１０年 内，５Ｇ技术将达到生产成熟期）。 功能分配／ 特征集成 （８）功能分配／ 特征集成 （９）整车平台化电子电器接口 控制器硬件／软件 （１０）控制器标准化 的基础软件 （２）车辆安全、功能安全和信息安全。现有功 能拓展和新功能的引入为智能互联汽车带来更好 用户体验的同时，也将车辆安全引入了汽车。电 综合式集权域系统架构：多重域控制器，配合 子电器架构平台为保障车辆功能交互安全正面临 关联式分布系统架构 联 ｊ 分布系统架构 ｌ 一联合式分布系统架构 （升级过渡） 台式集权域系统架构 蕾 里甲早甲 殳壁 ｌ … 善 望望 璺 薯 ８ 匿 ｆｏＣ，￣ ｉ 龉ｌ 动态重构分布式域控制器 干线以太网 平台化接口 重度数据融合 Ａｕｔｏｓａｒ 吣 ｕ 早早早一 ． 鞠 图１ 电子电器架构平台演变历程 ・５２・ 上海汽车２０１７．０７ 日益严格的要求，基于ＩＳＯ２６２６２全方位功能安全 开发和实施安全分层 防护。 ２ 网关开发实践 为了支撑智能互联电子电器架构平台的发 展，作为关键载体的网关，其发展演变从无到有， 从集成网关（过去），到网关（当前），再 到整车域网关（未来），如图２所示。其承担的功 能策略也随之发生演变，从网段问的数据转化传 递，到车载网络架构变型的载体，到整车级基础策 略控制，再到整车级策略集中控制、云端网关。网 关技术的演变也代表可支撑的汽车智能互联可发 挥的水准。 图２网关演变历程 新一代的网关，从传统的数据转换基础 上拓展到对整车级基础策略的控制，其承载的功 能策略大致如下：网络管理主控单元，主要用于不 同网段间的信号转换和传递，总线节点网络休眠 唤醒；网络架构变型的载体，适应不同车型配置网 络架构调整的需求；电源模式主控单元，用于整车 用电模式控制和模式管理；车辆状态管理者，用于 整车状态的管理。 车内外数据交换防火墙（诊断网关、ＯＢＤ保 护、诊断防火墙等）；电气接口的缓冲区，满足不 上海汽车２０１７．０７ 同配置和项目需求的零时解决方案，辅助整车其 他零件或子系统完成接口平台化。 网关系统功能参考ＩＳＯ ２６２６２ ＡＳＩＬ Ｂ等 级进行开发设计，其软件开发过程采用面向汽车 行业的流程评估模型ＡＳＰＩＣＥ，极大的保障网 关产品开发质量。为应对域网关和云端网关的调 整，网关将发展成为电子电器架构平台大脑中区， 承担更多的整车级关键策略和整车系统间的功能 调度，具备高速通讯接口、高集成度／高性能、低功 耗、符合功能安全、具备安防功能等。 ３ 下一代电子电器架构平台和网关 开发挑战 汽车电气系统的发展正处于一个ＶＵＣＡ（乌 卡）的时代，环境复杂多变，高新技术成群爆发，跨 界进入趋于活跃，由互联移动网及大数据技术的 发展而引起的一场汽车技术正在风起云涌， 下一代电子电器架构平台和网关开发面临如下挑 战：新技术与传统技术融合应用，例如Ｅｔｈｅｒｎｅｔ与 ＣＡＮ将并存，在传输性能和成本之间平衡，够用即 可；功能分配，进行域重构和功能重新分配；车辆 安全，从分布式系统架构到域集权架构，应对来自 功能安全和信息安全的挑战；云网关，车云技术发 展，如何更好地进行车与云的融合，进行功能扩 展、降本、质量和品质提升；域控制，下一代产品开 发，ＯＥＭ与其供应商在分工上的博弈。 相信在市场期望、技术发展和平台策略的驱 动下，电子电器平台和网关将迎来重大革新以应 对现有架构瓶颈，为未来智能互联系统提供电气 集成平台和环境。 参考文献 ［１］ Ｅｕｄｅ Ｃｅｚａｒ ｄｅ Ｏｌｉｖｅｉｒａ．Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ｎｅｔ－ ｗｏｒｋｓ ｏｆ Ｂ ｅｎｔｒｙ ｖｅｈｉｃｌｅｓ［Ｃ］．ＳＡＥ ２００７一叭一２９５８，２００７． ［２］ Ｖａｒｕｎ Ｍ．Ｎａｖａｌｅ，Ｋｙｌｅ Ｗｉｌｌｉａｍｓ．Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｅ／Ｅ Ａｒ－ ｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＳＡＥ ２０１５—０１—０１９６，２０１５（１）． ・５３・
