智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論 課件 譚武明 項目1、2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車簡介；智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車電子電氣基礎(chǔ)

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論》第2版單元一

智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知項目一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的常用術(shù)語2.了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展歷程3.了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的等級分類單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車專用術(shù)語根據(jù)GB/T36415-2018《汽車行業(yè)信息化實施規(guī)范》的定義，汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)是指通過搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺等智能信息交互共享，具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能，可實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來操作的一種技術(shù)。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念1.通用術(shù)語先進駕駛輔助系統(tǒng)簡稱ADAS。利用安裝在車輛上的傳感、通信、決策及執(zhí)行等裝置，監(jiān)測駕駛員、車輛及其行駛環(huán)境并通過影像、燈光、聲音、觸覺提示/警告或控制等方式輔助駕駛員執(zhí)行駕駛?cè)蝿?wù)或主動避免/減輕碰撞危害的各類系統(tǒng)的總稱。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念2.信息輔助類術(shù)語（1）駕駛員疲勞監(jiān)測駕駛員疲勞監(jiān)測DFM，實時監(jiān)測駕駛員狀態(tài)并在確認其疲勞時發(fā)出提示信息。（2）駕駛員注意力監(jiān)測駕駛員注意力監(jiān)測DAM，實時監(jiān)測駕駛員狀態(tài)并在其注意力分散時發(fā)出提示信息。（3）交通標(biāo)志識別交通標(biāo)志識別TSR，自動識別車輛行駛路段的交通標(biāo)志并發(fā)出提示信息。（4）智能限速提醒智能限速提醒ISLI，自動獲取車輛當(dāng)前條件下所應(yīng)遵守的限速信息并實時監(jiān)測車輛行駛速度，當(dāng)車輛行駛速度不符合或即將超出限速范圍的情況下適時發(fā)出警告信息。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（5）彎道速度預(yù)警彎道速度預(yù)警CSW，對車輛狀態(tài)和前方彎道進行監(jiān)測，當(dāng)行駛速度超過通過彎道的安全車速時發(fā)出警告信息。（6）抬頭顯示抬頭顯示HUD，將信息顯示在駕駛員正常駕駛時的視野范圍內(nèi)，使駕駛員不必低頭就可以看到相應(yīng)的信息。（7）全景影像監(jiān)測全景影像監(jiān)測AVM，向駕駛員提供車輛周圍360°范圍內(nèi)環(huán)境的實時影像信息。（8）夜視夜視NV，在夜間或其它弱光行駛環(huán)境中為駕駛員提供視覺輔助或警告信息。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（9）前向車距監(jiān)測前向車距監(jiān)測FDM，實時監(jiān)測本車與前方車輛車距，并以空間或時間距離顯示車距信息。（10）前向碰撞預(yù)警前向碰撞預(yù)警FCW，實時監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，并在可能發(fā)生前向碰撞危險時發(fā)出警告信息。（11）后向碰撞預(yù)警后向碰撞預(yù)警RCW，實時監(jiān)測車輛后方環(huán)境，并在可能受到后方碰撞時發(fā)出警告信息。（12）車道偏離預(yù)警車道偏離預(yù)警LDW，實時監(jiān)測車輛在本車道的行駛狀態(tài)，并在出現(xiàn)非駕駛意愿的車道偏離時發(fā)出警告信息。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（13）變道碰撞預(yù)警變道碰撞預(yù)警LCW，在車輛變道過程中，實時監(jiān)測相鄰車道，并在車輛側(cè)/后方出現(xiàn)可能與本車發(fā)生碰撞危險的其它道路使用者時發(fā)出警告信息。（14）盲區(qū)監(jiān)測盲區(qū)監(jiān)測BSD，實時監(jiān)測駕駛員視野盲區(qū)，并在其盲區(qū)內(nèi)出現(xiàn)其它道路使用者時發(fā)出提示或警告信息。