汽车电子展|浅谈汽车电子分类及发展趋势
汽车电子，是电子信息技术与汽车传统技术的结合应用，可以分为车体汽车电子控制系统和车载汽车电子系统。目前，电子技术已被广泛应用于汽车发动机控制、底盘控制、车身控制、故障诊断以及音响、通讯、导航等方面，显著提高了车辆的综合性能，使汽车从代步工具成为同时具有交通、娱乐、办公和通讯多种功能的综合平台。接下来就跟汽车电子展小编来一起详细了解下汽车电子吧。
汽车电子展浅谈汽车电子分类架构
汽车电子是汽车电子控制系统与车载电子电器系统的总称，其中汽车电子控制系统包括发动机电子系统、底盘电子系统、驾驶辅助系统系统与车身电子系统，车载电子电器系统包括安全舒适系统及信息娱乐与网联系统。上述六大系统中以信息娱乐与网联系统、自动驾驶系统技术迭代最为迅速，汽车电子化可谓是现代汽车技术发展进程中的一次革命。
ECU已经成为汽车上最为常见的部件之一，依据功能的不同可以分为不同的类型。最常见的有如下几种ECU：
EMS（Engine Management System）发动机管理系统，应用在包括汽油机PFI、GDI，柴油机，混合动力系统等，主要控制发动机的喷油、点火、扭矩分配等功能；
TCU（Transmission Control Unit）自动变速箱控制单元，常用于AMT、AT、DCT、CVT等自动变速器中，根据车辆的驾驶状态采用不同的档位策略；
BCM（Body Control Module）车身控制模块，主要控制车身电器，比如整车灯具、雨刮、洗涤、门锁、电动窗、天窗、电动后视镜、遥控等；
ESP（Electronic Stability Program）车身电子稳定控制系统，车身电子稳定控制系统。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。ESP是博世公司的专门叫法，譬如日产的车辆行驶动力学调整系统VDC（Vehicle Dynamic Control ），丰田的车辆稳定控制系统VSC（Vehicle Stability Control ），本田的车辆稳定性控制系统VSA（Vehicle Stability Assist Control），宝马的动态稳定控制系统DSC（Dynamic Stability Control ）等。现如今很多中高端合资车、国产车都会配备这个模块；
BMS（Battery Management System）电池管理系统，顾名思义这个控制器是专门针对配备有动力电池的电动车或者混合动力车准备的。主要功能就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态；
VCU（Vehicle Control Unit）整车控制器，用于混合动力/纯电动汽车动力系统的总成控制器，负责协调发动机、驱动电机、变速箱、动力电池等各部件的工作，提高新能源汽车的经济性、动力性、安全性并降低排放污染。
汽车电子展浅谈我国汽车电子产业现状
我国汽车产销量市场规模稳定增长，连续11年位居全球第一。整车产销带动汽车电子市场规模持续稳定增长，近三年我国汽车电子复合增长率为12.5%，高于全球增长率7%，2020年市场规模达到8000亿元。随着全球汽车电子产业逐渐向亚洲地区转移，国际汽车电子巨头不断深化在华布局，在华产能进一步扩大，我国汽车电子市场规模效应渐显，预计2025年国内市场规模将达万亿级。
在新能源汽车电子领域，汽车整车控制器开发技术取得突破，电源管理系统取得阶段性进展，特别在半导体功率器件及模组方面，国产替代机会逐步显现。在智能网联汽车电子领域，我国企业把握汽车电子融合创新趋势，在MEMS传感器、图像传感器及图像信号处理芯片和车联网通信芯片方面，均实现了产业突破，力争加入全球一级核心供应链体系。
汽车电子展浅谈汽车电子未来发展趋势
01．汽车总线通讯从CAN总线向汽车以太网发展
随着汽车“新四化”的发展，对ECU数量，ECU的运算能力的需求都呈现出爆发式增长的趋势，尤其是ECU与ECU之间对全双工通讯有了强烈需求，继续使用CAN总线连接不仅将造成汽车电子系统成本大增，更无法满足高性能处理器实时高速双向数据交互的需求。通过发展车载以太网，使用单对非屏蔽电缆以及更小型紧凑的连接器，使用非屏蔽双绞线时可支持15m的传输距离(对于屏蔽双绞线可支持40m)，这种优化处理使车载以太网可满足车载EMC要求，减少高达80%的车内连接成本和30%的车内布线重量。100M车载以太网的PHY采用了1G以太网的技术，可通过使用回声抵消在单线对上实现双向通信，满足智能化时代对高带宽的需求。车载以太网短期内无法全部取代现有CAN网络，其在汽车行业上的应用需要一个循序渐进的过程，大致可分为3个阶段：局部网络阶段、子网络阶段、多子网络阶段。局部网络阶段，可单独在某个子系统上应用车载以太网技术，实现子系统功能，如基于 DoIP 协议的 OBD 诊断、使用IP协议的摄像头等；子网络阶段，可将某些子系统进行整合，构建车载以太网子系统，实现各子系统的功能，如基于 AVB 协议的多媒体娱乐及显示系统、ADAS 系统等；多子网络阶段，将多个子网络进行整合，车载以太网作为车载骨干网，集成动力、底盘、车身、娱乐等整车各个域的功能，形成整车级车载以太网络架构，实现车载以太网在车载局域网络上的全面应用。
