车用计算机再进化 Domain Controller及Centralized架构各有所长

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随著汽车导入ADAS、甚至自驾等复杂功能,车用计算机设计亦需符合此需求,为让车子所接收到的讯息能得到最佳化的处理及运算,汽车业者提出来的车用计算机架构包含网域控制器(Domain Controller)及集中式(Centralized)型式。

过去汽车功能较为简单,故电子控制单元(ECU)可视为车载计算机一环,每台车搭载约70个ECU,透过车内联网及中央网关(Central Gateway)连接及传递各ECU数据。其运行方式为,例如当超声波雷达侦测到车尾与墙壁之间距离,会将此数据传递至Central Gateway,再由驾驶人思考、操作,进而将操作动作透过以太网络、作车身控制。

由上述可知,Central Gateway的角色及功能亦较简单,主要是作为信息传送、数据转换的通道,但不作信息处理。

现汽车朝向ADAS发展、功能愈来愈复杂,车厂正开发的车用计算机架构为Domain Controller型式,此架构跟前述Central Gateway不同处在于,是将原先共约70个ECU(功能复杂者甚至多达100个)、让功能相近者集成至某个Domain Controller下,换句话说,单台车内含约4~6个Domain Controller,再去管理各功能相近的ECU。

此架构中,一台车内含ADAS、车载娱乐、车身控制、动力传动等数个Domain Controller,其上方会有中央计算机,但中央计算机功能较不强大,因所有的数据已在Domain Controller(可视为副计算机)端做好处理。

以ADAS为例,当传感器收集外界讯息后,就会在该Domain Controller作好数据处理(如360度环景影像贴合),处理后的数据会传送至中央计算机,再传递至车身系统端作下一步动作。

Domain Controller架构现虽处在初期发展阶段,但未来数年新车导入量将愈来愈多。主要开发业者为Tier 1厂商,如Delphi即是。

未来迈向高度自动驾驶时代,车用计算机设计将朝向集中式、具备更强大功能(Powerful Function)等方向发展,或有人称之为「AI超级计算机」,科技背景公司较主张此做法,如Waymo、NVIDIA等即是。

超级计算机负责车子所有的管理及决策,也就是将前述提的Domain Controller的功能弱化,并强化车用主计算机(即超级计算机)的功能;另,所有数据及资料不需预先做处理,直接汇集至超级计算机做资料的分析、判断及决策。

超级计算机好处是车内联网用的传输线路减少、车内空间变大等;缺点是因超级计算机直接联结约100个ECU,当其中一个ECU损坏,会影响到整个车子的运行,此解决方式是当车子遇到某功能失效时(如传感器失效),能自动开至路边暂停。

超级计算机因系统最为复杂,未来需更多时间发展方能达成,此亦与Business Model有关,例如Level 4(含)以上高度自驾车及科技业者将优先导入此架构;相对的,若是ADAS车款,或Tier 1业者欲先做好某个Level的ADAS、再将功能往上增加,Domain Controller则将是主要开发架构,也是未来数年较易实现部分。

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