【摘要(yào)】從(cóng)汽車(chē)電(‍αdiàn)動化(huà)、智能(néng)化(huà)、網±₽'聯化(huà)、共享化(huà)的(de)角度闡述了♥♠™(le)新型整車(chē)控制(zhì)器(qì)關鍵技(jì)術(sh↓>♠★ù)需求，包括高(gāo)計(jì)算(suà≤≠n)性能(néng)、高(gāo)通(tōng)訊帶¶"寬、高(gāo)功能(néng)安全性、軟件(jiàn)持續更新。針對(duì)上(shàng)述±←€♣需求總結了(le)以太網、CANFD、多(dπ&>¶uō)核芯片、雙核心、OTA關鍵技(jì)術(shù)行(xí'®εng)業(yè)現(xiàn)狀，對(duì)未來(lái)發展趨勢進行(xíng)了±¶" (le)展望。

      主題詞：整車(chē)控≈↑λπ制(zhì)器(qì)(VCU)車(chē)載以太網CANFD雙核心≠£ 多(duō)核芯片OTA

1 前言 

      電(diàn)動化(huà)、智能(néng↓♦)化(huà)、網聯化(huà)和(hé)♦↓♦λ共享化(huà)是(shì)汽車(chē)産業(yè)公認的(de)未¶₩α來(lái)發展方向。作(zuò)為(wèi)電(diàn)動汽車γ★(chē)核心零部件(jiàn)，整車(chē)控制(zhì)器(qì)必須能(néng)夠支♣™±÷撐汽車(chē)“四化(huà)”。其必須滿足高(gāo)計(j♦≥ε↕ì)算(suàn)性能(néng)、高(♠¥gāo)通(tōng)信帶寬、高(gāo)功能(néng)安全性、軟件(jiàn)持♣£續更新等需求。目前整車(chē)電(diàn)子(zǐ)電←≠(diàn)氣架構及整車(chē)控制(zhì)器(qì)所搭載技(jì)術(s♦≠₩hù)普遍無法滿足以上(shàng)需求。為 γ(wèi)覆蓋上(shàng)述需求，未來(lái)汽車(chē)×π★産品将逐漸采用(yòng)集中式電(diàn)子(z↑♣♦ǐ)電(diàn)氣架構，同時(shí)整車(®≈chē)控制(zhì)器(qì)必須包含以太網、CANF"♣D、多(duō)核芯片、雙核心、OTA等關鍵技(jì)術₹←(shù)。

      本×"÷文(wén)将首先介紹整車(chē)控制(zhì)器(qì)與分(fēn)布式和(hé)集中式2★≈∑種電(diàn)子(zǐ)電(diàn)氣架構的(de)關系，然後分(fēn)别介紹了(le)新α≈≥型整車(chē)控制(zhì)器(qì)的(de)關鍵技(jì)術(shù)，對(duì)±γ¥'技(jì)術(shù)內(nèi)容進行(xíng)了(le)分(f∑✔ēn)析，提出了(le)未來(lái)發展趨勢并進行(xíng)了(le)展望。

2 整車(chē)控制(zhì)器(qì)與電(diàn™δ')子(zǐ)電(diàn)氣架構

2.1 整車(chē)控制(zhì)器(qì)與分(fēn)布式電(diàn)子(zǐ)電£€×(diàn)氣架構

      ש→↓在以往的(de)芯片能(néng)力前提下(xià∏β≤™)，受到(dào)計(jì)算(suàn)能(néng)力及↑ λ←通(tōng)信能(néng)力的(de)限制(zh δ↔¶ì)，整車(chē)控制(zhì)器(qì)無法集成所有(yǒu)的(de)車(chē≠∑α')輛(liàng)控制(zhì)軟件(jiàn)₹λ，即使是(shì)新能(néng)源部件(jiàn)控制(z★♥hì)相(xiàng)關的(de)軟件(jiàn)也(yě)無法全部集成。這(zhè)決定了₩☆™(le)整車(chē)控制(zhì)器(qì)隻能(néng)作(zuò&₩₹γ)為(wèi)分(fēn)布式電(diàn)子(zǐ)電(diàn)氣架構中δ™∑♣的(de)一(yī)員(yuán)，但(dàn)是(shì‍$)這(zhè)種關系限制(zhì)了(le)功能(néng)變更及擴展。

