目前的汽車有多達幾十甚至上百個電子控製單元並連接到多種總線上,平均來說,目前的汽車大約采用25個ECU,但一些高端車型已經超過100個ECU。在過去,汽車電子電氣架構一直遵循着“一個性能一個盒子”的分布式架構模式。如變速箱控製由TCU負責,發動機控製由EMS負責,雖這兩個同樣在動力域但分別由供應商供應各自的硬件和軟件。在這樣的汽車電子電氣架構形式下,每增加一個性能,就需要動相應的控製器,涉及多方的交流和維持成本,進一步增加系統的復雜性和成本。最終會導致一個規模更大且復雜的車載網絡和布線,也從另一方面影響整車的輕量化。

       面對汽車性能和軟件復雜度的提升,需要對汽車E/E架構進行重構,建立更加靈活的體系架構。域控製器也是最近這些年才熱起來的,所謂的域就是將整車劃歸為不同的區,如動力域、車身域、底盤域、娱樂域等,每個域只掛載單個控製器來負責所在域的性能,減少之前一個性能、一個“盒子”的分布式E/E架構復雜的布線和集成:其實就是將多個控製器的軟件糅合進一個控製器,例如對於純電車,動力域有BMS、MCU、VCU、DCDC等控製器,將這些控製器的性能全部放在一個控製器裏,並交給一方來做,不僅省了其他控製器硬件成本的錢,也由對接多方轉為對接一方。

       域控製器可大大降低控製器數量和整車布線,而多核異構芯片、Hypervisor等技藝都從軟硬件方面為域控製擴展和應用供應了幫助。達成真正的域集中E/E架構依然還需要很長時間,畢竟這不是一己之力才能達成的,需要OEM、供應商等共同大力合作和推進才能達成。例如同一個域控製器中軟件可能由多個供應商供應,每個供應商除了負責各自軟件的升級,還涉及復雜且不同類型軟件的集成和測試,那麼使集成和升級工作變的相對容易些就是一個問題。再比如不同域的域控製器由不同供應商與OEM合作開發,又會帶來很多新的問題。

       域控製器最終的目標是中央計算機架構,中央計算機由異構的多核處理器構成,將整車性能集中到一起。

       在基於信號通訊的基礎上引入面向效勞(SOA)的通訊,並融合兩者的優勢

       基於信號的通訊方式,即信息發送者不Care誰接收而只負責將信號發送出去,接收者也不Care是誰發送的而只負責接收自己的想要的即可。基於信號的通訊可將某節點的某信息通過總線傳送給需要該信息的其他節點,信息主要為一些物理狀態值及一些控製值,如發送機轉速、車速等,信號有周期、事件或混合觸發方式。

       基於信號的通訊是目前車載總線普遍采用的,如控製器之間通過CAN總線進行的信息傳輸,我們關註的是通訊矩陣上的帧、帧中所包含的信號、周期和交互的節點等信息。

       SOA是一種軟件架構,同時也是一種軟件策劃方法和理念,在IT範圍已有數十年的應用經驗。SOA具備 “松耦合”、”接口標準可訪問”和”易於擴展”等特點,使得開發人員能以最小的軟件變更應對疊代多變的顧客需求。迄今為止,對於面向效勞的架構(Service-Oriented Architecture,SOA)還沒有一個公認的定義,許多組織從不同的角度對 SOA 進行了描述,較為典型的有以下三個:

       (1)W3C 的定義:SOA 是一種應用程序架構,在這種架構中,所有性能都定義為獨立的效勞,這些效勞帶有定義明確的可調用接口,能夠以定義好的順序調用這些效勞來形成業務流程。

       (2)Service-architecture.com 的定義:效勞是精確定義、封裝完善、獨立於其他效勞所處環境和狀態的函數。SOA 本質上是效勞的集合,效勞之間彼此通信,這種通信可能是簡單的數據傳送,也可能是兩個或另外的效勞協調進行某些活動。效勞之間需要某些方法進行連接。

       (3)Gartner 的定義:SOA 是一種 C/S 架構的軟件策劃方法,應用由效勞和效勞使用者組成,SOA 與大多數通用的 C/S 架構模型不同之處,在於它着重強調構件的松散耦合,並使用獨立的標準接口。

       汽車為何要引入SOA?首先基於SOA的通訊方式有如下優點:

      1、效勞高內聚,軟件易重用:一個效勞往往只關註一件事並把這件事做好,這件事的內容(性能)需要從業務的角度進行梳理,

      2、效勞的靈活部署:通過效勞發現機製,可在控製器運行時獲取效勞的位置和供應方,並可在整車生命周期內調整效勞角色的部署位置,使性能分配更靈活。

      3、軟件更新升級更快捷:一個性能改變可能只需要升級和更新一個效勞,而且效勞是一個獨立可執行單元可單獨安裝升級,因此軟件維持和擴展更容易。

       因此基於上面的優勢,伴隨着汽車智能化、網聯化、共享化的趨勢,終端用戶對車輛性能的預期也悄然發生着改變,汽車在達成高等級自動駕駛/輔助駕駛性能的同時,也更趨向於提升用戶體驗,例如滿足快速的性能更新和升級,可以供應個性化、人性化、差異化的性能與效勞等。面向效勞的軟件架構(Service-Oriented Architecture)正為未來的車輛軟件效勞供應良好的解決方案。不同於傳統汽車電子電氣架構中面向信號的架構,面向效勞的軟件架構(SOA)通過標準化的效勞接口,松耦合的效勞機製以及可組合擴展的效勞特性

       基於上面的展現,基於信號的通訊僅幫助發送和接收模式,幫助的數據類型簡單且可擴展性差,適用於有限大小數據交互的應用場景。而諸如自動駕駛等先進應用場景加入後,大量數據的動態交互必須采用面向效勞的通訊方式以提高通訊效率降低負載,在該種方式下,接收者作為顧客端,只需要查找、訂閱效勞等待接收信息即可,而發送者作為效勞供應者只需要給訂閱者供應效勞和信息即可,因基於SOA的通訊幫助請求/響應模式,可擴展性強且幫助復雜數據的傳輸,因此應發揮各自優勢。