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佐思汽研发布《2024年智能汽车E/E架构及对供应链影响研究报告》。
中央/准中央+区域架构已成为OEM主机厂降本利器
在本报告中，佐思汽研将OEM车企E/E架构分为五个类型：
中央计算+区域架构：整车级OS，采用区域控制器（智能配电、区域服务化），可以支持一个计算中心，单盒多芯或单盒单芯，实现座舱、智驾、车控等多域合一。
据佐思汽研统计，2024年上半年，域融合架构乘用车销量77.9万辆，占比7.9%；准中央+区域架构乘用车销量33.6万辆，占比3.4%；中央+区域架构乘用车销量6.7万辆，占比0.7%。
由于区域架构带来的巨大成本优势，以及整车空间设计优势，预计到2027年，“准中央+区域”架构渗透率将达到16.3%，中央+区域架构渗透率将达到14.3%。
2023-2027年E/E架构演进趋势预测
来源：佐思汽研《2024年智能汽车E/E架构及对供应链影响研究报告》
以吉利汽车为例来看，其2024H1电气化率达到34.2%，域集中架构渗透率达到25.4%。
吉利汽车E/E架构部署进展（列举部分车型）
来源：佐思汽研《2024年智能汽车E/E架构及对供应链影响研究报告》
2024年8月，吉利银河E5 首发量产搭载了 GEEA 3.0电子电气架构：
电驱动系统实现“十一合一”： VCU （整车控制器） 、MCU （电机控制单元） 、HBMS（高压电池管理系统）、LBMS （低压电池管理系统） 、OBC （车载充电机）、DCDC （电源转换器）、PDU （高压配电系统） 、Motor（驱动电机）、Reducer（减速器）、GWRC（驱动防滑控制技术）和TMS（热管理系统）
得益于准中央+区控架构带来的整车线束布置、减重、降本等优势，银河E5将 “67.2%超大得房率” 作为同级别纯电A级SUV的主推卖点之一，同时将补贴后的限时优惠价打到10.98万-14.58万价格区间，预计将对A级纯电SUV市场带来巨大影响。
吉利下一步将推动更多车型搭载GEEA 3.0电子电气架构，同时进一步推动整车级OS上车，形成真正的中央计算+区域架构平台。
此外，搭载了中央+区域架构的的零跑汽车也迎来销量大涨，零跑目前在售的主力车型C16、C10、C11、C01已全部搭载了最新的LEAP3.0“四叶草” 中央+区域架构，2024年8月零跑汽车销量达到30305台，同比增长超113%。
基于LEAP3.0“四叶草” 中央+区域架构， 实现四域合一，ECU 大量减少，相比LEAP2.0域集中式架构，汽车控制器从 42 个减少至 28 个，整车线束也被缩短到了低于1.5 km 的长度内，重量减轻到 23 kg，在降本、增加空间布置的同时，实现了功能配置提升，价格相较于旧款还有所降低。
零跑汽车“四叶草” 中央+区域架构
可以看到，无论是零跑C系列、吉利银河E5、智己L6，还是即将交付的岚图知音等，中央/准中央+区域架构已成为各大主机厂的降本利器。
E/E架构革新方向：除SoC计算芯片外，众多零散ECU集成设计，引入中央跨域SoC (MCU)，加快供应链整合，实现降本
传统的分布式架构中每辆汽车上的ECU可高达100多个，功能域架构已经实现了部分ECU整合，在最终中央计算+Zonal架构下，区域控制器ZCU和中央计算平台HPC将整合整车大部分ECU。
ECU在汽车上的分布
来源：瑞萨电子
ZCU（区域控制器）的硬件设计理念，就是主控制器MCU把小控制器ECU统统吃掉，融合成一个超大控制器，实现由一块PCBA对不同区域功能的控制。因此，在Zonal架构下，ECU的数量大幅减少，减少的ECU部分并入区域控制器ZCU中，有些则会把控制功能上传至中央处理单元HPC来实现，而自身则转变为一个智能传感器或者智能执行器。
ZCU可以减少ECU的使用，大大降低线束成本，并减轻重量和通信接口，节省空间并实现更高的计算能力利用率。目前，大多数OEM已计划在其下一代多域计算架构中使用2至4个ZCU来集成整车大部分的ECU功能，减少ECU的数量。
部分OEM主机厂ECU集成设计思路
来源：佐思汽研《2024年智能汽车E/E架构及对供应链影响研究报告》
随着大部分的ECU功能集成于中央处理单元HPC、区域控制器ZCU中，微控制器处理单元也迎来升级，高性能MCU（SoC）迎来大规模应用。
除了被广泛应用的NXP S32G2/G3系列、瑞萨R-Car S3/S4系列、TI DRA系列、芯驰G9H等芯片外，NXP性能强大的5nm MCU（SoC），芯驰ZCU旗舰芯片E3650等也备受关注。
NXP全球首款5纳米汽车MCU（SoC）