（15）側(cè)面盲區(qū)監(jiān)測側(cè)面盲區(qū)監(jiān)測SBSD，實時監(jiān)測駕駛員視野的側(cè)/后方盲區(qū)，并在其盲區(qū)內(nèi)出現(xiàn)其它道路使用者時發(fā)出提示或警告信息。（16）轉(zhuǎn)向盲區(qū)監(jiān)測轉(zhuǎn)向盲區(qū)監(jiān)測STBSD，在車輛轉(zhuǎn)向過程中，實時監(jiān)測駕駛員轉(zhuǎn)向盲區(qū)，并在其盲區(qū)內(nèi)出現(xiàn)其它道路使用者時發(fā)出警告信息。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（17）后方交通穿行提示后方交通穿行提示RCTA，在車輛倒車時，實時監(jiān)測車輛后部橫向接近的其它道路使用者，并在可能發(fā)生碰撞危險時發(fā)出警告信息。（18）前方交通穿行提示前方交通穿行提示FCTA，在車輛低速前進時，實時監(jiān)測車輛前部橫向接近的其他道路使用者，并在可能發(fā)生碰撞危險時發(fā)出警告信息。（19）車門開啟預(yù)警車門開啟預(yù)警DOW，在停車狀態(tài)即將開啟車門時，監(jiān)測車輛側(cè)后方的其它道路使用者，并在可能因車門開啟而發(fā)生碰撞危險時發(fā)出警告信息。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（20）倒車環(huán)境輔助倒車環(huán)境輔助RCA，在車輛倒車時，實時監(jiān)測車輛后部環(huán)境，并為駕駛員提供影像或警告信息。（21）低速行車環(huán)境輔助低速行車環(huán)境輔助MALSO，在車輛泊車或低速通過狹窄通道時，探測其周圍障礙物，并當(dāng)車輛靠近障礙物時發(fā)出警告信息。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念3.控制輔助類術(shù)語（1）自動緊急制動自動緊急制動AEB，實時監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境,并在可能發(fā)生碰撞危險時自動啟動車輛制動系統(tǒng)使車輛減速，以避免碰撞或減輕碰撞后果。（2）緊急制動輔助緊急制動輔助EBA，實時監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，在可能發(fā)生碰撞危險時提前采取措施以減少制動響應(yīng)時間并在駕駛員采取制動操作時輔助增加制動壓力，以避免碰撞或減輕碰撞后果。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（3）自動緊急轉(zhuǎn)向自動緊急轉(zhuǎn)向AES，實時監(jiān)測車輛前方和側(cè)方行駛環(huán)境，在可能發(fā)生碰撞危險時自動控制車輛轉(zhuǎn)向，以避免碰撞或減輕碰撞后果。（4）緊急轉(zhuǎn)向輔助緊急轉(zhuǎn)向輔助ESA，實時監(jiān)測車輛前方和側(cè)方行駛環(huán)境，在可能發(fā)生碰撞危險且駕駛員有明確的轉(zhuǎn)向意圖時輔助駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作。（5）智能限速控制智能限速控制ISLC，自動獲取車輛當(dāng)前條件下所應(yīng)遵守的限速信息并實時監(jiān)測車輛行駛速度，輔助駕駛員控制車輛行駛速度，以使其保持在限速范圍之內(nèi)。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（6）車道保持輔助車道保持輔助LKA，實時監(jiān)測車輛與車道線的相對位置，持續(xù)或在必要情況下介入車輛橫向運動控制，使車輛保持在原車道內(nèi)行駛。（7）車道居中控制車道居中控制LCC，在車輛行駛過程中，持續(xù)自動控制車輛橫向運動，使車輛始終在車道中央?yún)^(qū)域內(nèi)行駛。（8）車道偏離抑制車道偏離抑制LDP，實時監(jiān)測車輛與車道線的相對位置，在其將要超出車道線時介入車輛橫向運動控制，以輔助駕駛員將車輛保持在原車道內(nèi)行駛。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（9）智能泊車輔助智能泊車輔助IPA，在車輛泊車時，自動檢測泊車空間并為駕駛員提供泊車指示和/或方向控制等輔助功能。（10）自適應(yīng)巡航控制自適應(yīng)巡航控制ACC，實時監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，在設(shè)定的速度范圍內(nèi)自動調(diào)整行駛速度，以適應(yīng)前方車輛和/或道路條件等引起的駕駛環(huán)境變化。（11）全速自適應(yīng)巡航控制全速自適應(yīng)巡航控制FSRA，實時監(jiān)測車輛前方行駛環(huán)境，在設(shè)定的速度范圍內(nèi)自動調(diào)整行駛速度并具有減速至停止及從停止?fàn)顟B(tài)起步的功能，以適應(yīng)前方車輛和/或道路條件等引起的駕駛環(huán)境變化。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（12）交通擁堵輔助交通擁堵輔助TJA，在車輛低速通過交通擁堵路段時，實時監(jiān)測車輛前方及相鄰車道行駛環(huán)境，經(jīng)駕駛員確認后自動對車輛進行橫向和縱向控制。