汽车电子系统体系架构的制作方法

本申请涉及智能汽车控制和通信技术领域，更具体而言，涉及一种汽车电子系统体系架构。

背景技术：

随着技术的进步发展，智能驾驶渐渐走入现实生活，这项技术能够对人类社会产生巨大影响，一方面，能够有效降低交通事故数量，减少财产人员伤亡；另一方面，能够提高汽车的使用效率、节省人力、对保险业、交通业务产生积极的影响，也能够为社会创造出更多的财富。其中，域控制器(domaincontrolunit，dcu)是智能驾驶技术实现的关键部件，通常，一辆汽车中包含70至100个域控制器，然而随着域控制器的数量的增长，将大大提高整个系统的复杂度，从而降低系统的稳定性，对于智能驾驶系统来说，过高的复杂度将影响系统的可靠性和安全性，并增大设计的难度。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种汽车电子系统体系架构，通过将子系统控制器的功能处理决策功能上移进域控制器，能够有效减少域控制器的数量，以能够降低系统复杂度，提高系统可靠性。

第一方面，本申请实施例提供了一种汽车电子系统体系架构，包括：车载传感器、域控制器、执行器；其中，车载传感器，与域控制器通过车载以太网连接，用于采集汽车的原始数据，并向域控制器发送原始数据；域控制器，通过车载以太网分别与车载传感器及执行器连接，用于根据原始数据生成第一控制指令；其中，域控制器包括以太网关和远程信息处理器；执行器，与域控制器通过车载以太网连接，用于根据第一控制指令进行工作，生成第一反馈信息，并将第一反馈信息反馈至域控制器。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，域控制器，还与云端服务器通过移动数据网络连接，用于接收云端服务器转发移动端的第二控制指令，并根据第二控制指令生成第三控制指令和第二反馈信息；执行器，还用于根据第三控制指令进行工作，并将第二反馈信息反馈至域控制器。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，域控制器，还包括：多个多核处理器，用于运行多个虚拟操作系统，以实现功能备份和整车控制；其中，域控制器的数量为第一预设个数。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，域控制器，还包括：多个多核处理器，用于运行多个虚拟操作系统，以实现功能备份和整车控制；其中，域控制器的数量为第二预设个数。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，域控制器包括：信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器；其中，信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器之间互相并联。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器中任一域控制器，用于对其他域控制器的数据和功能进行备份。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器具有硬件备份功能。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，信息娱乐域控制器，用于与车身控制域控制器互相备份；驾驶辅助系统域控制器，用于与底盘与动力域控制器互相备份。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，域控制器，还包括：车与外界信息交换通信接口，与外部设备相连接，用于接收外界设备发送的交换信息，使域控制器与外界进行信息交换。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，域控制器，还包括：人工智能接口，与人工智能设备相连接，用于接收人工智能设备发送的汽车规划指令，并将汽车规划指令发送至执行器，使执行器执行汽车规划指令。

本申请实施例提供的汽车电子系统体系架构，通过减少域控制器的数量，并在每个域控制器中都集成以太网关和远程信息处理器(telematicsbox，t-box)，能够通过采用分布式网关路由器的方式，当任一个以太网关失效，仍然可以保证系统中其他域控制器的功能正常，进而能够有效提高整个系统的安全性和可靠性。

进一步地，本申请实施例提供的汽车电子系统体系架构，其中，每个域控制器中都集成了远程信息处理器，能够实现汽车内的多条移动数据网络的线路接入云端服务器(telematicsserviceprovider，tsp)，提高系统可靠性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了现有技术所提供的一种汽车电子系统体系架构示意图；

图2示出了现有技术所提供的另一种汽车电子系统体系架构示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的一种汽车电子系统体系架构示意图；

图4示出了本申请实施例所提供的另一种汽车电子系统体系架构示意图；

图5示出了本申请实施例所提供的另一种汽车电子系统体系架构示意图；

图6示出了本申请实施例所提供的另一种汽车电子系统体系架构示意图。

主要元件符号说明：

10、车载传感器；20、域控制器；30、执行器；40、以太网关；50、远程信息处理器；60、云端服务器；70、移动端。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