      在分(f ≈∑ēn)布式電(diàn)子(zǐ)電(diàn)氣架構中，∑€∏¥一(yī)項整車(chē)層級的(de)功能(néng)由多(duō)個(gè)控制(z∏≠‍→hì)器(qì)配合完成。某項功能(néng)奩的(de)實現(xiàn)可(kě)能(néng)需要(yào)幾個(gè)或十幾個(g ₹è)控制(zhì)器(qì)相(xiàng)σ">→互配合，并且這(zhè)些(xiē)控制(zhì)器(qì)可(kě)能(né±λng)分(fēn)布在整車(chē)不(bù)同的(de)網絡中(圖1)。整個(♦≤​gè)交互過程與時(shí)間(jiān)配合異常複雜(zá)。整車(chē)普遍有(y§​ǒu)100餘個(gè)控制(zhì)器(∞©qì)，幾百項整車(chē)級功能(néng)，功能(néng)與控制(zhì)✘♠∞≤器(qì)本身(shēn)的(de)物(wù¶‍• )理(lǐ)連接交織成一(yī)個(gè)巨大(dà)而複雜(zá)的(de)網，非常不(bù‍≥β§)利于模塊化(huà)設計(jì)與擴展。在這(zhè)種情況下(xià)，增加一↕←(yī)個(gè)新功能(néng)，需要(yào)在上(shàng)述的(de)複雜(zá)功能σ≤(néng)網絡上(shàng)考慮各部分(fēn)相(xiàng)關↕φ性，并對(duì)大(dà)量的(de)控制(zh≤β§ì)器(qì)軟件(jiàn)進行(xíng)修改及測試。

圖1 整車(chē)控制(zhì)器(qì)在®≠£&分(fēn)布式電(diàn)子(zǐ)電(diàn)氣架構中的(deπ​€)位置

2.2 整車(chē)控制(zhì)器(qì)與集中式電(diàn)子(zǐ)電(di≥✘‌àn)氣架構

      随著(zhe)芯片及車↕δ(chē)載以太網的(de)發展，整車(chē♦>)控制(zhì)器(qì)已經具備集成大(d®σà)部分(fēn)車(chē)輛(liàng)控制(zhì)軟件(jiàn)的(d→★e)能(néng)力。分(fēn)布式電(diàn)子(zǐ)> 電(diàn)氣架構正在逐漸向高(gāo)度集成化(huà)和(hé)智能(néng)©↓€∞化(huà)發展，整車(chē)控制(zhì)器(​'$qì)在電(diàn)子(zǐ)電(diàn)氣架構中的™$(de)位置也(yě)随之發生(shēng₩∑'≈)變化(huà)，真正實現(xiàn)車(chē)輛(li  ♦∞àng)層級的(de)集成型控制(zhì)器(q✔ ≠ì)，其控制(zhì)涵蓋動力、底盤以及一(yī)些(xiē)網關功能(néng)。整車(→γchē)控制(zhì)器(qì)與集中式電(diàn)子(zǐ)電(diàn)氣架構的(de)關系±∑如(rú)圖2所示。将大(dà)部分(fēn)的(de)功能(néng)集成于整車(chēε&&)控制(zhì)器(qì)中會(huì)極大(dà)地(dì)減少(shǎo)整車(chē←✔∑ )線束長(cháng)度與控制(zhì)器(qì)數(shù)量。

圖2 整車(chē)控制(zhì)器(qì)在集中式電(diàn)γ×δ✘子(zǐ)電(diàn)氣架構中的(de)位置

3 新型整車(chē)控制(zhì)器(qì)關鍵技(jì)<&術(shù)