2024年3月底，NXP正式推出了全球首款5纳米汽车MCU，不过NXP并未称其为MCU，而是叫S32N55 Vehicle Super-Integration Processor，实际上是一颗SoC，其特点包括：
实现多个ECU功能集成，集成了车辆动态控制、车身、舒适、中央网关。以电机控制为例，S32N55有Automotive Math and Motor Control Library (AMMCLib)算子库，支持AUTOSAR和小型实时操作系统如Zephyr，支持AUTOSAR MCAL实时驱动RTD，支持Type1型虚拟机，支持平台内通讯协议栈IPCF，支持Safety Software Framework (SAF) 和Structural Core Self-Test (SCST)。
芯驰科技ZCU旗舰芯片产品E3650
该产品采用了最新ARM Cortex R52+高性能锁步多核集群，支持虚拟化，非易失存储器（NVM）高达16MB，具备大容量SRAM，有丰富的可用外设资源，可以支撑更高集成度、更宽配置的整车电子电气架构实现。
E/E架构革新方向：从分散操作系统，走向整车级OS，整车OS是实现中央计算的关键
整车操作系统即整车OS，面向中央计算平台，基于SOA架构，能够将车内各个不同域（座舱、智驾、车控等）的功能全部集成在一个平台系统上，从而提供同一套编程接口的整车级平台，是所有车辆域软件和服务的开发运行平台。
零跑汽车整车OS：软硬解耦，SOA软件架构，多系统软件融合。
Leapmotor OS车机系统：基于QNX Hypervisor实现QNX（仪表）+Android（IVI系统）；
网关等：Linux系统 ；
通信中间件：DDS分布式通信中间件+Mailbox通信总线；
SOA架构：四叶草SOA软件设计架构，200+接口自定义场景应用开放，500+接口预留，场景码可分享，释放想象力超级无感式OTA：座舱8秒内升级完成（7秒检测环境，1秒切换系统）。
蔚来全栈自研整车OS——SkyOS
SkyOS-L：首个实现AutoSAR的国产替代并规模化商用的实时操作系统。SkyOS-L系统相比AUTOSAR，在实时周期性信号送达率快30-40%；
SkyOS-M：是微内核架构，运行在中央大脑中，主要控制车身、底盘、悬架等，内核比传统Linux更稳定，服务隔离做的更好，同时在安全隔离的基础上，还有四层监控和三层恢复的安全机制；
SkyOS-C：基于 Android 深度定制的操作系统，承载了智能座舱的功能，自研TOX协议栈，数据传输更稳定，还有包括NOMI在内的AI智能体验；
SkyOS-R：提升系统的负载能力；
SOA框架，蔚来定义了高性能跨域通信协议，命名为TOX，意思是Talks Over X。其含义在于它可以适用于所有的网络类型，以及所有的通讯终端；
跨域通信协议TOX，可以提供高带宽、高容量、低延时、高可靠性的通信，比传统的CAN总线可以提升30-50倍，与传统的车载通信协议SOME/IP比较，端到端延时降低了40%，零丢包的阈值提升了109%。TOX传输的可靠性高于SOME /IP；
小鹏汽车整车跨域统一中间件（UCM）：
整车通讯中间件，包括系统安全方面的中间件、数据安全方面的中间件、功能安全、整车OTA、整车SOA等。座舱应用和自动驾驶应用可以无需关注硬件平台的差异或变化，从而极大地提升了研发效率和速度。
硬件资源最优分配，小鹏采用类似积木组合的方式，根据产品的实际需求进行资源的排列组合，从而构建出利用性最优、性能最佳、体验上乘的产品。
E/E架构革新方向：舱驾合一、舱驾+车控融合渐成主流，将构建PCIe通信框架
准中央/中央架构下，智驾、座舱、泊车、动力、底盘、车身、座椅等所有需要一定规模计算资源的系统可能都集中在一个中央计算单元内，因此，汽车网络面临的一个重要挑战是，中央计算平台本身的高性能计算互联。
根据“中央计算平台”的集中程度进一步可细分为“多盒（Multi-Box）”、“单盒多板（One-Box）”、“单板多芯（One-Board）”和“单芯（One-SoC）”四个小阶段，这一集中过程除了依赖芯片硬件层面集成设计技术的突破之外，板间互连、片间互连、片上互连等通信技术的进步也是关键。
如下图所示，4个以太网连接到了PCIe桥，这4个ECU的带宽大概要50Gbps，所以需要使用桥接芯片或者交换机把以太网转换到PCIe。
架构中心化推动了数据储存技术的发展从传统的eMMC和UFS转向更强大的PCIe 3.0和PCIe 4.0 SSD。搭配有PCIe总线的大容量SSD将会是未来Zonal架构下车用存储的主要形态。
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