考虑到现有技术中，汽车电子系统体系架构中只有一个中央以太网关和远程信息处理器，如图1、2所示，也就是说，网络链路是通过中央网关路由器实现，如果中央网关崩溃，汽车电子系统也会崩溃；而汽车内的多条移动数据网络的线路都需要通过云端服务器接入远程信息处理器，一但远程信息处理器发生故障，将影响整个汽车电子系统的运行。

针对汽车电子系统体系架构由于只有一个中央以太网关和远程信息处理器，导致汽车电子系统可靠性降低的问题，以及智能驾驶对于汽车电子系统架构冗余程度的要求，基于此，本申请实施例提供了一种汽车电子系统体系架构，涉及智能汽车控制和通信技术领域，下面通过实施例进行描述。

本申请第一方面的实施例，如图3所示，为本申请实施例提供的一种汽车电子系统体系架构示意图，架构包括：车载传感器10、域控制器20、执行器30；其中，

车载传感器10，与域控制器20通过车载以太网连接，用于采集汽车的原始数据，并向域控制器20发送原始数据；

域控制器20，通过车载以太网分别与车载传感器10及执行器30连接，用于根据原始数据生成第一控制指令；其中，域控制器20包括以太网关40和远程信息处理器50；

执行器30，与域控制器20通过车载以太网连接，用于根据第一控制指令进行工作，生成第一反馈信息，并将第一反馈信息反馈至域控制器20。

本申请实施例提供的汽车电子系统体系架构，通过在每个域控制器20中都集成以太网关40和远程信息处理器50，由于每个域控制器20都封装来以太网关40，每个域控制器20都可以作为路由器使用，故所有的域控制器20之间形成网状的网络链路，即使域控制器20之间有一路断开，也能通过其他的网络通道恢复系统网络链接，不会让整个汽车电子系统崩溃掉，从而提高了系统可靠性和安全性。

需要说明的是，域控制器20的数量至少为1个，域控制器20是普通控制器的高性能版本，具有更强的计算力，与其他控制器相比具有更友好的资源及带宽共享能力，可以将远程信息处理器50集成到域控制器20的硬件上，因为远程信息处理器50的芯片要求的计算能力不高，该芯片做的都是基本的数据转换、转发，由于域控制器20超强的计算能力，故可以兼容该芯片的计算能力。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，为本申请实施例提供的另一种汽车电子系统体系架构示意图，架构包括：车载传感器10、域控制器20、执行器30；其中，

车载传感器10，与域控制器20通过车载以太网连接，用于采集汽车的原始数据，并向域控制器20发送原始数据；

域控制器20，通过车载以太网分别与车载传感器10及执行器30连接，用于根据原始数据生成第一控制指令；其中，域控制器20包括以太网关40和远程信息处理器50；

执行器30，与域控制器20通过车载以太网连接，用于根据第一控制指令进行工作，生成第一反馈信息，并将第一反馈信息反馈至域控制器20；

域控制器20，还与云端服务器60通过移动数据网络连接，用于接收云端服务器60转发移动端70的第二控制指令，并根据第二控制指令生成第三控制指令和第二反馈信息；

执行器30，还用于根据第三控制指令进行工作，并将第二反馈信息反馈至域控制器20。

在该实施例中，到达域控制器20的路径有两条，一条由车载传感器10通过以太网连接至域控制器20，具体地，车载传感器10采集汽车产生的原始数据，通过以太网进入对应的域控制器20，车载传感器10如雷达高精度定位模块，采集位置数据后由以太网进入对应的域控制器20中，域控制器20对该数据进行解析、处理，最终形成决策，生成第一控制指令，并将第一控制指令发送至执行器30，执行器30执行完成第一控制指令后生成第一反馈信息至域控制器20，从而形成闭环控制；另一条由云端服务器60通过移动数据网络连接至域控制器20，具体地，移动端70(例如手机)将第二控制指令发给云端服务器60，云端服务器发给车内域控制器20，域控制器20对第二控制指令进行解析、处理，最终形成决策，生成第三控制指令，并将第三控制指令发送至执行器30，以供执行器30按照第三控制指令去操作，例如移动端70发送的是自动泊车指令，执行器30将汽车从停车场停在客户指定的地点。本申请实施例提供的汽车电子系统体系架构，其中，每个域控制器20中都集成了远程信息处理器50，能够实现汽车内的多条移动数据网络的线路接入云端服务器60，能够进一步提高系统的可靠性。

