1.1 传统汽车EEA的发展历程

在汽车行业百余年的历史中，汽车制造商不断满足着消费者对汽车的安全性、舒适性、便捷性和环保的需求。当我们把视线聚焦到汽车本身时可以发现，它从最初几乎没有什么电子与电气部件，到20世纪70年代开始出现大量的车载电子与电气部件，如音响设备、影像设备、通信设备、辅助驾驶功能设备等，以满足人们对驾驶安全性和舒适性的各种需求。对汽车制造商的产品开发人员来说，电子与电气部件的增加，也使这些部件之间的连接和通信的复杂度快速增长。20世纪80年代，德国汽车零部件供应商博世历时3年开发出CAN总线，这种简单、高效的车载通信系统大大简化了整车电子与电气系统的拓扑结构。CAN总线是一种运行在双绞线上的差分电平总线系统，有着可靠性高、结构简单、成本低等突出优点，一经推出，就基本解决了各种功能简单、数据传输速率较低的部件之间的通信和接入问题。CAN总线从20世纪90年代初开始应用在量产车型上，在不到十年时间里，迅速被各大汽车企业接纳，由此奠定了其在汽车通信网络中长达二三十年的主导地位。

然而，CAN总线也存在不足，该总线带宽较小，这决定了采用CAN总线作为骨干网的汽车要实现整车功能，只能依赖于功能单一的分布式ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）。汽车需要增加新的功能时，通常需要增加新的ECU，而各个ECU之间只能通过有限的通信来实现一些对时延要求不高的简单功能的组合。

20世纪90年代之后，车载电子产品的蓬勃发展进一步推动了新的车载通信技术的出现，图1.1展示了技术的发展。这些技术包括车载影音娱乐和车载导航需要的MOST（Media Oriented System Transport，面向媒体的系统传输）技术、传输视频数据所需要的LVDS（Low-Voltage Differential Signaling，低电压差分信号）技术、GMSL（Gigabit Multimedia Serial Link，吉比特多媒体串行链路）、广泛应用于制动和转向等底盘控制的事件触发FlexRay技术，以及应用于车门、车窗等简单控制器的LIN总线技术等。直至今日，这些车载通信技术仍在被广泛地使用着，汽车通信网络呈现出一种多总线共存的局面。在这一时期，汽车内部的通信和控制基本上采用堆叠模式，多种总线并存，而不是有机结合发展，这导致汽车电子与电气方面的复杂度不断增加，汽车的生产维护成本也不断增加。

图1.1 车载通信技术的发展

2007年，美国汽车零部件供应商德尔福公司首次提出了整车EEA的概念，开始从整车的角度系统地看待车载电子与电气部件的通信网络问题。整车EEA的提出，标志着汽车行业对整车电子与电气部件及其整体架构的设计开发进入一个全新的阶段。各大汽车制造商在车型平台化的开发理念下，基于各自产品定位和配置、供应链体系和供应能力，以及技术路线，逐步形成了适合自己的整车EEA开发策略和规范，以保证其生产的车型的通用性，从而在提高开发效率的同时，降低了开发投入。

2015年至今，汽车领域逐渐出现“新四化”的概念：电动化、智能化、网联化、共享化。汽车“新四化”已经逐渐成为汽车企业发展的共识，尤其是智能化使汽车在从生产下线到报废的整个生命周期内，不再是独立的、一成不变的个体，而是成为软件可升级、硬件也可更换和升级的“移动的电子产品”。为满足汽车智能化的需要，使整车在全生命周期内可升级软硬件、推出新功能，车载通信的大带宽和车载控制器的高算力的重要性变得日益显著，而这些正在发生的革命性的变化给基于CAN总线的传统EEA带来了巨大的挑战。在汽车“新四化”提出之前就存在的车载通信技术（CAN总线等）已经应用于整车网络近30年的时间，这些技术支持的带宽面对汽车的发展已经捉襟见肘。权宜之下，业界开发出了CAN FD（CAN with Flexible Data-rate，灵活速率CAN）总线技术，将带宽提高到2 Mbit/s，以支持采用CAN总线为骨干网的传统汽车EEA的平滑演进。但这种带宽的提升无疑是杯水车薪，CAN FD总线技术只能是一个临时方案。时至今日，汽车行业迫切需要一种具备更大带宽、支持可持续演进、成本可控的新一代车载网络通信技术，以及基于该技术的全新整车EEA。