丰田的自动驾驶软件平台和高算力集成式架构

把一辆乘用车想象成一个电子控制单元（ECU）的集合，这些单元分布在汽车的长度和宽度上，使用不同的网络相互交谈。当为车辆到万物（V2X）、自动驾驶和车辆电气化添加更先进的汽车电子装置时，ECU的数量增加，交换的数据量也增加。

此外，ECU数量的增加使网络类型多样化，从本地互联网络（LIN）和控制器区域网络（CAN）到更高速的网络，如平板显示器-链接（FPD-链接）、PCI Express（PCIe）和以太网。

在域架构中，ECU根据其功能被划分为不同的域，但区架构是一种新的方法，它根据ECU在车辆内的物理位置进行分类，利用中央网关来管理通信。这种物理上的接近减少了ECU之间的布线，以节省空间和减轻车辆重量，同时也提高了处理器的速度。

领域架构的简单解释

要了解领域架构，首先要了解五个领域，如表1所示，ECU通常根据功能进行分类。

跳过关于域架构的介绍，直接进入区架构：

->动力总成领域：管理汽车的驾驶功能，包括电动机控制和电池管理、发动机控制、变速器和转向控制。

->高级驾驶辅助系统领域：处理传感器信息并作出决定以协助驾驶员，包括摄像头模块、雷达模块、超声波模块和传感器融合。

->信息娱乐领域：管理车辆内的娱乐，并在车辆和外部世界之间交换信息，包括车头装置、数字驾驶舱和远程信息处理控制模块。

->车身电子和照明领域：管理车内的舒适性、便利性和照明功能，包括车身控制模块、车门模块和大灯控制模块

->被动安全领域：控制安全相关功能，如安全气囊控制模块、制动控制模块和底盘控制模块。

ECU通过网络进行通信和数据交换，这些网络在其自身领域内是特定的和相关的，同时也与外部领域的ECU进行通信。由于一个域中的网络可能与另一个域中的网络不同，因此网关起到了桥梁作用。

下图说明了一个具有基于域的网络结构的车辆。在这个图中，有一个中央网关模块连接到汽车的不同领域。每个域都执行几个功能。域控制器（例如动力系统）包括网关功能。该域网关帮助在支持相关域的ECU之间以及从域到车辆其他部分进行数据通信。

域控制器还集成了ECU，通过集成通常通过多个ECU实现的功能，有助于最大限度地降低系统成本。有些芯片具备很强用于处理数据的原始处理能力，一个芯片可以用于实时控制和千兆位时间敏感网络（TSN）和以太网交换机用于高速网络。

介绍一下区域架构

如果汽车是一个房间，而ECU是聚集在这个房间里讨论不同话题的人，那么一个领域架构就相当于混乱地安排这些人，使他们向房间对面的讨论组中的其他人喊话。一个区域架构根据ECU在车内的位置将其组织起来，并增加一个车辆计算模块。车辆计算模块是一台具有较大处理能力的计算机，可以执行所有的计算，而不考虑功能。这种结构还可以包括一个网关模块来管理网络流量。

下图描述了汽车不同区域的区域模块和相关的区域卫星模块，以及中央网关和车辆计算模块。汽车的某些处理器是为网关系统量身定做的，包括在汽车中安全可靠地移动数据的功能。处理器包括具有集成PCIe交换机和千兆位TSN以太网交换机的器件，可用于计算平台、中央网关和区域模块。

可以使用低带宽网络，如CAN，用于不同区域模块和中央网关/计算模块之间的通信。然而，高速网络如以太网或PCIe也是一个很好的选择，因为它们在各种汽车温度下都能提供高可靠性和平稳运行。