      為(wèi)支撐汽車(chē)“四化(huà)”₽<≈∏，整車(chē)控制(zhì)器(qì)必♥& 須滿足高(gāo)通(tōng)信帶寬、高(gāo)計(jì)算(suàn)性能(néng)、高(☆ ₹gāo)功能(néng)安全性、軟件(jiàn)持續更​✘↓​新等多(duō)項需求。其中，高(gāo)通(tōng)信帶寬催生(shēng)了(le)車(ch$¶♦©ē)載以太網、CANFD技(jì)術(shù)發展；高(gāo)計(jì)∞φ算(suàn)性能(néng)催生(shēng)了(le)多(duō)¶•±核芯片和(hé)雙核心控制(zhì)架構技(jì)術(shù)發展；軟件(jiàn‍≈)持續更新催生(shēng)了(le)OTA技(jì)術(shù)發展。這≠δδ★(zhè)些(xiē)技(jì)術(shù)将被普遍應用(yòng)在新型整車(chē)"®"ε控制(zhì)器(qì)上(shàng)。下(←φ≤αxià)面将分(fēn)别介紹這(zhè)些(xiē)技(j♣"✘ì)術(shù)。

3.1 車(chē)載以太網

      在過去(qù)20年(niε&án)裡(lǐ)通(tōng)信帶寬問(wèn)題一(yī)直困擾著(zhe)汽車(chē)行(Ω♥₩xíng)業(yè)。在這(zhè)期間(≤§jiān)，CAN總線是(shì)主流的(de)車(chē)載網絡技(j¶₩ì)術(shù)。其1 Mbit/s的(de)标稱速度在該技(jì)術(≈"₩↑shù)早期對(duì)于汽車(chē)帶寬需求有(yǒu)足夠的(de☆<δ)裕度。然而近(jìn)年(nián)來(lái)随著(zhe)車(chē)輛(≤®<liàng)控制(zhì)邏輯越來(lái)越複雜(zá)，所γ"需控制(zhì)器(qì)和(hé)傳感器(qì)數(shù)量急劇(jù)增加← ，雖然集中式電(diàn)子(zǐ)電(diàn)氣架構可(kě)以在一(yī)定程度↔¥$£上(shàng)減少(shǎo)控制(zhì)器×∑(qì)數(shù)量，但(dàn)是(shì)由于域控制(zhì)器♠$'≤(qì)的(de)計(jì)算(suàn)能(nén>≠®g)力遠(yuǎn)高(gāo)于原有(yǒu)車(ch∞§≈εē)輛(liàng)控制(zhì)器(qì)，因此1 M©α×bit/s的(de)CAN通(tōng)信帶寬顯然是(shì)​↔無法滿足數(shù)據交互需求的(de)。

      更高(gā∞✘o)的(de)通(tōng)信帶寬要(yào)求加速了(le)以太網和(hé)汽♥&車(chē)行(xíng)業(yè)的(de)融合。" 以太網誕生(shēng)于20世紀70年(nián)>"®©代，其最早的(de)雛形與如(rú)今家(jiā)庭、辦公、服務器(q™ π∏ì)機(jī)房(fáng)、數(shù)據倉庫運行(xíng)的(de)以太網早已截然不(£✔'bù)同。盡管以太網與時(shí)俱進地(dì)發展，但(dàn)是("₽∞shì)應用(yòng)于汽車(chē)仍有(yǒu)一(yī)些(xiē)問(wèn)題，最主要≠←±(yào)的(de)是(shì)電(dià≥♠₽αn)磁兼容性問(wèn)題。這(zhè)些( ↓xiē)限制(zhì)在BroadR-Reach技(jì)術( δshù)出現(xiàn)後被打破，該技(jì)術(shù)可(kě)在單對(duì)非屏< ♣<蔽雙絞線上(shàng)提供100 Mbit/©♠↕×s的(de)帶寬。這(zhè)種傳輸方法↓Ω±∑從(cóng)未應用(yòng)在之前的(de)以太網。即便物(wù)×♣←理(lǐ)層變化(huà)，這(zhè)種技(jì)術✘π​(shù)仍能(néng)夠在高(gāo)層實↕ 現(xiàn)與以太網的(de)無縫結合且運行(xíng)方式不←β(bù)變。目前，該技(jì)術(shù)已經用(yòng)于量産車(chē)型。同時(shí)，≥∏€支持更快(kuài)速度的(de)RTPGE技(j←​♥αì)術(shù)正在研發中，在保留軟件(jiàn)兼容性₹ σ的(de)同時(shí)，其帶寬有(yǒu)望提升到(dào)1 Gbit/s。

