一种车载域控制器系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种车载域控制器系统。


背景技术：

2.汽车智能化和信息化发展使得ecu(electronic control unit，电子控制单元)的使用量越来越多。从传统的引擎控制系统、安全气囊、防抱死系统、电动助力转向、车身电子稳定系统，再到智能仪表、娱乐影音系统、辅助驾驶系统等。各个分离的ecu使得汽车结构复杂，所需电缆总长度也大幅增加，不仅使得制造成本大大提高，同时造成电缆布线装配困难。
3.为了解决分布式eea(electrical/electronic architecture，电子电气架构)的这些问题，人们开始逐渐把很多功能相似、分离的ecu功能集成整合到一个比ecu性能更强的处理器硬件平台上，这就是域控制器(domain control unit，dcu)。现有的域控制器系统成本较高，集成度与性能难以平衡，同时兼容性较低，无法满足快速发展的汽车控制需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种车载域控制器系统，具有平台化、高性能、高集成度和良好的兼容性，降低了开发与集成成本，减少了ecu的数量，改善了平台的可扩展性也更好，大大降低了整车的成本，同时具有强大的算力，使实现复杂功能的人工智能成为可能。
5.实现本实用新型目的技术方案是：
6.一种车载域控制器系统，包括系统供电模块、中央计算模块以及均与中央计算模块电连接的安全控制处理模块、视频接入模块、视频输出模块、网络输入输出交换模块以及外设接口模块，所述安全控制处理模块同时与系统供电模块、外设接口模块和网络输入输出交换模块电连接。
7.进一步地，所述中央计算模块采用单片或者多片soc芯片。
8.进一步地，所述安全控制处理模块采用infineon tricore系列芯片。
9.进一步地，所述外设接口模块包括均与中央计算模块电连接的can接口、lin接口、flexray接口和gpio接口。
10.进一步地，所述系统供电模块采用集中配电，包括电源以及均与电源电连接且分别独立控制的摄像头供电电路、雷达供电电路、超声供电电路、灯光供电电路、车窗供电电路和娱乐供电电路。
11.进一步地，所述网络输入输出交换模块包括电连接的汽车网关处理器和车载以太网络交换器，所述汽车网关处理器同时与中央计算模块电连接。
12.进一步地，所述汽车网关处理器采用型号为dra821的芯片。
13.进一步地，所述车载以太网络交换器采用型号为rtl9075的控制芯片。
14.采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：
15.(1)本实用新型通过视频输入模块将外部视频数据传入到中央计算模块，进行处理分析，并与经外设接口模块导入的其他辅助数据，如毫米波雷达、激光雷达、超声雷达等进行数据融合，最终计算出汽车的一系列操作策略，如车道保持、行人避让、车身安全距离等，这些操作策略将导入到安全控制处理模块，形成对汽车本身的控制策略，如刹车控制、油门控制、灯光控制、驾驶员互动控制输出等，整体结构具有平台化、高性能、高集成度和良好的兼容性，平台化使得开发与集成成本大大降低；高度的集成减少了ecu的数量，同时使得平台的可扩展性也更好，整车的成本也大大降低；丰富的外设硬件接口形式及高性能计算单元使得主机厂在不同的汽车功能域，如动力域，底盘域，车身域，座舱域，自动驾驶域等兼容使用同一套硬件域控制器，主机厂只需要相应的修改或部署软件功能，兼容性良好。通过设置中央计算模块使得域控制器可以运行更复杂的传感器融合算法，使实现复杂功能的人工智能成为可能。
16.(2)本实用新型中央计算模块采用soc芯片，具备强大的计算机视觉处理功能、丰富的图像信号接入功能和神经网络计算引擎，同时支持ai算法、汽车网络安全、摄像头预处理、图形并行处理、高清显示、视频处理、多传感器感知与融合以及高吞吐处理引擎，性能优异。
17.(3)本实用新型安全控制处理模块采用infineon tricore系列芯片，具备双核锁步(dual-core lockstep)处理器结构的硬件冗余技术措施以及软硬件自检功能(bist,build-in self test)、存储器纠错校验技术(ecc,error correcting code)，提高处理器安全特性。
18.(4)本实用新型设有多种接口，便于与其他模块及外部的传感器进行通信，如雷达数据，高精度定位数据等，提高使用便捷性。
19.(5)本实用新型采用集中配电，取消了传统的保险丝及继电器，结构更加简洁，每一路电路单独可控、独立保护，从而实现智能优化电源管理，基于电流及电压诊断的故障预测。
