1.3.4 中央集中式控制架构
随着功能域的深度融合,功能域(Function Domain)的概念反而将逐渐消失,域主控处理器演变为更加通用的计算平台,这就是车载“中央+区域(Central & Zonal)EEA”,也称为“中央集中式EEA(Vehicle Centralized EEA)”或者“区域EEA(Zonal EEA)”。
多个车载中央计算机(Vehicle Central Computer,VCC)组成一个异构服务器集群,作为一个通用计算平台(General Computing Platform,GCP),提供整车所需的计算、存储、通信和管理能力。因此,车载VCC平台可以被看作是一个缩微版的数据中心服务器集群。
平台的每个区域又会有一个区域计算机(Zonal Control Unit,ZCU),这里的区域是指车内位置空间上的区域概念。ZCU是整车计算系统中某个局部的感知、数据处理、控制与执行单元。它负责连接“整车中地理意义上某一个区域内”的传感器、执行器以及ECU等,并负责本区域内的传感器数据的初步计算和处理,它本身也具有网关的协议转换功能(因此也称为Zonal Gateway),负责本区域内的网络协议转换。中央计算平台和区域计算平台都是功能域无关(Function Domain Independent)的通用计算平台,因此区域计算平台通常会支持各种常见的连接接口类型。
采用中央集中式的架构具有如下特征:
1)两级通信网络。时间敏感网络(Time Sensetive Network,TSN)以太网作为整车通信的主干网基础设施,要具备高带宽和实时通信,同时保证可靠性和容错操作特性;而在区域内,ZCU与ECU之间、ZCU与传感器之间的通信仍然采用诸如CAN、CANFD或LIN之类的中低速总线。
2)分级供电网络。一级配电网络(也就是骨干供电网络)有双电源保证供电冗余,它将电源输送到区域控制器ZCU节点。二级配电网络由区域控制器负责将电力继续向下输送到底层控制器,因此区域控制器需要具备电功率分配功能,以及电路保护功能。