（13）加速踏板防誤踩加速踏板防誤踩AMAP，在車輛起步或低速行駛時，因駕駛員誤踩加速踏板產(chǎn)生緊急加速而可能與周邊障礙物發(fā)生碰撞時，自動抑制車輛加速。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念（14）自適應(yīng)遠光燈自適應(yīng)遠光燈ADB，能夠自適應(yīng)地調(diào)整車輛遠光燈的投射范圍，以減少對前方或?qū)ο蚱渌囕v駕駛員的炫目干擾。（15）自適應(yīng)前照燈自適應(yīng)前照燈AFS，能夠自動進行近光燈或遠光燈控制或切換，從而為適應(yīng)車輛各種使用環(huán)境提供不同類型的光束。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展歷程1.我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展歷程我國對于自動駕駛汽車的研究始于上世紀八十年代，得益于863計劃，即《國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃綱要》中提出的自動化技術(shù)。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念2.國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展歷程自動駕駛汽車的研究最早可追溯到20世紀60年代，主要集中在美國、歐洲和日本等少數(shù)幾個發(fā)達國家。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本概念三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車類別劃分單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準體系建設(shè)。2.了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)。單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知一、國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準體系建設(shè)指南簡介《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準體系建設(shè)指南（總體要求）》為第一部分內(nèi)容，主要是提出車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的整體標(biāo)準體系結(jié)構(gòu)、建設(shè)內(nèi)容，指導(dǎo)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準化總體工作，推動逐步形成統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準體系架構(gòu)。單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知按照不同行業(yè)屬性劃分為智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準體系、信息通信標(biāo)準體系、智能交通標(biāo)準體系、車輛智能管理標(biāo)準體系以及電子產(chǎn)品與服務(wù)標(biāo)準體系，為打造創(chuàng)新驅(qū)動、開放協(xié)同的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)提供支撐。單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準體系單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知2.信息通信標(biāo)準體系單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知3.智能交通標(biāo)準體系單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知4.車輛智能管理標(biāo)準體系單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知5.電子產(chǎn)品與服務(wù)標(biāo)準體系單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本結(jié)構(gòu)概括起來可以分為環(huán)境感知、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行三大系統(tǒng)。單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知1.環(huán)境感知系統(tǒng)單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知2.決策規(guī)劃系統(tǒng)單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)架構(gòu)認知3.控制執(zhí)行系統(tǒng)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論》第2版單元一

