即便是经常接触汽车新技术的媒体编辑,看到“电子电气架构、算力30KDMIPS……”这些词汇也有点懵,作为汽车研发最基础的框架,它甚至比发动机、变速箱、电池、电机、电控还要重要,但对普通人会显得深奥、枯燥,就好像学生时代令人头痛的数理化一样。

然而,事实告诉我们学好数理化,走遍天下都不怕。造车也一样,在智能化成为未来出行常态的形势下,要想造好车,满足全场景智慧出行的需求,必须有一套优秀的电子电气架构,既要高度融合,又要全面开放,而这正是很多中国汽车企业大力投入的方面。

长城汽车下一代全新电子电气架构——GEEP 4.0

长城汽车作为其中的佼佼者,提早布局,咖啡智能迭代至2.0时代,电子电气架构也进化到GEEP 4.0,相比于2020年开发并已应用于长城汽车全系车型的GEEP 3.0,全新电子电气架构以用户需求为导向,采用SOA设计理念,开放标准API接口,实现功能可扩展。

长城汽车电子电气架构技术总监邢季红

“随着汽车智能化快速发展,汽车内部ECU数量不断增加,传统分布式架构难以承载,同时导致系统软件功能开发难度大、周期长,难以满足用户快速增长的需求。”长城汽车电子电气架构技术总监邢季红带大家回顾了此前的架构,在新时代遇到了巨大的挑战,而这正是促成并催生新一代架构的基础原因。

虽然长城汽车在几年前就已经从传统分布式的架构,从软硬分离、服务化、车云协同进行技术革新,但只做微调是不够的的,为进一步集中整车控制软件,实现高效集成管理、高度安全可靠和更快需求响应,长城汽车将整车软、硬件高度整合,形成基于中央计算和区域控制的下一代全新电子电气架构—GEEP 4.0。

全新电子电气架构引入SOA设计方式及理念,打造软件分层的基础架构平台,包括智能车控API平台、整车服务平台和域服务平台,为整车提供模块化的标准服务接口。同时,整个SOA架构平台采用积木式拆装组合,能够有效提高软件复用性和扩展性,灵活配合车型。

邢季红表示:“基于SOA设计,我们的全新电子电气架构助力整车实现全生命周期功能迭代升级,用户可以根据需求喜好,动态订阅升级车辆服务功能,无需等待软件升级批次。同时,SOA化还能灵活部署智能化场景,标准化接口可实现开放服务,构建长城汽车众创生态,联合开发者为用户提供全场景智慧出行服务。”

举个简单例子,以前的汽车想要升级软件,必须到4S店,但现在不需要了,可以通过4S店也可以本地预约,还可以通过手机远程下载。想什么时候升级,提前预约,手机上设置一下就OK了。嫌麻烦的话,选择离车在人不用车的时候自动升级。长城汽车第四代架构GEEP 4.0所有ECU都支持OTA升级服务。

OTA升级只是应用之一,长城汽车第四代架构GEEP 4.0的云诊断基于车端、云端功能的部署,实现远程对车辆故障信息诊断,远程对车辆进行维修。对客户而言更安全、更省事,对售后也更高效、更透明,有效的解决了4S店人手不足的情况,这是对双方都有利的。

想想的确是科技改变生活,以往用车,万一除了故障,必须得把车开到或拖到4S店,经过售后人员检查才能发现问题,然后才能修车,很耽误时间。现在有了云诊断,车辆有问题,比如说灯坏了,远程诊断好了,售后人员把需要更换的零部件带去上门服务,很快就解决问题,快速为用户排忧解难。

整车功能高度整合需要核心大脑的强大算力支撑,长城汽车全新电子电气架构GEEP 4.0拥有:中央计算、智能座舱及高阶自动驾驶三个计算平台,其中中央计算跨域整合了车身、网关、空调、动力/底盘控制及ADAS功能,它的主SOC算力高达30KDMIPS,高效保障车机系统的控制和响应。

算力30KDMIPS一般人很难理解,没有印象,其实跟电脑、手机用的处理器一个原理,速度快才不卡顿。现如今汽车智能化功能越来越丰富,比如自动驾驶,通过摄像头采集数据,随着摄像头像素的增加,需要处理的数据量就特别大,往往是按兆计算,这还没算上其它数据采集器,比如3D毫米波雷达、激光雷达等。

因此,必须要有高算力的芯片,这也是GEEP 4.0架构的优势所在。

中央计算单元CCU

软件架构上,微控制单元核、高性能计算核及中间件等底层软件均采用不同架构。应用软件层面,将大数据、云诊断、信息安全等软件系统融合,实现功能集成。硬件架构上,全新电子电气架构采用区域化设计,高度整合了CEM、AC、PDCU等在内的诸多整车硬件,优化线束长度近300米,减重超2公斤,很大程度减少了整车线路的复杂度。

长城汽车电子电气架构工程师武中峰

“在汽车的功能越来越多的行业大趋势下,我们的芯片算力不断提升,GEEP 4.0的ECU数量有所减少,实现车机系统高度整合,有效保障整车的稳定与安全性,这是我们长城汽车全新电子电气架构的一个优势。” 长城汽车电子电气架构工程师武中峰表示。

现在的汽车越来越智能,越来越依托网络,与之相关的安全性也必须重视起来,此前就有“黑客网络攻击导致车机卡死并导致事故”的报道。这方面长城汽车全新电子电气架构也有针对性措施,多维度构建全栈式安全保障。

网络安全层面,拥有CSMS体系加持,打造融合车内部硬件加密、通讯加密校验的全维度纵深防御安全架构。平台安全方面,定制的操作系统独立于硬件的核心、共用基础软件平台,保证了软件的可维护性、可靠性和安全性。功能安全上,融合冗余感知、冗余控制、冗余执行、冗余供电及冗余通讯,最高可满足ASILD功能安全需求。SOTIF(预期功能安全)方面,长城汽车全新电子电气架构符合最新预期功能安全标准ISO 21448体系,覆盖道路环境、自动驾驶系统等方面,有效地消除客户安全顾虑。

长城汽车电子电气架构工程师王海鹏

长城汽车电子电气架构工程师王海鹏表示:“长城汽车GEEP 4.0在前期进行了大量调研,在研发阶段实现了资源整合,后期也会专门针对GEEP 4.0架构和其催生出的新技术进行多方验证,从全开发流程保证整个架构的安全性和可靠性。”

目前,长城汽车新一代电子电气架构GEEP 4.0已进入产品开发阶段,明年(2022年)将率先搭载到长城汽车全新电动、混动平台,并陆续扩展到旗下全系车型。

与此同时,更前瞻的长城汽车第五代电子电气架构GEEP 5.0研发也同步启动,基于此打造的汽车更像是智能机器人,全车只有一个大脑,100%SOA化,在车端通过数据聚合,提供面向云端的服务,同时实现车云服务灵活部署,全面完成整车标准化软件平台的搭建,GEEP 5.0产品落地的时间也不过2024年。

在未来,长城汽车绝不只是一家汽车公司,它正向“全球化科技出行公司”不断迈进。这可真是应了老崔的那句歌词“不是我不明白,这世界变化快”。

责任编辑:小新