EEA架构

概念

EEA（Electrical/Electronic Architecture）是一个综合性的概念，它涉及汽车电子电气系统的设计和整合。EEA是汽车上电气部件之间的相互关系，以及包含所有电气部件和电气系统所承载的逻辑功能的组织结构。它是系统的组织结构表现，体现了物理功能和信息功能之间的关联及其分配原则。以下是关于EEA的详细解释：
历史和发展：EEA最初由德尔福公司提出，作为一个整车电子电气解决方案的概念，包括了车辆的电子电气系统原理设计、中央电器盒设计、连接器设计以及电子电气分配系统等方面。
概念含义：EEA旨在将动力总成、驱动信息、娱乐信息等车身信息转化为实际的电源分配物理布局、信号网络、数据网络、诊断、容错和能量管理等电子电气解决方案。
与其他领域的联系：虽然EEA最初起源于汽车行业，但它也被应用于其他领域，如IT行业。在这个背景下，EEA被理解为按照整车各功能域类型划分的集成多个功能ECU的控制体系。
标准的定义：在电气与电子工程协会制定的IEEE Std1471-2000《软件密集型系统的架构描述推荐实践》标准中，"架构"被定义为系统的组织结构表现，是物理功能和信息功能之间关联及其分配原则的体现。

为什么要做EEA

车辆上电子电气系统已经由简单的点火、灯光、雨刮、喇叭、车速指示、燃油指示、各类指示灯以及收音机，演变为由超过60个控制器通过CAN总线以及其它总线，如车载以太网、FlexRay、MOST和LIN等相互通信从而满足车辆安全性、舒适性、动力性需求的功能集合。
EEA是整车层面电子电气相关需求的继承及扩展，确保工程开发满足整车层面的需求；
前期好的EEA规划，能够实现降低成本，增强产品的竞争力；
EEA会前期定义好软硬件接口，从而避免在系统开发设计过程中出现系统之间不匹配的问题；
EEA能够是实现平台化、模块化的基础，保证技术方案的一致性，避免重复的开发及验证，缩短开发周期，降低成本。

建立一个系统的E/E平台，能够满足未来各种车型的开发，而又不大量增加开发成本降低成本缩短开发稳定可靠扩充拓展E/E平台收益
模块化设计方法：重复利用HW / SW模块、接口，测试和工具等资源
降低平台车型的开发时间和成本
建立多车型共用的EE平台数据（规模化、兼容性、可扩展性、可靠性）
平台生命周期（5年）
满足市场销售目标
成本与重量优化

EEA的主要支撑技术

1.车载以太网：在车载以太网概念出现之前，我们知道汽车内已经有不同的总线标准在应用，包括CAN、LIN、FlexRay、MOST等；那为什么还需要车载以太网呢？主要还是因为车载以太网在面向未来应用的低成本、高带宽、低延迟等特性。
2. 仿真技术：依赖于V流程，有整车级、系统级、软硬件等多种层级的仿真，针对于具体应用包括新能源、智能驾驶等领域的仿真，主要优点是可以缩短产品开发流程、降低开发成本。
3. 信息安全：在EEA中，当车与外界互联时，涉及到信息安全。在第一、二代EEA中，广播收音系统、胎压监测系统、汽车安全门禁系统等都涉及到信息安全；未来EEA中，面向5G的LTE V2X，基于以太网的DOIP等与外界频繁交互的功能及相关产品需要考虑信息安全。
4. 功能安全：现在讲功能安全的车厂和零部件公司很多，但始终不要忘记，功能安全是正向开发的，一个优秀的EEA，会将功能安全需求合理的分配给相应的零部件。
5. 网络设计：根据EEA要求，设计网络节点、点与点的通信方式、传输速率等。
6. 诊断设计：根据EEA要求，参考相关诊断标准，完成ECU级别的诊断设计。
7. 电气设计：主要指线束设计，作为汽车内部的神经血管，未来EEA中对于线束设计的要求方向是：轻量化、缩短整车线束长度；电气设计还包括整车的电源分配、EMC设计等。
8. 硬件设计：EEA，需要通过硬件来实现落地。未来架构中，域控制器/中央计算平台会随着MCU/MPU的性能提升而不断提升，而每个域下的传感器和执行器会逐步走向标准化。
9. 基础软件设计：每个ECU的基础软件会走向标准化，即满足Classic AUTOSAR和Adaptive AUTOSAR。
10. 应用软件设计：基于模型的应用层软件开发将会是未来的发展趋势，而未来的EEA将是基于服务的，类似于手机APP,可实现软硬分离，车厂可以根据用户的需求快速开发应用软件。

域控制器架构

以域控制器为处理核心，融合各ECU的功能，并努力集中到少数几个域控制器上。这里的域控制器(DCU, Domain Control Unit)是根据功能来划分的。在Centralization/集中化阶段，整车分为信息娱乐域，自动驾驶域，动力总成域，底盘域，车身域等5个主要的功能域，每个域由一个域控制器来实现域内ECU的功能。在这种EEA架构下，需要有一个中央网关来连接各域控制器。通过以太网，这些域控制器相互之间可以实现通信。

随着域控制器的进一步发展，进入了跨域融合的时代。这时部分域控制器会实现合并，5个域彼此重组融合，最后形成了3个域：智能驾驶域，智能座舱域，车辆控制域。

其中，车辆控制域基本将原动力域、底盘域和车身域等传统车辆域进行了整合；智能驾驶域和智能座舱域则专注实现汽车的智能化和网联化。涉及的零部件主要有4类，车控域控制器（VDC，Vehicle Domain Controller）、智能驾驶域控制器（ADC，ADAS\AD Domain Controller）、智能座舱域控制器（CDC，Cockpit Domain Controller）以及中央网关，其中：

VDC作为Private DCU，负责整车控制，实时性安全性要求高；

ADC作为Public DCU，负责自动驾驶相关感知、规划、决策相关功能的实现；

CDC作为Public DCU，负责人机交互和智能座舱相关功能的实现；

这时，各ECU将降低成为执行器和传感器，失去了独立决策的能力。作为执行器，它们接收来自域控制器的命令，做出反馈动作。作为传感器，它们采集各种内外部信息，传递到域控制器的感知系统。

注意，对于ECU的功能变迁，只是一种高层级的描述。在实际应用中，由于汽车控制的要求与供应链的要求，涉及到车辆运动系统的变动，例如转向，安全防护等，还不能完全脱离传统ECU的功能定义。