智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨

勢及主流廠商方案

單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況項目二智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車電子電氣基礎(chǔ)單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件

技術(shù)單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨勢及主流廠商方案

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨勢。2.了解當(dāng)前智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣架構(gòu)的主流廠商方案。單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨勢及主流廠商方案一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車電子電器架構(gòu)及域控制器現(xiàn)狀研究講述了電子電器架構(gòu)EE從電子化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化到智慧化的發(fā)展歷程。單元一傳感器基本概念1.電子電氣架構(gòu)的發(fā)展單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨勢及主流廠商方案單元一傳感器基本概念2.電子電氣架構(gòu)主流廠商方案單元一智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨勢及主流廠商方案（1）基于功能劃分E/E架構(gòu)下的域控制器（以博世、大陸等Tier1為代表）

博世、大陸等傳統(tǒng)Tier1將汽車E/E架構(gòu)按功能劃分為動力域（安全）、底

盤域（車輛運動）、信息娛樂域（座艙域）、自動駕駛域（輔助駕駛）和車身域（車身電子）五大區(qū)域，每個區(qū)域?qū)?yīng)推出相應(yīng)的域控制器，最后再通過CAN/LIN等通訊方式連接至主干線甚至托管至云端，從而實現(xiàn)整車信息數(shù)據(jù)的交互。單元一傳感器基本概念（2）基于區(qū)域劃分的集中化E/E架構(gòu)（以特斯拉、豐田、安波福為代表）以區(qū)域進行劃分的域控制器是以車輛特定物理區(qū)域為邊界來進行功能劃分，相較于純粹以功能為導(dǎo)向的域控制器，其集中化程度更高。例如車輛前區(qū)域控制器、左區(qū)

域控制器、右區(qū)域控制器等。典型的按區(qū)域劃分

E/E架構(gòu)的廠商為特斯拉，Model3的三個區(qū)域控制器則分別為前車身控制模塊、左車身控制模塊和右車身控制模塊。其中，左右車身控制模塊把部分基礎(chǔ)功能按區(qū)域進行對稱劃分，兩者分別負責(zé)各自區(qū)域內(nèi)的內(nèi)外部燈光、門鎖、車窗、駐車卡鉗等。而相對于左車身控制器，右車身控制模塊還具有兩個獨有的功能—熱管理和自動泊車輔助系統(tǒng)。前車身控制模塊則主要負責(zé)為整車中各個控制器進行電源分配，可以在實時監(jiān)測各個ECU用電情況，及時切斷部分處于靜態(tài)但功耗高的ECU供電。此外，前車身控制模塊還包括車前大燈、雨刮器等傳統(tǒng)BCM的功能。除此之外，豐田的Central&Zone架構(gòu)、安波福的SVA架構(gòu)均采用類似的區(qū)域劃分解決方案。單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)的研究現(xiàn)況。2.了解當(dāng)前智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)的主要設(shè)計方案、分類。單元一傳感器基本概念一

域控制器研究現(xiàn)狀單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況集中式電子電氣架構(gòu)最重要部分就是域控制器，域控制器的發(fā)展，大力促進了智能汽車的發(fā)展，域控制器主要有如下7個特征：1.（1）域控制器提高了智能化水平單元二超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（2)域控制器易于軟件升級目標(biāo)單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況傳統(tǒng)域控制器架構(gòu)（域控制器可升級，ECU不能升級）單元二超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況集成域控制器架構(gòu)（域控制器可升級）

單元二超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用(3)域控制器集成度要求更高單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況單元二超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用(4)域控制器的標(biāo)準化。單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況通過硬件、中間件、接口、通信協(xié)議的標(biāo)準化、通用化，可以降低生產(chǎn)成本。單元二超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況(5)域控制器的軟件化單元二超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用(6)域控制器的遠程可配置化(7)域控制器提高了安全性華為云管端（域控制器的遠程可配置化）單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況單元二超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用2.域控制器主要設(shè)計方案(1）Tier1負責(zé)中間層、硬件、芯片方案的整合，整車廠通過云端大數(shù)據(jù)開發(fā)應(yīng)用軟件，進行一個合作生產(chǎn)。單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況廠商方案1單元二超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用(2)生產(chǎn)廠家有Tier1、芯片商、整車廠，他們進行方案的整合并研發(fā)，通過中央域控制器，集硬件、軟件、測試、數(shù)據(jù)、品牌為一體，最后還是通過整車廠實現(xiàn)規(guī)范統(tǒng)一。單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況廠商方案2單元二超聲波傳感器結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用3.智能汽車域控制器分類單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用4

智能汽車座艙域控制器廠商方案

智能座艙域控制器領(lǐng)域，全球主流的廠商包括BOSCH多媒體、松下、偉世通、大陸汽車、三星哈曼等；全球二線廠商則有現(xiàn)代摩比斯、安波福、弗吉亞歌樂。國內(nèi)市場廠商則包括德賽西威、華陽、航盛等。

