在軟件定義車輛（SDV）時(shí)代，汽車正迅速變成移動(dòng)數(shù)據(jù)中心，集中式軟件取代了過于僵硬、無法無線更新的碎片化硬件。

為了應(yīng)對(duì)軟件復(fù)雜性，汽車制造商正在將硬件重新布線為“區(qū)域架構(gòu)”。這里，曾經(jīng)針對(duì)特定領(lǐng)域設(shè)計(jì)的控制器——例如動(dòng)力系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)或安全系統(tǒng)——現(xiàn)在基于位置，減少了它們之間的布線和延遲。區(qū)域控制器控制傳感器、執(zhí)行器及區(qū)域內(nèi)的其他外設(shè)，作為網(wǎng)關(guān)，連接其他區(qū)域和中央車輛計(jì)算機(jī)。

通過用更強(qiáng)大且可編程的CPU替換大量單功能MCU，區(qū)域控制器可以整合車輛內(nèi)的許多電子控制單元（ECU），從而簡(jiǎn)化電力和信號(hào)傳輸。它們通常具備足夠的性能來運(yùn)行預(yù)測(cè)診斷和其他ECU無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜應(yīng)用。額外的空間也使汽車制造商能夠通過空中（OTA）更新升級(jí)內(nèi)部軟件。

為了加快新區(qū)域架構(gòu)的發(fā)展，英飛凌科技表示，他們與電子制造巨頭Flex合作，推出了一套用于區(qū)域控制單元（ZCU）的模塊化開發(fā)套件。

兩家公司表示，FlexZoneX擁有30個(gè)獨(dú)特的構(gòu)建模塊，涵蓋數(shù)據(jù)路由、電力分配和負(fù)載控制等關(guān)鍵組件，結(jié)合Flex的設(shè)計(jì)和集成專業(yè)知識(shí)。這些“可重用”資產(chǎn)可以根據(jù)車輛類型進(jìn)行放大或縮減，為工程師提供了一種更快、更靈活的方式，根據(jù)自身需求定制ZCU的性能、尺寸和成本。

其核心是英飛凌的兩臺(tái)高性能六核TC4x MCU。這些汽車級(jí)MCU具備高輸入輸出密度和計(jì)算能力，這兩者在高端區(qū)域控制器中都至關(guān)重要。雙MCU解決方案配備了多種連接和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括以太網(wǎng)，使其能夠作為網(wǎng)關(guān)使用。它還配備了智能電源開關(guān)，實(shí)現(xiàn)更智能的電力網(wǎng)絡(luò)管理。

該平臺(tái)在拉斯維加斯的CES 2026上發(fā)布。

域架構(gòu)與區(qū)域架構(gòu)有何差異？

隨著軟件逐漸成為汽車產(chǎn)品差異化競(jìng)爭(zhēng)的核心，車企面臨著升級(jí)底層硬件架構(gòu)的巨大壓力。它們的目標(biāo)是解決傳統(tǒng) “域架構(gòu)” 下電子控制單元數(shù)量激增的問題。

傳統(tǒng)車企普遍采用的域架構(gòu)，是將汽車的各項(xiàng)功能按領(lǐng)域劃分 —— 無論是動(dòng)力總成、信息娛樂、底盤系統(tǒng)、主動(dòng)安全還是車身控制，每個(gè)功能域都由專屬的域控制器負(fù)責(zé)管理，域控制器之間通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。

域控制器作為上層管理單元，整合了下屬多個(gè)分布式電子控制單元的功能；借助虛擬機(jī)監(jiān)控程序（hypervisor），不同功能甚至可以作為軟件應(yīng)用運(yùn)行在同一顆微控制器上，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)小型電子控制單元的集成。

這種架構(gòu)能夠針對(duì)不同功能域的需求定制硬件方案，同時(shí)簡(jiǎn)化那些無法被軟件完全替代的電子控制單元的復(fù)雜度。但隨著汽車新功能的不斷增加以及底層軟件規(guī)模的持續(xù)膨脹，域架構(gòu)的弊端逐漸顯現(xiàn)：不同功能域需要搭建各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，大量的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接在車內(nèi)交織，形成復(fù)雜的布線網(wǎng)絡(luò)（見圖 1）。

1. 傳統(tǒng)汽車制造商廣泛使用的領(lǐng)域架構(gòu)正被一系列區(qū)域控制器網(wǎng)絡(luò)取代，這些控制器充當(dāng)電源、控制和網(wǎng)絡(luò)的總機(jī)。

隨著現(xiàn)代汽車承擔(dān)更復(fù)雜的任務(wù)，這些架構(gòu)也在域之間建立了冗余的電源和數(shù)據(jù)連接。這導(dǎo)致布線網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)延伸到車內(nèi)每個(gè)角落，導(dǎo)致昂貴且占用空間的線束。這可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中跳數(shù)增加，導(dǎo)致不必要的復(fù)雜性和性能下降。盡管域控制器實(shí)現(xiàn)了整合，但這種方式制造的汽車仍可承載多達(dá)150個(gè)ECU，每個(gè)ECU都有自己的布線。

為了簡(jiǎn)化流程，特斯拉和Rivian等新興企業(yè)正在將車輛的電氣和電子（E/E）架構(gòu)重新布線為不同區(qū)域。這將車輛劃分為物理區(qū)域——例如東、西、北、南——每個(gè)區(qū)域由本地控制人員管理，通常位于其所服務(wù)硬件附近。