在本申请的一个实施例中，优选地，域控制器20，还包括：多个多核处理器，用于运行多个虚拟操作系统，以实现功能备份和整车控制；其中，域控制器20的数量为第一预设个数。

在该实施例中，随着技术的不断发展，当域控制器20中的芯片的计算力可以达到一定的水平时，一个域控制器20就能够控制整个汽车，在域控制器20内部部署多个多核处理器，可以选用8核的或更多核的，基于域控制器20可以运行多个虚拟操作系统的特点，进而能够在一个域控制器20内部的不同处理器上实现不同的功能，例如在8核的域控制器20中，4个处理器分工处理不同功能模块任务，其他四个或加强其中一个模块，或作为其中一个功能模块的备份存在，此时整辆车如同一个大控制器在运行，此时整车将基本分为感知端、规划与决策端、执行端，这样的汽车电子系统集成度更高，整车复杂度将大大下降，汽车可以通过更新软件实现不同特色的市场定位，相对于其他直接增加控制器数量，作为备份的实现方案，有效降低了系统成本，并在系统的可靠性上拥有优势。

其中，第一预设个数为1。

在本申请的一个实施例中，优选地，域控制器20，还包括：多个多核处理器，用于运行多个虚拟操作系统，以实现功能备份和整车控制；其中，域控制器20的数量为第二预设个数。

在该实施例中，将整车汽车电子系统中域控制器20的数量降低到3个或者2个，其中，各个域控制器20的硬件相同，但是软件内部可以运行不同虚拟系统，每个域控制器20都可以对外部及车内数据进行处理，还在域控制器20层级增加了硬件备份，在系统软件层级增加备份，使硬件和软件备份都建立在域控制器20层级上，相当于部署了多套系统，同时运算、规划、决策，与执行器30反馈的结果进行对比、校核，当其中一个失效时，仍然能够保证整车执行器30接收到的正确指令多于错误指令个数，进而能够保证系统正常运行。

其中，第一预设个数为2个或3个。

需要说明的是，多个域控制器之间通过以太网实现信息交互和备份，一个信息流从车载传感器10或云端服务器60发送给一个域控制器的同时也发送给另一个域控制器，具体地，在汽车电子系统内对每个域控制器的数据都进行标注，每个域控制器都对数据进行解析，但不都进行做控制，只有其中一个域控制器失效时，则另一个域控制器将承担该域控制器的功能，保证整个汽车电子系统不会失效，甚至崩溃，以此提高系统的稳定性和安全性。

在本申请的一个实施例中，优选地，域控制器20包括：信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器；其中，信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器之间互相并联。

在该实施例中，汽车电子系统体系架构内包括4个域控制器20，每个域控制器20集成远程信息处理器50的硬件及软件模块，并集成了以太网关40的硬件及软件模块，域控制器20的主要分为信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器，其中，驾驶辅助系统域控制器主要用于处理摄像头、毫米波雷达、激光雷达、高精度定位等主动安全系统的数据解析和计算，车身控制域控制器主要用于空虚车门、车窗、雨刷、空调等车身控制器的数据处理，底盘与动力域控制器主要用于处理及控制油门、转向、制动、悬架等数据，信息娱乐域控制器主要用于控制仪表、中央显示屏、后排娱乐系统等。

在本申请的一个实施例中，优选地，信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器中任一域控制器，用于对其他域控制器的数据和功能进行备份。

在该实施例中，信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器的硬件统一，实现4个域控制器在分工运行的基础上，能够互为备份，其他3个域控制器可以备份任一一个功能失效的域控制器，基于域控制器硬件统一，且内部运行了多个虚拟系统，在保持现有功能的同时，也能有余力随时接管其他失效的域控制器的处理、控制功能。