進入汽車智能化時代后，座艙電子也在快速變化，HUD、儀表、Infotainment（車載娛樂信息）、T-Box（車聯(lián)網(wǎng)）、ADAS系統(tǒng)、360度全景、自動泊車系統(tǒng)等不再是一個個孤島，而是互相聯(lián)系為一個整體。

進入L3時代，駕駛員行為監(jiān)測可能成為必備的功能，面部識別、眼球追蹤、眨眼次數(shù)跟蹤等將引入機器視覺和深度學(xué)習(xí)算法。而L4時代則必備V2X（Vehicletoeverything），座艙電子的復(fù)雜程度和運算資源需求量暴增。單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用5.域控制器硬件發(fā)展現(xiàn)狀單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況（1）域控制器系統(tǒng)架構(gòu)組成智能車輛域控制器系統(tǒng)架構(gòu)主要包含基于異構(gòu)多核芯片的硬件架構(gòu)、智能車輛操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)軟件框架和自動駕駛功能軟件。（2）GPU＋CPU異構(gòu)模式單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（3）特斯拉3.0芯片案例單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況目前上游汽車控制器芯片廠商主要有恩智浦、TI、英飛凌、瑞薩、ADI等公司。特斯拉3.0芯片單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（4）整車算力架構(gòu)發(fā)展單元二智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器技術(shù)現(xiàn)況隨著云計算技術(shù)的發(fā)展，域控制器硬件計算能力相對云端計算而言是十分有限的.單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車當(dāng)前主流使用的操作系統(tǒng)。2.了解當(dāng)前智能網(wǎng)聯(lián)汽車的hypervisor虛擬化技術(shù)。3.了解AUTOSAR中間件技術(shù)。4.了解SOA面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)。單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車主流操作系統(tǒng)

汽車操作系統(tǒng)作為硬件和軟件的結(jié)合，成為企業(yè)競爭的核心點。國際市場上，目前主要形成了以QNX為主，Linux次之的競爭格局,WinCE逐漸退出車載操作系統(tǒng)市場，未來在國際市場上，Android市場占有率將保持繼續(xù)上升趨勢。單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)（1）如表2-1所示是國外車企傳統(tǒng)的ROM型操作系統(tǒng)：底層操作系統(tǒng)一般基于QNX或Linux開發(fā)。品牌ROM型-操作系統(tǒng)底層操作系統(tǒng)國外傳統(tǒng)車企奔馳MBUXQNX寶馬iDriveQNX大眾MIBQNX豐田G-BOOKLinux凱迪拉克CUELinux本田HondaConnectAndriod雪佛蘭MyLinkAndriod單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（2）由于國內(nèi)Android應(yīng)用生態(tài)更好，國內(nèi)自主品牌和造車新勢力大多基于Android定制汽車操作系統(tǒng)，單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)品牌ROM型-操作系統(tǒng)底層操作系統(tǒng)國內(nèi)傳統(tǒng)車企比亞迪DilinkAndroid榮威斑馬智行系統(tǒng)AliOS吉利GkuiAndroid長城Hi-life小度車載OS造車新勢力蔚來NIOOSAndroid小鵬XmartOSAndroid威馬LivingEngineAndroid互聯(lián)網(wǎng)公司百度小度車載OSAndroid單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用2.基于hypervisor的虛擬化技術(shù)（1）宿主虛擬機管理技術(shù)單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)

座艙電子域控制器的軟件部分主要是虛擬機，在ARMv8架構(gòu)未推出前，主要都是基于軟件的虛擬機技術(shù)，通過在已有操作系統(tǒng)上不斷的加載新的虛擬機，從而達到一機同時控制多個系統(tǒng)的目的。宿主虛擬機管理程序單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（2）裸機虛擬機管理技術(shù)單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)

ARMv8架構(gòu)的A53和A57推出后，基于硬件的虛擬機技術(shù)后來居上。每個系統(tǒng)都會有相對應(yīng)的芯片內(nèi)核來進行控制，就不會造成軟件系統(tǒng)的相互堆疊，極大的減少了系統(tǒng)代碼的編譯量。裸機虛擬機管理程序單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（3）微控制器與域控制器比較