區(qū)域控制器連接物理上的傳感器和其他節(jié)點(diǎn)，即使它們屬于不同的領(lǐng)域。這些區(qū)域隨后通過以太網(wǎng)骨干直接連接彼此，并連接到中央計(jì)算節(jié)點(diǎn)，最終降低了延遲。

該架構(gòu)的一個(gè)好處是將硬件與軟件開發(fā)解耦，降低了兩者的復(fù)雜性。例如，Rivian在其最新電動(dòng)卡車中重新配置了自適應(yīng)懸掛，采用分區(qū)架構(gòu)：南區(qū)連接后部執(zhí)行部件，西區(qū)界面位于前懸掛。系統(tǒng)隨后通過網(wǎng)絡(luò)總線進(jìn)行協(xié)調(diào)。相比之下，傳統(tǒng)汽車制造商通常使用一個(gè)懸掛控制器，所有部件都直接接入其中。

通過本地化計(jì)算和連接，分區(qū)設(shè)計(jì)去除了曾經(jīng)遍布車內(nèi)每個(gè)角落的繁重昂貴布線，減少了硬件總量。

例如，Rivian最新的分區(qū)架構(gòu)將第一代卡車的控制模塊數(shù)量從17個(gè)減少到7個(gè)。剩下的車型則針對(duì)信息娛樂、自動(dòng)駕駛和電池管理等優(yōu)化。節(jié)省下來的部分是大約1.6英里的內(nèi)部布線。公司聲稱材料成本降低了20%。

區(qū)域控制器通常依賴高性能多核MCU。它使他們能夠整合多個(gè)領(lǐng)域的功能，同時(shí)保持運(yùn)行不同安全要求的“混合臨界”工作負(fù)載所需的隔離性。

英飛凌預(yù)測(cè)，到2030年，大約50%的新車將采用分區(qū)架構(gòu)。

集連接、配電、控制于一體的全能型區(qū)域控制器

在每個(gè)分區(qū)內(nèi)，區(qū)域控制器充當(dāng)本地網(wǎng)關(guān)（見圖2）。這是一個(gè)復(fù)雜的角色，需要連接、控制并供電各種不同的傳感器和其他系統(tǒng)，連接到更廣泛的電力分配系統(tǒng)和車載網(wǎng)絡(luò)（IVN）。

2. 開發(fā)套件將允許OEM實(shí)現(xiàn)50多個(gè)電力分配、40多個(gè)連接通道和10個(gè)負(fù)載控制通道，加快區(qū)域架構(gòu)的評(píng)估。

Flex構(gòu)建的平臺(tái)將使OEM能夠?qū)崿F(xiàn)超過50條電力分配、40條連接和10條負(fù)載控制通道，以快速評(píng)估分區(qū)架構(gòu)和早期應(yīng)用開發(fā)。

通過將這些組件集成在一臺(tái)設(shè)備中，飛凌表示客戶可以根據(jù)具體情況“調(diào)整設(shè)計(jì)尺寸”，同時(shí)保留功能余裕以備未來車型。這種靈活性讓你可以從完整的“超集”硬件開始，然后逐步精簡(jiǎn)以優(yōu)化成本。

區(qū)域控制器配備了相對(duì)較大的軟件應(yīng)用空間，并且具備隨時(shí)更新的能力。每個(gè)高性能MCU配備最多10MB的SRAM內(nèi)存和最多21MB的NVM。

為了無縫連接車輛其他部分，分區(qū)控制器通過集成的Brightlane PHY提供六個(gè)以太網(wǎng)通道，其中包括兩個(gè)1000BASE-T1接口。這些接口允許同時(shí)連接中央計(jì)算節(jié)點(diǎn)和另一個(gè) ZCU，其中一個(gè)接口可升級(jí)至 2500BASE-T1。另外兩個(gè)100BASE-T1以太網(wǎng)通道支持與其他區(qū)域控制器的高帶寬連接，同時(shí)以太網(wǎng)也可用于連接兩個(gè)傳感器，采用10BASE-T1S標(biāo)準(zhǔn)。

FlexZoneX 還配備了多種更傳統(tǒng)的汽車界面。其中包括一對(duì)帶有網(wǎng)絡(luò)功能的CAN-FD接口，使網(wǎng)絡(luò)中的特定ECU能夠喚醒，而其他ECU則保持待機(jī)狀態(tài)，從而降低整體功耗。此外，它提供18個(gè)CAN-FD通道，連接分布在車輛各處的各種ECU，支持最多16個(gè)LIN連接。

新設(shè)備支持所有必要的區(qū)域控制功能，包括通過硬件加速器安全數(shù)據(jù)路由、實(shí)現(xiàn)無縫軟件更新的內(nèi)存分區(qū)（也稱為A/B交換）以及安全性。它還具備過電流、過電壓和I2T保護(hù)，以及電容負(fù)載切換和反極性保護(hù)。飛凌表示，其AURIX的MCU配備了OPTIREG電源、PROFET智能電源開關(guān)和MOTIX電機(jī)控制解決方案等產(chǎn)品。

智能電源開關(guān)設(shè)計(jì)為電子保險(xiǎn)絲，取代傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲，減少布線，使汽車制造商能夠?qū)崿F(xiàn)更智能、更高效的電力網(wǎng)絡(luò)管理。