汽车域控制器架构和OTA的心脏(1)

全球第一个域控制器车辆路虎卫士的网络架构，核心就是GWM即网 关模块

域控制器网 关的典型架构，网 关可以看做中央集线器，其主要作用有两点，一是处理不同的通讯协议如CAN、CAN-FD、以太网、FlexRay、LIN等。另一个作用是分发升级信息，即OTA。早期的网 关芯片就是带比较多网络接口MCU的，现在变成MPU，运算能力大大增强了。网 关芯片可分为一大三小，NXP占据绝对霸主地位，瑞萨、德州仪器和英飞凌正奋力追赶NXP

汽车E/E架构的心脏就是网 关，当然域控制器架构的心脏也是网 关，此外OTA的唯一硬件承载体也是网 关。网 关是未来汽车电子里最核心的部分。

首先，网 关软件系统异常复杂，包括了Linux、RTOS、AUTOSAR、SDHC、IPCF、TCP/IP，需要足够强大的软件生态平台支持，但芯片厂家一人单打独斗是不行的，得有众多外围厂家配合，而外围厂家自然会选择市场上出货量最大的芯片来配合，如此一来就形成滚雪球效应，两者互相增强，这也是NXP网 关一家独大的主要原因。对新兴厂家来说则是噩梦，没有人会为其配套开发软件。完全自主开发不现实，成本高昂，且芯片厂家技术能力不可能面面俱到，必须有第三方配合。

其次，网 关芯片的通讯技术与物理层关系紧密，这是隶属模拟领域的知识，需要经验丰富的模拟芯片专家，需要几十年的技术积累，这也是为何没有初创网 关芯片厂家的原因。此外，网 关芯片牵涉复杂的时钟基准和ADC，这也是完全靠经验积累的领域，时钟的Jitter抖动消除的经验差不多是玄学。

再次，网 关芯片需要数量庞大的物理层和交换机芯片配合，最好是一个厂家能全部包揽，这只有NXP能勉强做到。最后，这么关键的芯片自然需要ASIL-D级安全认证。恩智浦S32G-VNP-GLDBOX开发平台

NXP最新网 关框架图，即S32G-VNP-GLDBOX开发平台，核心芯片S32G274A。所有关键芯片NXP都能提供。包括5路LIN，物理层是TJA1024和TJA1021，1路FlexRay，物理层是TJA1801，16路常规CAN，物理层包括TJA1024、TJA1043、TJA1643。一个9口的以太网交换机SJA1110A，7路百兆，2路千兆，还有3个独立的千兆以太网，合计12路。百兆以太网（802.3bw或TC10标准）物理层可以用NXP的TJA1100HN，车规级千兆以太网（802.3bp或TC12标准）物理层NXP还没有对应产品，一般会用Marvell的88Q2112。特别添加M.2接口，对应AI加速器可能用到的SSD。S32G2系列有4款芯片，最高为S32G274。

上图为S32G274A内部框架图，包含4个ARM Cortex-A53@1.0GHz核心，3个Cortex-M7@400MHz核心。Arm Cortex-M7作为MCU做对实时性要求更高的控制，例如动力域的Classic Autosar应用，而Cortex-A53由于高的主频和处理能力则主要用于算法的运行，例如跑信息娱乐或ADAS域基于QNX的Adaptive Autosar应用。只有S32G274A具备4个A53，S32G233A和S32G254A都是两个A53。S32G234M则没有ARM核。

来源：电动新视界