汽車整車電子電氣架構(gòu)正在從分布式向集成式發(fā)展。單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)微控制器與域控制器比較單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用3.AUTOSAR架構(gòu)單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)

在一個汽車域控制器中，主要有兩部分的應(yīng)用軟件：一種是實現(xiàn)車輛各種具體功能及算法的上層應(yīng)用軟件，例如自動泊車、語音識別、地圖導(dǎo)航等；另一種是保證域控制器的能夠正常運行的許多底層軟件，比如處理機任務(wù)進程的調(diào)度、CAN總線數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送、Flash數(shù)據(jù)的讀取和保存等等。一方面來說，這些部分的底層軟件在不同的硬件中功能重復(fù)度很高，重復(fù)編譯增加了控制器設(shè)計冗余；另一方面，這部分底層軟件又跟硬件緊密相連。

人們就想通過標(biāo)準化應(yīng)用軟件和底層軟件之間的接口，來讓應(yīng)用軟件開發(fā)者可以專注于具體應(yīng)用功能的開發(fā)，而無需考慮控制器底層的運行過程。這樣即使更換了處理器硬件，應(yīng)用軟件也無需做太多修改就可以被移植過去。而底層軟件的開發(fā)則交給專門的公司，他們?yōu)槊恳粋€處理器硬件寫好驅(qū)動，并封裝成標(biāo)準化接口提供給上層。這樣底層軟件就可以被高效地集成到不同項目中。而由于同一套底層軟件被大量重復(fù)使用，發(fā)現(xiàn)bug的概率大大提高，從而可以很快得到修補，并且通過更新對其它項目進行同步修補。單元三毫米波雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)autosar發(fā)展單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（2）AUTOSARCLASSIC（CP）組成單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)

隨著技術(shù)的進步，AUTOSAR架構(gòu)包括傳統(tǒng)的Classic架構(gòu)(CP)和升級版的Adaptive(AP)架構(gòu)。傳統(tǒng)的AUTOSAR架構(gòu)，如圖2-20所示，CP主要分為四層：硬件層、基礎(chǔ)軟件層（BSW）、運行環(huán)境層（RTE）、應(yīng)用程序?qū)印P架構(gòu)分層單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（1）基礎(chǔ)軟件層（BSW）

基礎(chǔ)軟件層（BSW）從底層到上層依次是微控制器抽象層（使ECU抽象層與處理器型號無關(guān)）、ECU抽象層（使服務(wù)層與ECU硬件設(shè)計無關(guān)）、服務(wù)層（提供給應(yīng)用程序可用的服務(wù)）、復(fù)雜設(shè)備驅(qū)動（提供復(fù)雜執(zhí)行器和傳感器的驅(qū)動，使應(yīng)用程序直接與底層硬件交互）。單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)基礎(chǔ)軟件層分層單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用CP基礎(chǔ)軟件層的具體組成主要分為以下三層：1）最底層是微控制器抽象層2）其次是ECU抽象層3）BSW的最上層是服務(wù)層單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（2）運行環(huán)境層（RTE）

功能主要是提供基礎(chǔ)的通信服務(wù)、提供AUTOSAR軟件組件訪問基礎(chǔ)軟件模塊服務(wù)（BSWservices）。事件調(diào)度RTE主要負責(zé)調(diào)用可以運行的實體，AUTOSAR軟件的組件無法直接動態(tài)創(chuàng)建Runnable線程，必須通過預(yù)先編譯好的RTEEvents來觸發(fā)可運行實體的執(zhí)行。單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)（3）應(yīng)用軟件層1）SWC前文中提到過，AUTOSAR最上層是SWC原子級應(yīng)用。SWC的特點是對應(yīng)一個C文件，因此在AUTOSAR應(yīng)用軟件層中，同時，每一個SWC可以看作是實現(xiàn)某一個特定功能的算法。即把SWC看作是最小單元（實現(xiàn)一個最小的功能，SWC不可再分，SWC相互間不具有耦合性），而Runnable則是該單元中的一個獨立運行的線程（Thread）。單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（2）RTE對Runnable支撐作用