      盡管通(tōng)信帶寬有(yǒφ u)著(zhe)明(míng)顯的(de)優勢，但(dàn)受制(zhì)于成本及功耗' Ωδ因素，車(chē)載以太網主要(yào)應用(yòng)于骨幹網絡。用(yòng)于整車(c×>hē)控制(zhì)器(qì)與其他(tā)域控制(zhì)器(qì)的(de)通☆✘(tōng)信，如(rú)圖3。而對(du♠$ì)于域內(nèi)的(de)智能(néng)執行(xí♦♦ng)器(qì)和(hé)傳感器(qì)，使用(yòng)其他(≥←tā)低(dī)成本解決方案，如(rú)CANFD、CAN、LIN。

圖3 整車(chē)控制(zhì)器(qì)使用(yòng)以太網與其他(tā)域控制(zhì)≠φ♦δ器(qì)通(tōng)信

      &nbs×£≠p;當然，在整車(chē)控制(zhì)器(qì)上(shàng£σ☆♥)增加車(chē)載以太網面臨著(zhe)巨≠ εφ大(dà)的(de)改變：相(xiàng)對(duì)↔ 于CAN通(tōng)信更龐大(dà)的(de)軟件(jiàn)協議(yì)棧；更大(✘↕ dà)的(de)控制(zhì)器(qì)₹♣ γ功耗；更大(dà)的(de)靜(jìng)态電(diàn)流，這↕≠←(zhè)些(xiē)都(dōu)需要(yào)在系統設計(jì)時(shφ​↑¶í)被考慮。

3.2 CANFD

      考慮到(dào)成本及功​λ©↓耗，整車(chē)上(shàng)隻有(yǒu)骨幹網使用(yòng)高(© ₽§gāo)通(tōng)信帶寬的(de)以太網通(tōng)信。但(dàn ₽&♦)是(shì)對(duì)于其他(tā)子(zǐ)網，标稱1 Mbit/s的(de)CAN ↓‍λ通(tōng)信也(yě)迫切的(de)需要(yào)提升通(tōng)信速度。目​±前成熟的(de)CANFD技(jì)術(shù)是→→★(shì)一(yī)個(gè)好(hǎo)的(de)解決方案。

      CANFD總γ®‍線是(shì)CAN總線的(de)高(gāo)帶寬解決方案λ¥ ，博世公司于2011年(nián)首先提出CANFD概念>✘←，并于2012年(nián)首先發布CANFD1.0版本。在保留↑$CAN總線主要(yào)特性的(de)同時(shí)，改善了(le)錯(cuò)誤幀漏π→≠©檢率，同時(shí)保證網絡中大(dà)部分(fēn)軟硬件(jiàn)特别是(shì)物(w§δ↔ù)理(lǐ)層不(bù)變。将總線的(de)最高(gāo)傳輸速率提高(g Ω±✔āo)到(dào)5 Mbit/s以上(shàng)（CAN通(tōng)信的(β≥©÷de)最高(gāo)傳輸速率為(wèi)1 Mbit/s,≈£實際使用(yòng)速率最高(gāo)為(wèφε¶i)500 kbit/s）。

      更重要(yào)γ±的(de)是(shì)，CANFD數(shù)據長(cháng)度最長(cháng)<¥64字節，這(zhè)使得(de)CANFD的(de)數(shù)據場(chǎng)占比達到(d<↔∑ào)近(jìn)85%。CAN的(de)數(shù)據場(chǎn ×g)占比隻有(yǒu)約50%。這(zhè)意味著(zhe)即使同樣的(de)通(£☆λ↔tōng)信帶寬，CANFD可(kě)以多(duō)傳輸約70%的(≥♥βde)有(yǒu)效數(shù)據。CANFD幀格式如(rú)圖4所示。