需要说明的是，整个汽车电子系统体系架构由4个域控制器构成，单个的域控制器就是子系统，彼此备份、互相作为冗余，车载传感器10或云端服务器60发送的数据，同时发给4个域控制器，每个域控制器都处理4份数据、控制1份数据，剩下3份数据保存，当与其对应互为备份的域控制器失效时，该域控制器就控制这路，保证整个汽车电子系统不能失效，而且系统冗余度很高。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图5所示，为本申请实施例提供的另一种汽车电子系统体系架构示意图，该架构包括：车载传感器10、信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器、执行器30、以太网关40、远程信息处理器50、云端服务器60和移动端70；其中，信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器具有硬件备份功能。

在该实施例中，汽车电子系统体系架构内包括4个域控制器，4个域控制器的硬件配置相同，但是每个域控制器中的软件内部可以运行不同虚拟系统，每个域控制器都可以对外部及车内数据进行处理，还在域控制器层级增加了硬件备份，在系统软件层级增加备份，相当于部署了四套系统，同时运算、规划、决策，与执行器30反馈的结果进行对比、校核，当其中一个失效时，此时整车执行器30将受到3个正确指令和一个错误指令，即3：1的情况下，执行正确指令，保证系统能够正常运行，在2个域控制器失效的情况下，正确指令与错误指令的比例仍然是2：1，将汽车的安全等级极大地提高。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图6所示，为本申请实施例提供的另一种汽车电子系统体系架构示意图，该架构包括：车载传感器10、信息娱乐域控制器、车身控制域控制器、驾驶辅助系统域控制器、底盘与动力域控制器、执行器30、以太网关40、远程信息处理器50、云端服务器60和移动端70；其中，信息娱乐域控制器，用于与车身控制域控制器互相备份；驾驶辅助系统域控制器，用于与底盘与动力域控制器互相备份。

在该实施例中，域控制器集成了以太网关40和远程信息处理器50的功能，每个域控制器都是多核组成(举例如8核)，基于域控制器的特点，硬件多核组成，计算能力或者极大提高，并且软件虚拟化，一个域控制器内可以运行多个操作系统，将信息娱乐域控制器和驾驶辅助系统域控制器进行组队(因为这2个域控制器都具有gpu，对图像处理具有更高能力)，将信息娱乐域控制器作为驾驶辅助系统域的备份，在信息娱乐域控制器同时布置两套虚拟程序，信息娱乐域控制器和驾驶辅助系统域同时互相接受彼此的信号与信息，能够相互进行检测，当其中一个失效时，能够保证系统对信号仍具有处理能力，不会让系统完全实效，相比单纯的增加控制器(处理器)进行备份的方案，随着芯片处理能力的进步，系统难度更多体现在软件集成上，而不是单纯叠加连硬件的备份，单控制器硬件成本增加，但是系统成本是降低的，整个系统的可靠性将获得提高。同理，车身控制域控制器和底盘与动力域控制器组队，互相检测备份，根据域控制器的特性，在一个控制器内虚拟运行2个系统，互相检测、备份，在其中一个实效时，另一个开始上线控制，保证系统功能不会完全实效，以提高整个系统功能的安全等级。

需要说明的是，两两域控制器组队，实现软件备份功能具体为，同时将多个信息流发送给两个域控制器，两个域控制器都对数据流进行解析，但是在控制的时刻，每个域控制器只控制对应于自身的那份数据流产生的指令，在另一个域控制器正常且未失效时，不对另一个域控制器的数据流进行控制，即同时将数据流发送给组队的两个域控制器，进行备份、处理，但不控制。

在本申请的一个实施例中，优选地，域控制器20，还包括：车与外界信息交换通信接口，与外部设备相连接，用于接收外界设备发送的交换信息，使域控制器20与外界进行信息交换。

在该实施例中，通过在域控制器20上预留车与外界信息交换通信接口，能够同步保留域控制器20和车与外界信息交换通信接口的交互能力，以及保留了通过车对外界的信息交换(vehicletox，v2x)协议和其他智能段交互的能力。

在本申请的一个实施例中，优选地，域控制器20，还包括：人工智能接口，与人工智能设备相连接，用于接收人工智能设备发送的汽车规划指令，并将汽车规划指令发送至执行器30，使执行器30执行汽车规划指令。

在该实施例中，通过在域控制器20上预留人工智能接口，为后续通过人工智能设备提高系统对安全路径进行更高效规划提供保障。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。