SWC構(gòu)成操作系統(tǒng)可用程序的過程，RTE能夠觸發(fā)SWC，即觸發(fā)Runnable的運行，然后生成調(diào)用Runnable的task代碼，配置OS信息，從而實現(xiàn)軟件在操作系統(tǒng)中的運行。其次，RTE相當(dāng)于一個快遞中轉(zhuǎn)站，主要負責(zé)將一個SWC的信息傳到另一個SWC或者BSW，從而實現(xiàn)這些軟件間的信息通訊功能。單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（3）autosar方法論

AUTOSAR方法論不僅涵蓋了從VFB設(shè)計到生成代碼軟件集成之間的所有步驟。其不僅規(guī)定了每一個步驟的行為，還規(guī)定了各步驟之間的銜接方式。關(guān)鍵開發(fā)流程如下：單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（3）AUTOSARAdaptive（AP）組成單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)（1）硬件層（Hardware/VirtualMachine），主要是高算力的GPU/CPU或者是虛擬機。

（2）基礎(chǔ)服務(wù)層（BSW），主要是各種API和Service，它們可能來自其他設(shè)備、云端或者網(wǎng)絡(luò)上的某個位

置，我們在使用的時候無需關(guān)心來自何處，只需要調(diào)用即可。

（3）運行層（ARA），它是一種實時的運行環(huán)境，上層的應(yīng)用可以靈活地安裝、升級和卸載。

（4）組件層，各種不同的應(yīng)用是由下層不同的OS、COM等組成的容器化的程序，從而實現(xiàn)汽車智能、快速、動態(tài)調(diào)配等功能。單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（3）AUTOSARAdaptive（AP）組成單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（4）AUTOSARCP與AP比較單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)AutosarClassic與Adaptive比較單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)（1）Classic架構(gòu)一般應(yīng)用于傳統(tǒng)的ECU中。它只有一些基礎(chǔ)服務(wù)，例如內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)管理等；它是硬實時的，RTE根據(jù)底層服務(wù)來使用特定的基礎(chǔ)服務(wù)，因此功能在ECU開發(fā)后就是固定的；但是它的安全等級很高，可以達到ASIL-D。（2）Adaptive架構(gòu)一般應(yīng)用于自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)以及域控制等。AdaptiveAutosar只保留了一部分Classic中的基礎(chǔ)服務(wù)，例如診斷、Net管理等；但是它新增了很多新的服務(wù)如升級配置、執(zhí)行管理、健康管理、狀態(tài)轉(zhuǎn)移等。同時操作系統(tǒng)也由之前的AutosarOS變?yōu)榭梢浦膊僮飨到y(tǒng)（POSIX），如Qnx等。ARA是軟實時的，當(dāng)我們需要某個服務(wù)時，它可以來自于任何地方，我們只需要調(diào)用就可以了，而不需要它關(guān)注來自何處。因此，這種方式大大提高了軟件升級配置的靈活性，可以任意安裝、升級、卸載Application。單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)（3）CP與AP混合目前常用的一種方案。AP繼承了傳統(tǒng)ECU相關(guān)代碼、數(shù)據(jù)、算法（SWC）等，同時又要實現(xiàn)自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)以及域控制（COM、OS）等新功能，所以需要將Classic向上兼容到Adaptive。單元四激光雷達結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用（5）AUTOSAR在域控制器上的應(yīng)用

各個域之間是通過以太網(wǎng)交換機（EthernetSwitch）進行通信，而在單獨的一個域內(nèi)，SWC和APP是Signal2Service進行通訊。SWC主要使用TCP/IP、SoaD、BSWm、SOME/IP等協(xié)議，APP主要使用TCP/IP、SOME/IP、DOS、IPC等協(xié)議來實現(xiàn)信息通訊和軟件調(diào)用。同時，各個域通過CAN/LIN總線與傳感器、執(zhí)行器相連，從而實現(xiàn)汽車各種不同的功能。單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)單元四激光雷達原理與應(yīng)用單元三智能網(wǎng)聯(lián)汽車域控制器系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件技術(shù)autosar在域控制器上的應(yīng)用單