圖4 CANFD幀格式

      更為(wèi)關≤↓≠®鍵的(de)是(shì)，由于CANFD保留了§₽Ω₹(le)CAN的(de)大(dà)部分(fēn)關鍵特性，所有(yǒu)的±↑≈(de)CANFD芯片都(dōu)能(n☆★éng)夠兼容CAN。這(zhè)使得(de)λ>選擇CANFD芯片的(de)控制(zhì)器(qì)在不(bù)改變硬 ♠ 件(jiàn)的(de)情況下(xià)，隻修改軟件(j≥☆iàn)即可(kě)适配CAN通(tōng)信網¶☆絡。CANFD技(jì)術(shù)有('×∏$yǒu)多(duō)重優勢，在未來(lái)相(xiàng)當長(ch ""áng)一(yī)段時(shí)間(jiān)內(nèi)，車(chē)載以太網與CANF♣÷D将會(huì)長(cháng)期共存，各司其職，共同發展。

3.3 多(duō)核芯片

      同傳統消費β←♣↑(fèi)電(diàn)子(zǐ)領域早期一(yī)樣，為(wèi)了(le)獲得(de)☆™更快(kuài)的(de)處理(lǐ)速度，汽車(chē)行(xíng)↔×₹≠業(yè)采用(yòng)提升核心頻(pín)率的(de)方式來(lái)​φ÷≥提升處理(lǐ)速度。但(dàn)為(wèi)了(le)兼顧穩定性，核心頻(pín≠€)率提升遇到(dào)瓶頸，未來(lái)小(xiǎo)幅的(d©•e)提升核心頻(pín)率已經不(bù)能(néng)滿足日↓σ♣©(rì)益增長(cháng)的(de)軟件(jiàn)執行(xín"¥g)速度需求。這(zhè)種情況下(xià)，汽車(↓•♠chē)行(xíng)業(yè)選擇了(le)與消費(fèi)電(diàn)子(z←↔₹ǐ)一(yī)樣的(de)技(jì)術(shù)路(lù)線，采用 >↑↔(yòng)多(duō)核芯片。

      多(duō)核芯片大(→ dà)幅提升了(le)芯片的(de)運算(suàn)能(néng)力。這(zhèδλβ )是(shì)一(yī)種并行(xíng)的(de)方法。所以在應用(yòng)中想獲得(‍>‍de)同樣的(de)效果，需要(yào)在軟件(jiàn)設計(jì)時(shí)合理(lǐ)→"✘≥地(dì)将各部分(fēn)軟件(jiàn)分(fēn)配到σπ≤β(dào)各個(gè)核心中。原則是(shì)盡量讓所有(yǒu)軟件(jiàn)↓←•并行(xíng)。多(duō)核芯片的(de)算(suà& ×™n)力與同頻(pín)率單核芯片的(de)算(suàn)力加速比可(kě✘₹ )以使用(yòng)Amdahl定律來(lái)評估。公式如(rú)式®₩€（1）：

      ±∏其中，S為(wèi)多(duō)核芯片的(de)算(suàn)力與同頻(pín)率單核'¥λ₽芯片的(de)算(suàn)力加速比；a為(wè>±i)并行(xíng)計(jì)算(suàn)↔ ₽部分(fēn)所占的(de)比例；n為(w≠πèi)核心數(shù)量。

      如(rú)圖5，當并行(xíng)§™ ¶程序為(wèi)75%時(shí)，加速比的(de)極限性能(néng)為(wèi₹≥)4.0。在10核以內(nèi)增加核心數(shù)都(d•←≤ōu)可(kě)以大(dà)幅提升運算(suàn)φ↓α₹性能(néng)。前期可(kě)以通(tōng)過♣¶♣♦此方式對(duì)系統運算(suàn)能(néng)力和(hé)分(fēn)配要(yào)求做‌©∞÷(zuò)大(dà)略的(de)評估，尋找一(yī)個(gèε≥♠©)最佳投入産出點。同時(shí)這(zhè)個(gè)公式還(hái)指出，>Ω≈®對(duì)于一(yī)個(gè)核心數(shù)量固定的(de)多(duō)核"↔ 系統，增加程序并行(xíng)性是(shì)φ©提升系統運算(suàn)性能(néng)的(de)有(yǒu)效措施。

