EE-Architectures

1. Bosch Engeering 博世工程技术
Bosch Engineering | 10/10/2016
© Robert Bosch GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.
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E/E-Architecture 电子电器架构

2. 什么是电子电器架构
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车内分域电子电器部件

3. 什么是电子电器架构
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E/E-Architecture 车型平台共享

4. 什么是电子电器架构
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设计比较 – 硬件层基础设计
Sensor
Actuator Actuator
BCM
Actuator Actuator
Sensor
Sensor
Actuator Actuator
Sensor /
Actuator
Sensor /
Actuator
Sensor /
Actuator
Sensor /
Actuator
Sensor Sensor
Sensor
Actuator
Sensor
Sensor
中央网关
Sensor /
Actuator
Sensor
Sensor
Actuator
Actuator
Sensor
Actuator
Actuator
Sensor
Sensor
Actuator
Actuator
Actuator
Actuator
ECU
Sensor
Sensor
Sensor
Sensor
区 – 右前
区 – 左前
区 – 右后 区 – 右后
Sensor
传感器
Actuator
执行器
传感器 /
执行器
ECU
线束
LIN
说明
+
地
电
CAN

5. 什么是电子电器架构
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设计比较 – 硬件层分区设计
Sensor
Actuator Actuator
Actuator Actuator
Sensor
Sensor
Actuator Actuator
Sensor /
Actuator
Sensor /
Actuator
Sensor /
Actuator
Sensor /
Actuator
Sensor Sensor
Sensor
Actuator
Sensor
Sensor
中央网关
Sensor /
Actuator
Sensor
Sensor
Actuator
Actuator
Sensor
Actuator
Actuator
Sensor
Sensor
Actuator
Actuator
Actuator
Actuator
ECU
Sensor
Sensor
Sensor
Sensor
BCM
左侧区域ECU
BCM
右侧区域ECU
区 – 左前 区 – 右前
区 – 右后 区 – 右后
Sensor
传感器
Actuator
执行器
传感器 /
执行器
ECU
线束
LIN
说明
+
地
电
CAN

6. 什么是电子电器架构
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E/E-Architecture 工作流程以及内容
整车电子电器组建以及线束的
拓扑结构
整车拓扑层
汽车功能以及需求
客户功能需求
电子电器类型(传感器, ECU,
以及执行器)
ECU ECU ECU
传感器 执行器
硬件层
电子电器部件以及车身网络
(总线连接)
ECU
ECU
CAN
ECU
FlexRay
ECU
CAN-FD
传感
器
执行
器
网络层
需求 A
需求 B
需求 C
功能 A
功能 B
功能 C
功能以及功能互联
功能
功能
功能
功能
功能
功能以及逻辑层
讯号 讯号
讯号
连接器，pin, 以及线束拓扑结
构
ECU ECU
线束 / PIN
传感
器
执行
器
线束层

7. E/E-Architecture 工作内容
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整车网络拓扑图
中央网关
诊断端口
IC
ECU
ECU PEPS
ECU
Airbag
ECU
ECU TCU
ECU
EMS
信息娱乐系统 车身系统 车辆运动系统 动力总成系统
CAN 250 kbit/s
CAN 500 kbit/s
LIN
车辆以太网
视频链接
Info-CAN
H-CAN
DA-CAN
娱乐信息 CAN
混合 CAN
驾驶辅助CAN
PT-CAN
VM-CAN
Diag-CAN
动力总成 CAN
车身运动 CAN
诊断 CAN
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU ECU
ECU ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU
ECU

8. E/E-Architecture 工作内容
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PREEvision – 整车网络拓扑

9. 未来 E/E-Architecture 趋势
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2020 年 E/E-Architecture 趋势
技术
 越来越多的密集计算功能 (娱乐信息, 先进驾驶补助)
 持续的增长方差 (例如动力总成电子化)
 跨领域功能的增加
 远程通讯 / 云连接
 各种来源的软件集成
 快速推出创新
 一个 可拓展的 电子电器和软件架构
 应用软件的重用
战略
 自动驾驶功能
 定制 / 个性化
 动力总成多样化
市场

