集中式架构-多集中算集中？

关于未来电子电气架构的发展趋势，目前普遍认可的方向是走向所谓的集中式架构，也就是所有的控制都集中在一个所谓的车载计算机内——由这个计算机控制车辆上的所有功能。我们先不对这个“美好的理想”进行评判，先来看看所谓的“集中式架构”究竟是什么，以及为什么。

回顾整个EEA发展的历史，随着车辆中电子电气相关功能和部件的不断增加，车上的电子电气系统不断地变得越来越复杂。（注：侯哥对于电子电气系统的定义：车辆内所有消耗、存储和传输电能的部件的集合。包括但不限于：控制器、传感器、执行器、线束、蓄电池、发电机等部件）。与此同时，芯片技术、软件技术也在不断发展，芯片的处理能力越来越强、存储空间也越来越大，软件的各种工具、架构形式、标准和流程等也不断发展，于是，至少在理论上——在车内放置一个控制所有功能的计算机是可能的。

然而，关于这个计算机究竟应该承担什么样的功能，却是各有各的见解。下面讨论2种常见的关于什么是集中式架构的的观点。

1. 物理集中

也就是车上只有一个计算机，所有的控制器都被这个计算机合并了。

让我们先假设这种说法是合理的，那么问题来了。车上的各种执行器和传感器就只能接到这一个计算机上了。于是，这个强大的计算机就可能要有能力接入几百上千根粗细不同的线缆，而且还有着巨大的发热量。也就是把原来几十个控制器需要接入的线束以及发热量都集中在一处。

先不考虑发热问题，单单想想这上千根线束怎么从车内的一个位置连接到全车各处就足够让人抓狂了。不但线束的重量和长度增加了，整车的布置工程师和线束3D工程师也一定会先吐血而亡的。而且，车内是否可以找到一个合适的地方来布置这么大的计算机还尚未可知。

另一方面，这个计算机究竟要使用什么样的芯片呢？不但算力超强，而且还要有海量的I/O资源。如果我是芯片厂商，我肯定不愿意设计一个这么大的芯片，因为每个OEM的车上的配置都不一样，而且差异巨大。我投入那么多的钱做这么一个芯片卖给谁去啊！另外，芯片越复杂，良品率就越低，成本也就越高。而且I/O资源与车辆的配置相关性非常高，通用性也就非常差。因此，现在的芯片大都是针对某一类功能进行设计的。

如果真的做物理的终极集中，那么，这个计算机一定是类似我们的PC机一样，有一个通用的处理器，然后外围要配上显卡、声卡等各种外设板卡才行的。处理器及每个卡里面的软件谁来负责？谁有能力做全车的软件呢？

这种计算机就如同下面的军刀一样，看似啥功能都有，但无法携带，也无法使用了。

2. 逻辑集中

也可以称为算力集中或控制集中。也即将整车的各种控制功能都放到一个控制器或计算机中，统一控制各个功能和系统的计算和存储资源。同时，很多传统的控制器仍然存在，只不过这些控制器变成了提线木偶——也就是无脑状态——仅承担简单的硬件接入和驱动功能，不再有自己的控制逻辑了。于是，软件的开发就只集中在计算机上，其他ECU的软件将变得非常简单

举个例子：用户按了一个关窗的按键，这个按键的信号被一个ECU处理后辗转送到了中央计算机，计算机手段后进行逻辑处理，然后发送指令给相关的ECU，让它们驱动相关的电机，从而完成了关窗的动作。但这个链路很长，有可能有时延问题，如果过程中发生了电机堵转或者需要启动防夹功能，则这种冗长的链路就会显得力不从心了。因为防夹功能的实现需要实时采集大量的数据并通过一定的算法处理后才能实现，即使是十毫秒级别的延迟也可能会让防夹出现错误。因此，这类功能一定要就近执行——也就是在直接控制电机的ECU上执行。类似的例子还有ESP、发动机的电喷和三电系统中的很多控制等。因此，上述的集中控制也没有办法真正实现。

实际的架构发展趋势会是怎样的呢？

尽管理想中的物理集中和逻辑集中都是不可实现的，但这不等于这两个方向就是绝对错误的。

首先，两种集中方向都有一定的可取之处，比如减少控制器和线束的数量、降低硬件成本、协同控制、计算资源共享，多域之间的通信实时性增加等。其次，如果OEM有能力自己承担大量的软件开发，就能够简化供应链，减少对供应商的依赖，从而形成一定的差异化等。