圖5 并行(xíng)程序占75%時(shí)，加速比S與核心數(shù)量n之間(jiān)的(de)關系

3.4 雙核心控制(zhì)架構

       在過去(qù)的(de)幾十年(©×nián)裡(lǐ)，汽車(chē)電(diàn)子(zǐ)行(xíng)業(yè)一σ↓γ↓(yī)直采用(yòng)微(wēi)控<♦¥€制(zhì)器(qì)（MCU）搭建各種類型的(de)車(c÷∞♠ hē)載控制(zhì)系統。盡管不(bù)同廠(chǎng)家(jiā)的(de)微Ωβ(wēi)控制(zhì)器(qì)性能(néng)各異，但(d≥↑¥♣àn)他(tā)們都(dōu)有(yǒu)一(yī)些(xiē)通(tōng)用(yòn☆★εg)的(de)特點：集成度高(gāo)、價ε∑₽格低(dī)廉、高(gāo)可(kě)靠性、核心頻(pín)率低(dī)、程序是(shì)預先©≠π裝載的(de)以及不(bù)允許用(yòng)©π戶安裝軟件(jiàn)。軟件(jiàn)定義汽車(chē)的γ ≥(de)出現(xiàn)，要(yào)求整車(chē)控制(z∏>∞¶hì)器(qì)具備高(gāo)計(jì)算(‌>suàn)性能(néng)、程序可(kě)更新、客戶可(kě)安裝軟件(jiàn)等特性，在整車"×∞(chē)控制(zhì)器(qì)上(shàng)微(wα♦≥ēi)控制(zhì)器(qì)便不(bù)能(néng)再®£獨自(zì)勝任。

       ±σ♦目前主流的(de)解決方案是(shì)引入微(wēi)處理(lǐ) ₹器(qì)（MPU）作(zuò)為(wèi)微(wēi)控制(zhì)÷‌ ₽器(qì)的(de)補充。組成雙核心高(gāo)性能(n‍>∞​éng)整車(chē)控制(zhì)器(q∞≈φπì)。這(zhè)些(xiē)微(wēi)處理(lǐ)器(qì)與智能(néng)手  ε 機(jī)或PC中使用(yòng)的(de)微π↕(wēi)處理(lǐ)器(qì)非常相(xiàng)似，←✔具有(yǒu)強大(dà)的(de)計(jì)算(suàn☆↔σ )及數(shù)據處理(lǐ)能(néng)力和(hé)高(gāo) ≈✘核心頻(pín)率。但(dàn)其并不(bù↓ ×✘)像微(wēi)控制(zhì)器(qì)具有(yǒu)種類↑$繁多(duō)的(de)外(wài)設，甚至連程序運行(xíng)所必須$®的(de)RAM、ROM都(dōu)不(bù)包含，所♠←以硬件(jiàn)設計(jì)時(shí)必要(yào)的(de)外(wà♥×↔i)設需要(yào)被重新考慮。

      整車(chē)控制(✔↕→€zhì)器(qì)中同時(shí)包含了(le)微β$α(wēi)處理(lǐ)器(qì)與微(wēi)控制(zhì)器©¥π(qì)（圖6）。由于這(zhè)是(shì)2個(gè)獨立的(de)軟件(jiàn)系統去(♣∑qù)實現(xiàn)一(yī)些(xiē)共同的(de)功能(néng)，核間(j→∑∏iān)通(tōng)信必不(bù)可(k♣↑♥ě)少(shǎo)。核間(jiān)通(tōng)信有(yǒu)大(dà)量數(shù)據量傳¶απ輸，對(duì)通(tōng)信帶寬要(yào)求較高(gāo)，且↑∞通(tōng)信方式必須同時(shí)被微(wēi)控制(©±zhì)器(qì)和(hé)微(wēi)處理(lǐ)器(qì)所支持。滿足上(shàng)述特點的φ↕φ(de)以太網是(shì)一(yī)個(gè)優質選擇∑φ≈©。

圖6 微(wēi)控制(zhì)器(qì)（MCU）與微(wēi)處理(lǐ)器(qì)（‌©∑MPU）集成度差别

       δ₩' ;雙核心控制(zhì)架構還(hái)有(yǒu)一(yī)種形式，高(gāo)集成度Ωλ的(de)SOC（System on Chip）芯片同時(↓±↓shí)集成微(wēi)控制(zhì)器(q¶γ£ì)和(hé)微(wēi)處理(lǐ)器(qì)。盡管物(wù)理(lǐ)上(shφ₩'™àng)統一(yī)，但(dàn)這(zh♠§βè)仍然是(shì)2個(gè)獨立的(de)軟件(jiàn)系統，需要≈★‍↕(yào)相(xiàng)互配合去(qù)實現(xiàn)一(yī)些(x←★iē)共同的(de)功能(néng)。