20.(6)本实用新型的网络输入输出交换模块采用型号为dra821的汽车网关处理器和型号为rtl9075的车载以太网络交换器控制芯片，dra821芯片集成了一系列的安全功能，包括计算关键存储器和内部数据总线的ecc、防火墙、自检诊断工具和错误信号模块，用于捕获与功能安全有关的错误；dra821还集成了一系列安全功能，以防止外部攻击，包括安全启动、加密加速、可信执行环境、安全存储、即时加密和用于安全管理的协处理器；rtl9075控制芯片整合了100base-t1 phy和1000base-t1 phy，支持用于先进驾驶辅助系统和自动驾驶应用的时敏网络，对域控制器的进出数据安全进行实时加解密安全管理。
附图说明
21.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：
22.图1为本实用新型的结构框图；
23.图2为网络输入输出交换模块的结构框图。
具体实施方式
24.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
25.(实施例1)
26.如图1所示的车载域控制器系统，包括系统供电模块、中央计算模块以及均与中央计算模块电连接的安全控制处理模块、视频接入模块、视频输出模块、网络输入输出交换模块以及外设接口模块，其中安全控制处理模块同时与系统供电模块、外设接口模块和网络输入输出交换模块电连接。视频输入模块将外部视频数据传入到中央计算模块，进行处理分析，并与经外设接口模块导入的其他辅助数据，如毫米波雷达、激光雷达、超声雷达等进行数据融合，最终计算出汽车的一系列操作策略，如车道保持、行人避让、车身安全距离等，这些操作策略将导入到安全控制处理模块，形成对汽车本身的控制策略，如刹车控制、油门控制、灯光控制、驾驶员互动控制输出等。
27.具体地，由于传统的保险丝及继电器系统体积大，易损坏，需要人工替换修复，本实施例系统供电模块采用集中配电，包括电源以及均与电源电连接且分别独立控制的摄像头供电电路、雷达供电电路、超声供电电路、灯光供电电路、车窗供电电路和娱乐供电电路，取消了传统的保险丝及继电器，结构更加简洁，每一路电路单独可控、独立保护，从而实现智能优化电源管理，基于电流及电压诊断的故障预测。
28.中央计算模块采用单片或者多片soc芯片，如ti tda4芯片、地平线j3芯片或nvdia orin芯片，具备强大的计算机视觉处理功能、丰富的图像信号接入功能和神经网络计算引擎，同时支持ai算法、汽车网络安全、摄像头预处理、图形并行处理、高清显示、视频处理、多传感器感知与融合以及高吞吐处理引擎，性能优异。
29.功能安全是汽车研发流程中非常关键的要素之一，随着系统复杂性的提高，来自系统失效和随机硬件失效的风险日益增加。根据汽车功能安全标准iso26262对处理器单元的诊断覆盖率推荐的安全技术措施，本实施例安全控制处理模块采用infineon tricore系列芯片，如芯驰e3芯片，具备双核锁步(dual-core lockstep)处理器结构的硬件冗余技术措施以及软硬件自检功能(bist,build-in self test)、存储器纠错校验技术(ecc,error correcting code)，保证处理器的安全特性。
30.网络输入输出交换模块包括电连接的汽车网关处理器和车载以太网络交换器，其中汽车网关处理器同时与中央计算模块电连接。汽车网关处理器采用型号为dra821的芯片，集成了一系列的安全功能，包括计算关键存储器和内部数据总线的ecc、防火墙、自检诊断工具和错误信号模块，用于捕获与功能安全有关的错误；dra821还集成了一系列安全功能，以防止外部攻击，包括安全启动、加密加速、可信执行环境、安全存储、即时加密和用于安全管理的协处理器。车载以太网络交换器采用型号为rtl9075的控制芯片，整合了100base-t1 phy和1000base-t1 phy，支持用于先进驾驶辅助系统和自动驾驶应用的时敏网络，对域控制器的进出数据安全进行实时加解密安全管理。
31.本实施例具有丰富的外设接口模块，包括均与中央计算模块电连接的can接口、lin接口、flexray接口和gpio接口，便于与其他模块及外部的传感器进行通信，如雷达数据，高精度定位数据等，提高使用便捷性。
32.传统的汽车在不同功能系统使用各个分离的ecu，比如引擎控制系统、安全气囊、
防抱死系统、电动助力转向、车身电子稳定系统，再到智能仪表、娱乐影音系统、辅助驾驶系统，使得汽车结构复杂，多种ecu类型也使得制造成本大大提高。本实用新型整体结构具有平台化、高性能、高集成度和良好的兼容性，平台化使得开发与集成成本大大降低；高度的集成减少了ecu的数量，同时使得平台的可扩展性也更好，整车的成本也大大降低；通过设置中央计算模块使得域控制器可以运行更复杂的传感器融合算法，结合丰富的外设接口模块，使实现复杂功能的人工智能成为可能。
33.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。