电子电器架构 - 什么是域控制器？

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在汽车应用中，域控制器是指控制与特定区域（或称域）相关的一组汽车功能的计算机。需要域控制器的功能域通常是计算密集的，连接到大量的输入/输出 （I/O）设备。相关域的示例包括主动安全、用户体验、车身和底盘。

当车辆朝着高级电子/电气架构发展时，第一步就是将功能集中到域控制器。

一个主动安全域控制器会接收来自车辆传感器的输入（例如雷达和摄像头），并使用这些输入创建周围环境的模型。然后，域控制器中的软件应用程序根据模型显示的环境制定 “策略和计划” 决策，确定车辆应该采取的行动。例如，软件可能将传感器发送的图像解读为行人即将进入前方道路，根据预先制定的策略，车辆会向驾驶员发出提醒或实施制动。

在用户体验领域，域控制器通常控制车舱体验的多个元素 例如，提供所需的软件和算力以便为用户运行信息娱乐系统、驾驶员仪表盘和其他汽车界面。这些界面越来越多地通过可重新配置的动态显示来实现，例如可提供导航、音频控制和温控功能的触摸屏。

在汽车应用中，域控制器（Domain Controller）的概念对于实现车辆功能的集中化、模块化和智能化至关重要。随着汽车向更高级别的电子/电气架构演进，域控制器成为了车辆设计中不可或缺的一部分。

1. 域控制器的定义

域控制器是一种高度集成的计算机系统，专门负责控制与特定车辆区域（或“域”）相关的功能。这些区域通常是计算密集型的，并且与大量的输入/输出（I/O）设备相连。通过将功能分配到不同的域控制器中，汽车制造商可以提高系统的模块化程度，降低复杂性，并加快开发速度。

 2. 常见的功能域

主动安全域：这个域控制器负责处理与车辆安全直接相关的功能。它接收来自车辆传感器的输入（如雷达、摄像头等），并使用这些输入来创建周围环境的模型。基于这个模型，软件应用程序可以制定决策，确定车辆应采取的行动。例如，在检测到行人即将进入前方道路时，主动安全域控制器可能会触发警报或自动制动系统。

用户体验域：这个域控制器主要负责管理车舱内的用户体验元素。它提供必要的软件和计算能力，以支持信息娱乐系统、驾驶员仪表盘和其他汽车界面的运行。随着技术的进步，这些界面变得越来越复杂和可重新配置。例如，触摸屏现在可以提供导航、音频控制和温度调节等多种功能。用户体验域控制器需要确保这些功能在实时性和可靠性方面达到高标准。

车身和底盘域：这个域控制器负责控制车辆的基本结构和动态性能。它管理着车辆的悬挂系统、制动系统、转向系统以及其他与车辆运动相关的组件。通过精确控制这些系统，车身和底盘域控制器可以提高车辆的操控性、舒适性和安全性。

3. 域控制器在高级电子/电气架构中的作用

随着汽车向更高级别的电子/电气架构发展，域控制器成为了实现功能集中化的关键步骤。通过将相关功能整合到单个域控制器中，汽车制造商可以降低系统的复杂性和成本，并提高可靠性和可维护性。此外，域控制器还可以实现不同功能域之间的信息共享和协同工作，从而提高车辆的整体性能。

在朝向软件定义汽车和集中化发展的道路上，域控制器是一个重要的里程碑。

以前通过各个电子控制单元（ECU）处理的功能可以整合或向上集成到域控制器。例如，以前雷达可能在一个独立的ECU中完成处理工作；然而，这些处理工作可以通过卫星架构方法转移给主动安全域控制器。

域控制器进一步辅以区域控制器区域控制器是车辆中用作配电和数据连接中心的节点。它们处理传感器、执行器和外围设备的I/O，将I/O从计算中抽离出来，并释放域控制器来专门负责执行更高级别功能的软件。

最终，域控制器将进一步整合为 “服务器化” 的控制器。从计算中抽离I/O并配备高速网络后，便可以将域控制器中的软件整合到更少的计算机上，进而在不同域间动态分配工作负载。这种集中化方法将进一步减少成本和空间，解锁新的功能（例如驾驶员离环自动化），而且更便于执行无线软件更新。

在朝向软件定义汽车和集中化发展的道路上，域控制器确实是一个重要的里程碑。随着技术的进步，汽车的功能逐渐由传统的硬件控制转向软件定义，而域控制器的引入正是这种转变的关键一环。

以前，汽车中的各个功能通常由不同的电子控制单元（ECU）分别处理。然而，随着功能复杂性的增加和软件定义汽车理念的兴起，将这些功能整合到域控制器中成为了可能。例如，雷达处理以前可能在独立的ECU中完成，但现在可以通过卫星架构方法将其集成到主动安全域控制器中。

域控制器的引入不仅提高了系统的集成度，还带来了诸多优势。首先，通过整合多个功能到单一的域控制器中，汽车制造商可以降低系统的复杂性和成本。其次，域控制器使得不同功能之间的信息共享和协同工作变得更加容易，从而提高了车辆的整体性能。此外，域控制器还有助于提高系统的可靠性和可维护性。

为了进一步提高系统的效率和可靠性，区域控制器被引入到车辆中。区域控制器作为车辆中的配电和数据连接中心，负责处理传感器、执行器和外围设备的I/O。通过将I/O从计算中抽离出来，区域控制器释放了域控制器，使其能够更专注于执行更高级别的软件功能。这种分工合作的方式不仅提高了系统的响应速度，还使得系统更加易于扩展和维护。

随着技术的进一步发展，域控制器将进一步整合为“服务器化”的控制器。这种集中化方法通过从计算中抽离I/O并配备高速网络，使得域控制器中的软件能够整合到更少的计算机上。这种整合不仅减少了成本和空间占用，还使得在不同域间动态分配工作负载成为可能。这种灵活性将进一步提高系统的效率和可靠性，并解锁新的功能，如驾驶员离环自动化。

这种集中化的方法还使得无线软件更新变得更加容易和高效。汽车制造商可以通过远程服务器向车辆发送更新，而无需将车辆送到服务中心。这不仅提高了用户体验，还降低了维护成本。

随着软件越来越与硬件分离，这种方法将得以实现。

通过这个分离过程，多域控制器可以改造为开放服务器平台。开放服务器平台使得OEM,获批第三方的开发人员能够构建创新的应用程序，并以前所未有的方式合作开发软件。随着车辆的自动驾驶级别越来越高并承担越来越多的驾驶任务，强大、集中而且故障后仍能运行的计算变得越来越重要。

预见到这种集中化趋势，率先在业内引入域控制器来执行这些任务。需要清楚开发更高级的驾驶功能所面临的挑战，对车辆大脑和神经系统的独有视角让供应商能够有效地预测未来的硬件和软件需求。