       在雙核心  φ↔架構的(de)整車(chē)控制(zhì)器(qì)中，微(wēi)控制⧥ (zhì)器(qì)和(hé)微(wēi)處♥¥$理(lǐ)器(qì)采用(yòng)不(bù)同的(de)操作(zuò)系統。CLASSIC A‌¥UTOSAR依然是(shì)微(wēi)控制(zhì)器(qì)最好(hǎo)的(ε→de)操作(zuò)系統解決方案。而對(duì)£₹<于微(wēi)處理(lǐ)器(qì)，操作(zuò)系統選擇空(kōng)間(jiān)÷¶很(hěn)大(dà)，主要(yào)包括Linux、QN¶φ‌₩X、VxWorks、PikeOS。雖 然AUTOSAR推 出 了(le)ADAP⁃TIVE A₽∏UTOSAR，但(dàn)嚴格來(lái)講，這(₽₩‌€zhè)并不(bù)是(shì)一(yī)個(gè)完整₽→ 的(de)操作(zuò)系統。ADAPIVE AUTOSAR無法獨立運行(xín≠↑↕™g)，它運行(xíng)于POSIX标準接口之上(α$ shàng)。而POSIX接口還(hái)需要(yào)上(shàng)述提到(dà ™ ≠o)的(de)Linux、QNX、VxWorks、PikeOS等操作(zuò)₹ ‍≈系統來(lái)提供。同CLASSIC AUTOSAR相(xiàng)比，γ™'"ADAPTIVE AU⁃TOSAR的(de)模塊數(shù)量不(bù)足前者15%βφ♣。從(cóng)目前情況看(kàn)，若想達到(dào)CLASSIC AU↕ ←​TOSAR在汽車(chē)行(xíng)業(yè)的(de)普及率，ADAPTIVβ​♥>E AUTOSAR依然有(yǒu)很(hěn)多(duō)路(lù)•™要(yào)走。

3.5 OTA

      在過去(qù)的(de)幾十年(n♦₩ián)裡(lǐ)，汽車(chē)電(diàn)子(zǐ)産品所π♣&™有(yǒu)的(de)軟件(jiàn)都(dōu)是(shì✔≈✘♥)預先裝載的(de)。車(chē)輛(liàng)交付給客戶後，沒有(y≤‍ǒu)不(bù)可(kě)接受的(de)軟↓÷∑件(jiàn)問(wèn)題，一(yī)般不(bù)會ε​★(huì)對(duì)車(chē)輛(liàng)軟件(jiàn)進行(xíng)更新；一(♠α©→yī)旦發現(xiàn)軟件(jiàn)問(wèn)題，要(yào)進行(xíng)車(chē)≤λ輛(liàng)召回。統一(yī)由售後服務人(rén)員(yu ←£án)逐一(yī)為(wèi)有(yǒu)問(wèn)題的(de)車(chē)輛(l≠¶≈iàng)升級軟件(jiàn)。對(duì)售後部門(mén)來(lái)說(→≤↕©shuō)，這(zhè)是(shì)一(yī)筆(bǐ)非常龐大(dà)的φ•‌(de)開(kāi)銷。據統計(jì)2© ×<015年(nián)美(měi)國(guó)汽車(‍&€chē)召回達到(dào)8 400萬量，其中6.4%的(de)召回與軟件(ji✔₩‍"àn)有(yǒu)關。而空(kōng)中升級φ™→δ技(jì)術(shù)（Over-the-Air Te‌±&♦chnology，OTA）可(kě)以解決₹€≠上(shàng)述問(wèn)題。