10. 未来 E/E-Architecture 趋势
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今天 E/E-Architecture 的瓶颈
通讯带宽
通讯带宽
领域内部和跨领域之间的通讯带
宽不足以用于未来的数据流量通
讯
领域内部和跨领域之间的通讯带
宽不足以用于未来的数据流量通
讯
更多的变种
更多的变种
许多领域，市场，和技术导致了
复杂并且昂贵的变种处理
许多领域，市场，和技术导致了
复杂并且昂贵的变种处理
对外通讯
对外通讯
导致更多的数据流量和显著的
安全风险
导致更多的数据流量和显著的
安全风险
拓展性和灵活性
拓展性和灵活性
未来的电子电器系统需要允许迅
速的推出创新
未来的电子电器系统需要允许迅
速的推出创新
计算能力
计算能力
在嵌入式系统中串行计算已经接
近到了技术极限
在嵌入式系统中串行计算已经接
近到了技术极限

11. 未来 E/E-Architecture 趋势
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E/E Architecture 2020年核心技术
集成平台
集成平台叠加软件组件
新的软件方法
基本系统 ECU
专注于深层系统的具体功能
嵌入式控制器
高级网关
增加了路由的复杂性和通信
吞吐量
新建路由机制
ECU的集成以及合并
ECU合并, 将现有硬件和软件
到现有的ECU当中
新的嵌入式控制器
无线网连接
电子电器架构与外部的通讯
沟通
安全机制
分域 ECU
使用强大的控制器作为
整合平台的几个叠加软
件组件
高运算能力
通信网络
更高的带宽，灵活的
沟通机制
汽车以太网

12. 未来 E/E-Architecture 趋势
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E/E Architecture 的进化与革命
Modular
Integration
Centralization
Fusion
Vehicle Computer
Vehicle Cloud Computing
 Each function has his own ECU (“One function – one Box”)
 Merge of ECUs, integration of HW&SW into existing ECUs
 Domain oriented centralization (DCUs, IVC)
 Standardization of basic controller
 Melting of domains, fusion of DCUs
 Integrated all wheel drive management
VISION
 Fusion of all DCUs in one
centralized vehicle computer
VISION
 Transfer of embedded
functions into the cloud
 第一类: 中央或集成车辆网关
GW
GW
GW
 第一类: 中央或集成车辆网关
 第二类: 特定分域网关(域控制器)
Backbone
GW
GW
 第一类: 中央或集成车辆网关
 第二类: 特定分域网关(域控制器)
 第三类: 区域网关
GW
GW – Gate Way

13. 未来 E/E-Architecture 趋势
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汽车安全分层
防火墙
安全网关
第四层:
车辆网络连接
 保护车辆的安全性和完整性
以及驾驶员隐私
 通讯和外部连接的车辆防火
墙以及安全标准
第三层:
电子电器架构
 保护和单独区分域
 牢固电子电器架构和安全网关，
运用自适应规则来控制流量和
访问
*1HSM 硬件安全模块
*2HIS 制造商计划软件
*3API 应用程序编程接口
安全通讯
带有HSM的ECU
第一层:
个别 ECU
 保护ECU软件和
数据完整性
 博世 HSM*1 在 μC 建议的
HIS*2 标准以及 Autosar
API*3
 HSM 在新一代的ECU的使用
第二层:
车内网络
 保护关键的车载信号
完整性
 为正宗通讯所进行的
AUTOSAR-标准化
(博世支持)
ACC
OBD
ECU
CGW
ECU