目前实际的架构也是在朝着这两个方向发展的，只不过距离某些人描绘的乌托邦式的架构有点远。正如柏拉图在《理想国》中描述的场景只可能存在于想象之中一样，绝对的集中式架构现在是不存在的，未来也一定不会出现。

EEA架构当前的发展趋势可以总结为以下的四化：

控制集中化：在一定程度上将一些离散的功能集中到某几个域控制器中

接入区域化：区域控制器的出现简化了线束的布置，并且实实在在的减少了线束和控制器的数量，从而降低了成本。

体验智能化：新增的功能大都是为了实现某些智能化的体验，无论是座舱、智能驾驶还是其他的传统功能的提升。

开发数字化：因为软件量上升，而且系统越来越复杂，传统的基于文本的设计方式已经完全无法应对当前的复杂性和快速迭代的要求，基于模型的数字化开发已经刻不容缓。

那，现实版集中式的解决方案是什么？

根据当前业内的实践来看，绝对的集中式解决方案是不存在的。但部分功能领域的集中，以及区域的集中一直都在进行着。

在域控制器还没有流行前，车身电子的集中就在不断地展开了。从BCM出现开始，BCM中集中的功能越来越多。灯光、雨刮、门锁、射频接收、胎压监测、防盗、网关……等等一系列功能不断地被集成，从某种意义上而言，BCM就是早期的车身域控制器。对于豪华车而言，由于车内的配置高，一个BCM可能无法覆盖所有的功能，于是很多车开始配置两个BCM，外加多个特定的控制器，如：PEPS、空调控制器、门控制器、尾门控制器、灯光控制器、座椅控制器等。当控制器的数量多了起来之后，有些OEM和供应商一起就开始了集成的工作，比如将上述控制器集成一个BDC（Body Domain Controller），但是这样的BDC的PIN脚数量可能达到400个以上，而且软件开发工作量巨大，于是，很多新的解决方案又出来了。比如IBCM（集成式BCM）将BCM与PEPS合在一起，配合门控制器就可以满足大部分的普通车辆的需求，而且可以灵活拓展。

近些年，Model 3的架构提出了区域控制器的概念。基于Model 3的车辆电子配置低的特点，将一些小的控制器集中在了几个区域控制器中，并将多媒体功能和智驾功能放到了一个盒子中。从此以后，集中式控制、区域控制的概念被炒得火热，引来了一众信徒疯狂炒作，再加之互联网造车新势力的“崛起”，为了销量通过各种渠道炒作电子电气架构的概念，仿佛不集中不区域就是落后。由于无论是集中还是区域都没有严格的标准，所以就出现了现在这种集中式架构泛滥成灾的现状。

集中式的方案从芯片的角度看，有3种主要的风格 ↓

一是单芯片（One chip）方案，也就是用一个强大的芯片来集成多个域的功能。比如现在很火的高通8295，现在有一些厂家在用它来实现舱驾融合的方案。将座舱和L2的智驾功能做到一个芯片上，通过Hypervisor来实现操作系统的分区。又或者有人在讨论使用英伟达的Thor来实现所谓的全域融合。

二是同一个PCB板上（One Board）使用多个芯片。

三是将多个PCB被放到一个盒子中（One Box），每个PCB上都有自己的主芯片

如果从集中的功能角度来看，则还有舱驾一体、行泊一体、舱泊一体等。

一不小心又写了三千多字，为了不给各位看官增添过多的压力，还是先总结一下：

无论如何，架构是为了车服务的，是车辆实现功能和性能的重要组成部分。而车毕竟是一种商品，架构的先进不等于车卖的好，大家看看销量遥遥领先的那些品牌就知道了。为了集中而集中，就如同为了吃饭而活着一样，都是舍本逐末。但无论是企业还是个人，都应该保持对新事物的好奇心，要适当持续关注。只不过，不是所有的新事物都是有生命力的。

最后，送给大家一句莎士比亚在《亨利四世》中的名言“Uneasy lies the head that wears a crown.” 欲戴其冠必承其重。