      OTA技(jì)術(shù)，最早用(yòng)于手機£☆(jī)端，用(yòng)戶可(kě)以通(tōng)過雲端下(xià)載和(hé'✘)更新軟件(jiàn)。帶有(yǒu)OTA的(de)汽車(chē)‌✔也(yě)同樣可(kě)以通(tōng)過雲端遠(yuǎn)程進行(xíng)σ≈車(chē)輛(liàng)系統和(hé)功能(néng)的(d€•e)升級更新。特斯拉首先将OTA技(jì)術(shù)應用(yòΩ‌§∏ng)于汽車(chē)上(shàng)。

      OTA技(jì)術(s∑♠hù)需要(yào)雲端和(hé)車(chē)內(nèi)端≈×系統同時(shí)部署，OTA架構如(rú)圖¶®→"7。主要(yào)介紹整車(chē)控制(zhì)器(qì)支撐OTA需要(yào)☆↑實現(xiàn)哪些(xiē)功能(néng)。在經過授權情況下β•≥<(xià)，軟件(jiàn)從(cóng)雲端經OTA Cli$♥<$ent進入車(chē)內(nèi)端。經過™"↓↓防火(huǒ)牆，分(fēn)發到(dào)需要(yào)升級的(de)控制(zhì)器(qì♠→§)。

圖7 OTA系統方案

        OTA是(shì)一(yī)個(★αgè)複雜(zá)的(de)過程，為(wèi)↓☆↔α了(le)避免出現(xiàn)問(wèn)題，下(xià)述問(wèn)題在整車(ch ↕∞ē)控制(zhì)器(qì)設計(jì)時(shí)必須被考慮。

       （1）≥₽σ↑需要(yào)支持程序回滾，在OTA升級失敗或新程序運行(xí∑₩'¥ng)不(bù)穩定的(de)情況下(xià)，使程序回滾到(dào)穩σ↔✔≠定運行(xíng)版本；

       （2）需要(yào)考慮信息安‌ ‌全，通(tōng)過通(tōng)信加密、軟件(jiàn)包驗₹'€簽等方式保證軟件(jiàn)信息安全；

       （3）需要(£π∏↔yào)對(duì)車(chē)輛(liàng)配置進行(xíng)識别并對✔¶✔(duì)OTA能(néng)否開(kāi)始條件(jiàn)進行(xíng)判斷；

      &nb∏$₹♦sp;（4）需要(yào)考慮軟件(jiàn)OTA升級通(tōng)信速率問(wèn)題，∑γ避免出現(xiàn)由于升級時(shí)間(jiān)過長(cháng)，影(yǐng)響用(y©"δ òng)戶用(yòng)車(chē)的(d ‌↑e)情況。

4 結語

      &n㩧"bsp;綜上(shàng)所述，為(wèi)支撐汽車(chē)實現∑✘∑(xiàn)電(diàn)動化(huà)、智能(α'&néng)化(huà)、網聯化(huà)和(hé)共享化(hu "à)，作(zuò)為(wèi)電(diàn)動汽車(chē)核心零部件(jiàn)的(de)整車(cβ≥★hē)控制(zhì)器(qì)必須具備高(gāo)計(jì)算×☆∏(suàn)性能(néng)、高(gāo)通(tōng)ε≠信帶寬、高(gāo)功能(néng)安全性、軟件(jiàn✘γ')持續更新的(de)特點。本文(wén)首先介紹了(le)在這(zhè)★≥★些(xiē)新特點下(xià)整車(chē)控制(zhì♣±Ω)器(qì)與電(diàn)子(zǐ)電(di✘​©àn)氣架構之間(jiān)的(de)關系。然後，結合相(xiàng)關成熟技(jì ↕>)術(shù)，闡述新型整車(chē)控制(zhì‌‍♣)器(qì)将配備車(chē)載以太網、CANFD、多(duō)核芯片、雙核心控制γ₹(zhì)和(hé)OTA關鍵技(jì)術(shù)。最後，對(duì)上(shàng)述技(jì)術(shù)進行(x♠∑íng)了(le)介紹，分(fēn)析了(le)在整車(chē)控制(zhì) →↑φ器(qì)上(shàng)應用(yòng)涉及的(de)相(xià"≠ng)關特性。其中很(hěn)多(duō)特性并不(bù)局限于整車(₩☆←chē)控制(zhì)器(qì)，對(duì)其他(tā)₹'♣控制(zhì)器(qì)也(yě)有(yǒu)借鑒意義。

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