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汽车电子架构

news 2025/7/26 15:19:00

本文试图从Analog Devices官网中的汽车解决方案视角带读者构建起汽车电子的总体架构图，为国内热爱和从事汽车电子行业的伙伴们贡献一份力量。

一、汽车电子架构总览

整个汽车电子包括四个部分：车身电子（Body Electronics）、座舱与信息娱乐系统（Cabin Experience and Infotainment）、电气化与动力系统（Electrification and Powertrain）、智能驾驶与安全（ADAS, Autonomous Driving and Safety）。以下分别介绍这四个部分。

二、车身电子

亚德诺半导体（Analog Devices）在车身电子部分给出的解决方案是：将以太网连接一直延伸到边缘节点，从而无需桥接功能，提供了一个完全优化的汽车以太网架构。

主要产品及解决方案

10BASE-T1S Ethernet to Edge Bus（E2BTM）：通过去除边缘节点上的软件增强软件定义汽车，ADI 提供驱动程序、评估套件、设计工具和开发工具，助力客户将该解决方案无缝集成到下一代汽车平台。
10BASE-T1S MAC-PHY Solutions：是集成了媒体访问控制器（MAC）的高性能以太网物理层（PHY）产品，ADI 提供相关工具支持其集成到下一代汽车平台。

区域架构支持

汽车以太网连接为下一代区域架构奠定基础，基于位置连接边缘传感器和执行器，消除网关、简化线束，减轻车辆重量以提高燃油效率。将以太网连接扩展到边缘能满足区域架构对更大带宽、更低系统复杂性和更高可扩展性的需求，ADI 的优化解决方案还支持实时功能升级和无线远程诊断（OTA）等连接功能。

三、座舱与信息娱乐系统

亚德诺半导体（Analog Devices）针对汽车座舱的创新技术，带来了更具沉浸感、个性化且更安全的出行体验。我们的解决方案利用电源管理集成电路、高性能数字信号处理器、丰富的汽车连接与网络产品组合、音视频转换器、传感技术以及特定应用的软件和开发工具。这一系列产品支持大型高清显示屏、先进的音频和声学功能、驾驶安全系统等。

官网在座舱方面针对6种不同场景总共给了6种解决方案，见下图。本部分只介绍这6种场景对应的系统架构，相关解决方案感兴趣的请自行阅读官网说明。能力有限没法解读架构内容，下文直接贴对应的架构图。

3.1 后排座椅娱乐和仪表盘显示

3.2 车载主机和驾驶舱电子控制单元

SOC可以看作是车机部分；

Audio Sub-System 可以看作是外置功放；

3.3 高端音频放大器

这个图是功放架构图

3.4 远程信息处理、紧急呼叫和网络

3.5 语音与声学信号处理

3.6 汽车显示

亚德诺半导体（Analog Devices）提供先进的汽车显示解决方案，助力您打造创新且具成本效益的显示系统。我们的直接驱动和矩阵驱动解决方案具备ASIL-B功能及全面诊断功能，可打造更安全、更可靠的系统。

架构图暂无

四、电气化与动力系统

4.1 汽车电池管理系统

电池管理系统（BMS）密切监测和管理多节电池组的充电状态和健康状态。对于电动汽车中的大型高压电池组而言，精确监测每个单体电池以及电池组的整体参数，对于实现最大可用容量、确保电动汽车安全可靠运行至关重要。BMS的质量直接影响电动汽车每次充电后的行驶里程。我们的解决方案能够最大限度地提升电池的使用寿命价值，有助于降低电动汽车的拥有成本。

亚德诺半导体（Analog Devices）为有线和无线电池管理系统（BMS）提供完整的系统级解决方案，以及用于设计和开发的软件和工具。

4.2 电动汽车动力总成

我们的电动动力总成解决方案由三个主要系统组成：牵引逆变器（或电驱动）、车载充电系统（OBC）和直流-直流转换器。通过采用新型宽带隙器件，如碳化硅（SiC）功率开关，ADI公司的解决方案正在助力实现更高续航里程的电动汽车，并支持汽车原始设备制造商（OEM）以具有竞争力的成本结构满足市场需求。

逆变器与电机

高压到低压，直流到直流转换

车载充电

五、智能驾驶与安全

5.1 高级驾驶辅助系统（ADAS）摄像头

先进驾驶辅助系统（ADAS）摄像头将有关车辆周围环境的重要信息传输到ADAS处理器，以便在必要时通知并启动车辆安全系统。亚德诺半导体（Analog Devices）的高性能电源以及高带宽、低延迟连接解决方案，确保我们的高级驾驶辅助系统（ADAS）摄像头能够提供值得您信赖的性能和精度。

5.2 先进驾驶辅助系统（ADAS）传感器融合电子控制单元

电子控制单元（ECU），也称为电子控制模块（ECM），是汽车内的一个嵌入式系统，用于控制一个或多个电气系统，充当汽车传感器融合域控制器的“大脑”。该模块将现实世界中的传感器输入转化为行动，向驾驶员发出警报或协助缓解潜在的不安全情况。亚德诺半导体（Analog Devices）提供可靠的模拟集成电路，使汽车电子控制模块能够达到所需的汽车安全完整性等级，最高可达ASIL-D级。

5.3 驾驶员与乘客监测系统（DMS，OMS）

驾驶员监控系统（DMS）和乘员监控系统（OMS），也被称为座舱监测系统，对于减少驾驶分心和提高车内安全性至关重要。DMS/OMS利用传感器分析驾驶员的警觉程度，必要时向驾驶员发出警告，并采取制动或其他自动驾驶车辆转向措施。

座舱监测设计可分为三个关键子系统：处理系统、摄像头/传感器系统以及发射器系统。该系统将红外二维全局快门传感器与红外LED/垂直腔面发射激光器（VCSEL）相结合，以捕捉可见光光谱之外的高质量图像。软件算法层将所有硬件输入整合在一起，以确定驾驶员和乘客的各种状态，如疲劳和分心。ADI公司提供所有这些安全解决方案，高度集成且经过优化，可简化您的设计需求。