02．整车电子电气架构由分布式向集中式发展
传统的电子电气架构是一种分布式方案，根据汽车功能划分成不同的模块，如动力总成、信息娱乐、底盘和车身等。其最大的特点是功能划分明确，可以通过预先的设计来严格明确界限，所有历史工作的继承性也很强。由于每个模块相对独立，如果需要做出改变，只需完成部分进行更新即可。然而，这种模式的缺点也很明显，那就是容易导致模块太多且可控性不强，且无法做到柔性兼容，同时分布式计算造成大量的运算资源浪费。
随着汽车“新四化”的发展，分布式电子电器架构设计已经不能满足需求。为了降低整车成本，汽车电子电气架构将由分布式向着集中式发展，其核心思想是用高性能的中央计算单元取代现在常用的分布式计算架构。奥迪将新架构命名为中央计算集群，而宝马叫做中央计算平台，Tesla在Model3上首次使用了左车身控制器，右车身控制器，自动驾驶及娱乐域控制模块这三个控制器来控制整车电气系统，实现了域控制器概念。在通讯技术更加先进的未来，车辆的控制系统将放在云端，实现数据云传输和云控制，车辆硬件将简化成一个传感器和执行器，这样可以在降低成本的同时无限增加车辆功能的可拓展性。总之，汽车电子电气架构正围绕一个强有力的通信架构和整车级计算平台这两项内容而展开深度演化。
03．软硬件解耦与软件定义汽车成为必然趋势
由于自动驾驶的技术方案和算法尚未定型，应用于自动驾驶的芯片构型也尚未固化，但汽车芯片作为汽车智能计算平台的核心硬件已成为行业共识。在芯片平台的硬件基础上，可以通过装载 Hypervisor、Linux 等内核系统，管理软硬件资源、完成任务调度。在AUTOSAR框架下开发拓展各项功能软件，调用处理传感器、执行器数据，执行自动驾驶算法，可以实现感知融合、决策规划、控制执行、HMI 等各项应用功能。从英伟达、华为等ICT企业的芯片方案和各车企的应用情况来看，软件不再是基于某一固定硬件开发，而是具备可移植、可迭代和可拓展的特性。当软硬件接口协议达成统一的标准时，在高算力通用主控芯片的基础上，传感器、执行器等外围硬件和功能软件的开发可实现充分解耦，这将大大增加了车型开发的灵活性。若芯片性能允许，利用OTA技术，软件可以持续迭代，例如特斯拉通过软件定义汽车的功能，已将Autopilot持续迭代到了V10版本，真正实现了软硬件解耦，持续优化车辆性能。
04．汽车电子控制器由MCU向AI仿真芯片发展
传统汽车功能简单，与外界交互较少，常为分布式ECU，主要为等待指令、停机指令、空操作指令、中断指令等各类控制指令。分布式ECU运算速度较低，其运算单位为 DMIPS（百万条指令/秒）、且存储较小，代表厂商有英飞凌、瑞萨、德州仪器、恩智浦、意法半导体等。
智能网联汽车，不仅需要与人交互，也需要大量与外界环境甚至云数据中心交互，将面临巨大非结构化数据处理需求。车端中央计算平台将需要 500+ DMIPS的控制指令运算能力、300+TOPS的 AI 算力，因此汽车芯片结构形式由 MCU 向 SOC 异构芯片方向发展。SOC 是一颗系统级芯片，由 CPU+GPU+DSP+NPU+各种外设接口、存储类型等电子元件组成。SOC 较 MCU 集成程度更高，集成 AI 处理单元/音频处理单元DSP/图像处理单元GPU/深度学习加速单元 NPU 等，功能更复杂，片上互联利于集成电路之间的高速互通互联，资源利用效率更高。SOC 芯片上有丰富的软件配套（工具链、编译器等），提升了处理效率。车载SOC芯片代表产品如华为昇腾系列芯片、地平线征程系列芯片、寒武纪的MLU 系列芯片、特斯拉FSD等。
05．汽车传感器向着融合智能的方向发展
传感器在汽车上的应用越来越广泛，随着汽车网络化、信息化发展，传感器从传统只能检测一个物理量逐渐发展为可以同时测量多种物理量，与微处理器相结合使传感器具有信息检测、信息处理、自学习能力等智能功能。
传感器融合是指将安装在各位置的多个相同种类或者不同种类的传感器所提供的阶段性数据进行综合，采用程序软件对其进行分析、判断、过滤、修整，去除多个传感器信息之间存在的冗余、矛盾，并进行互补、修正，降低其不确定性，获得被测对象确定的描述，最大限度提高系统的决策、规划、反应的快速性和正确性，使系统获得更充分的信息。数据融合增强了系统的稳定性、精确性和健壮性，延展了搜索范围，提高了实时性或空间的分辨率，扩大目标特征的维度，加强了信息的全面性、准确性，改善了信息的可信度，增强了系统的防错能力和自学习能力，同时也能够解决信息泛滥的问题，从而提高整个系统的性能。
结语
随着新能源汽车产量快速增长，汽车智能化程度不断提升，汽车工业发展经历了从机械化到机电一体化，再到“新四化”的过程，未来智能化发展将给汽车全新定义。汽车电子作为新一代信息技术与传统汽车产业跨界融合基础环节,其渗透率及单车价值量正逐年攀升。汽车电子展小编觉得，随着新能源车技术的发展以及政策的推动，国内新能源车市场呈现高速增长，这也将带来汽车电子的高速增长。