14. 未来 E/E-Architecture 趋势
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目前没有以太网的电子电器架构案例 (以太网仅用于诊断端口)
动力总成 娱乐信息 车身电子
中央网关
CAN
FlexRay CAN
MOST
VMS*
CAN
FlexRay
DLC
汽车总线系统性能
CAN ISO11898 < 1 Mbit/s
FlexRay ISO17458 < 10 Mbit/s
MOST < 150 Mbit/s
CAN FD < 2 Mbit/s
汽车总线系统性能
CAN ISO11898 < 1 Mbit/s
FlexRay ISO17458 < 10 Mbit/s
MOST < 150 Mbit/s
CAN FD < 2 Mbit/s
ECU 域-ECU
Switch
VMS* – 车辆运动与安全
Ethernet （以太网）
Bus-Systems

15. 未来 E/E-Architecture 趋势
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域分类ECU的混合骨架~2018
安全 车辆运动 娱乐信息 车身电子
中央网关
CAN
CAN-FD
FlexRay
CAN
CAN-FD
CAM
RADAR
RADAR
CAM
CAM
驾驶辅助
DLC
ECU 域-ECU
Switch
以太网，CAN / CAN-FD 以及
Flexray 连接到一个中央网关上
以太网，CAN / CAN-FD 以及
Flexray 连接到一个中央网关上
Ethernet （以太网）
Bus-Systems

16. 未来 E/E-Architecture 趋势
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分域ECU和以太网骨架
安全 车身运动 娱乐信息 车身电子
中央网关
驾驶辅助
摄像头
雷达
雷达
摄像头
摄像头
DLC
ECU 域-ECU
Switch
Ethernet （以太网）
Bus-Systems

17. 未来 E/E-Architecture 趋势
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IVC 在DCU当中的控制器概念
友好相处 域控制
BEG HEV 创新项目启动:
前轴两个电动机, 后轴由内燃机驱动
01/2013
开始为美国OEM批量生产带有RWS的IVC
在欧美国家的多个项目开发（包括跑车及越野车）
01/2016

18. 系统规范
测试管理 - V & V
架构与开发
10MBit/s
100MBit/s
500kBit/s
Ethernet
集成
博世工程技术 E/E-Architecture 服务
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BEG-VS/EEA-工程 E/E-系统与架构
12V/24V
48V HV
L L
L
L
D
C DC
组件开发

19. 博世工程技术 E/E-Architecture 服务
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E/E-Architecture 服务内容
 基准以及市场走势分析
 根据市场和客户的特征定义功能范围
 为电子电器系统开发创新的解决方案
 支持您的电子电器架构项目团队并且做好协调工作
 电子电器架构原型设计开发的建模以及验证
 开发过程以及方法的培训以及咨询

20. 博世工程技术 E/E-Architecture 服务
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车载通信网络服务
 车载通信网络的规范以及模拟仿真
 系统功能规范 (例如：诊断，网络管理，重新编程)
 测试规范以及测试系统开发
 通讯网络集成以及测试
 咨询与培训
500kBit/s
20 kBit/s
10MBit/s
Ethernet
100MBit/s

21. 博世工程技术 E/E-Architecture 服务
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电子电器集成服务
 根据您计划的整车特征和组件来设计电子电器架构 (结转, 现成的, 新系统)
 为您的采购流程和组件开发创建ECU需求规格说明书
 与您的首选供应商或我们的标准合作伙伴做线束设计
 指定通信及能源网络
 执行系统集成与验证
系统集成与验证
ECU
requirements
specification
所有的ECU需求
电子电器架构 线束设计

22. 博世工程技术 E/E-Architecture 服务
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测试管理/验证与确认
 测试管理和测试流程咨询以及测试策略
 全程追溯的完整的解决方案，从建模组件到软件和系统测
试以及车辆测试定义来支持全套电子电器整合
 为了确保最高的产品质量，将使用最先进的验证方法，试
验概念，以及测试过程来完成测试规范与执行的创造
 与安全相关的标准整合(例如 ISO26262) 其中也包括安全性
问题
 选择和开发自动化测试，从而进行优化和有效地进行测试
 测试设计技术，测试工具以及测试管理培训