蔚來下一代電子電氣架構(gòu)技術(shù)原理解析

這兩年，各個主機廠紛紛在技術(shù)日等大型場合發(fā)布自家的下一代電子電氣架構(gòu)，比如小鵬的X-EEA3.0中央計算平臺+區(qū)域控制架構(gòu)、理想的LEEA4.0區(qū)域架構(gòu)、廣汽埃安的中央計算平臺架構(gòu)——星靈架構(gòu)、長城的計算平臺架構(gòu)GEEP3.0、大眾的三域架構(gòu)等。

圖1?上汽、廣汽、長城的中央計算平臺架構(gòu)(來源網(wǎng)絡) 蔚來的下一代電子電氣架構(gòu) 與其他主機廠一樣，EEA更新的目的就是為了解軟硬件不通用、軟件不可迭代、應用功能固等問題，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。

圖2 架構(gòu)更新的關(guān)鍵點 下一代的電子電氣架構(gòu)中，蔚來的選擇是區(qū)域控制器架構(gòu)，整個系統(tǒng)由中央計算單元、區(qū)域控制器和高速以太網(wǎng)構(gòu)建基本骨架，通過三者的協(xié)同，構(gòu)建自適應、自學習系統(tǒng)，并且提供廣泛的智能互聯(lián)功能。 如下圖所示，環(huán)形拓撲，支持Fail-operational的雙冗余系統(tǒng)，具有良好擴展性。

圖3 蔚來的下一代電子電氣架構(gòu) 其中中央計算單元在性能上擁有1000TOPS以上的算力，主頻大于1GHz。結(jié)合之前英偉達的官網(wǎng)信息，中央計算單元的主控是英偉達的Orin芯片，而且是由現(xiàn)有的Adam超算平臺迭代過來的。

圖4 英偉達官方平臺信息 因為在最新的ES7上將搭載蔚來的Aquila 蔚來超感系統(tǒng)。該系統(tǒng)中有一個Adam超算平臺。該平臺的由四個 DRIVE Orin 系統(tǒng)級芯片（SoC）構(gòu)成，所提供的超過 1000 TOPS 的算力，前兩個系統(tǒng)級芯片負責處理車輛傳感器組每秒產(chǎn)生的 8 千兆字節(jié)數(shù)據(jù)。第三個 Orin 作為備份，確保系統(tǒng)能夠在任何情況下安全運行。第四個 Orin 支持本地訓練，通過車隊學習改進車輛并根據(jù)個人用戶的喜好實現(xiàn)駕駛體驗的個性化。

圖5?蔚來的adam超算平臺 Adam超算平臺可以驅(qū)動各種智能功能并留出足夠的裕量用于在未來通過 OTA 增加新功能。 對于區(qū)域控制器而言，其是一個支持中央計算平臺的汽車小腦系統(tǒng)，其功能是：

分布式邊緣計算框架；

車控仲裁中心；

面向服務通信的信息通信網(wǎng)絡；

區(qū)域集中式數(shù)據(jù)中心；

整車配電樞紐；

獲取智能傳感器的數(shù)據(jù)和控制智能執(zhí)行器的行為；

為了實現(xiàn)上述的功能，以及實現(xiàn)上面提到的平臺化、高內(nèi)聚低耦合、高重用性、靈活部署的特性，軟件必須是面向服務的架構(gòu)、廣泛的采用中間件(SOME/IP、DDS等)。 這就需要對現(xiàn)有的軟件架構(gòu)進行重構(gòu)，首先是引入遠程調(diào)用方式(RPC)，這也是SOA思想的核心，第二需要對傳統(tǒng)常用的是本地調(diào)用方式(LPC)進行重構(gòu)(這種方式是函數(shù)的本地調(diào)用、沒有統(tǒng)一的機制和標準),比如統(tǒng)一RPC與LPC的接口，讓LPC模擬Method、Request/Responce、Fire/Forget、Event等通信方式，實現(xiàn)服務對下層無感調(diào)用。 另外由于區(qū)域控制器的資源有限，為了實現(xiàn)跨域功能融合、跨域功能隔離。蔚來的方法是在區(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)實例，這些操作實例不一定完全相同。

圖6 AMP模式 這樣方式具有不需要MMU、運行開銷小，支持不同功能安全等級的系統(tǒng)融合的特性，但是也帶來了一些挑戰(zhàn)，比如核心的負載沒有統(tǒng)一的管理、多核通信機制開銷、不同核心之間的啟動時序難以管理等。這種工程技術(shù)問題隨著經(jīng)驗和時間的積累，肯定是沒問題的，況且蔚來已有自研域控制的經(jīng)驗積累，

圖7 蔚來ES8上自研底盤域控制器 正如之前所說，不管是新勢力還是傳統(tǒng)主機廠，這兩年都紛紛對自家的EEA架構(gòu)進行大刀闊斧的革新，都瞄準中央計算單元架構(gòu)而去，基本明后年都可以落地到量產(chǎn)車型上，從架構(gòu)理念的先進性，以及主要控制器的主控芯片的先進性來說，都是可圈可點的。 但是先進架構(gòu)的掌控能力，性能釋放的能力，以及軟件功底才是對各家主機廠的真正考驗，并且僅僅是開始，對架構(gòu)的掌控以及運用需要不斷地摸索、磨合、迭代。這才是各主機廠下階段的重中之重。

編輯：黃飛

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