“舱驾融合”技术发展趋势分析（上）_基于soa的驾舱一体融合模式

作者：陈康成  内容来源：九章智驾

引言：

前段时间，集度发布了其首款汽车机器人ROBO-01，并在发布会上提到了一个令笔者比较感兴趣的词：“舱驾融合”。其实早在集度之前，上汽零束也提出过舱驾融合的概念。而有些车企，虽然没有明确提出舱驾融合，但其智能驾驶和智能座舱产品，也或多或少地有着舱驾融合的形态。

那么，什么是舱驾融合？目前企业在舱驾融合上在做怎样的探索？舱驾融合方案的优势和面临的挑战是什么？舱驾融合对开发模式和产业链格局又会带来什么样的影响？带着这些问题，笔者访谈了相关领域的技术专家，希望能够对“舱驾融合”有更深层次的理解。

1. 厘清“舱驾融合”概念

众所周知，汽车的智能化程度取决于底层的EE架构。在汽车智能化的进程中，EE架构的发展路线从功能独立的分布式架构，到功能集成的域集中式架构，最后再到高度集成的中央计算＋区域控制的中央集中式架构。

在域集中式架构阶段，业内谈的比较多的就是经典五域：座舱域、智驾域、动力域、底盘域、车身域。再往后发展，到域融合阶段，五大功能域之间开始尝试进行跨域融合，虽然不同的主机厂有不同的理解和做法，但大体思路是一致的，即先将部分域的功能集成到一个高性能计算单元内，再逐渐聚合更多的功能域，最终实现1个中央计算大脑的目标。舱驾融合差不多就是在这个阶段诞生的产物—— 座舱域和智能驾驶域进行跨域融合，形成舱驾一体域控制器。

不同形式的跨域融合尝试

（信息来源：公开资料整理）

均联智行首席架构师汪浩伟认为：“舱驾融合可以从硬件和软件两个不同的层面去考虑，从不同层面进行融合的概念是完全不同的，目的和作用也完全不一样。

“硬件上的融合更多地是基于产品的视角，从成本和设计的维度进行考虑。在一颗SoC芯片里面做融合，才是真正意义上的硬件融合。这个时候，底层软件和通讯方式都会有本质上的改变，成本上的优势也会凸显出来。

“软件上的融合更多地是基于技术的视角，从功能的维度进行考虑。软件上的融合需要考虑怎么去改变整体软件架构设计，从而使得新的软件架构能够更加适用于舱驾融合系统。与此同时，引入SOA面向服务的设计理念和工具，可以帮助主机厂更好地做好舱驾融合。

“软件上的融合不会随着硬件上的融合而变化。不管硬件是做成一个单SoC芯片，还是做成一个单板，亦或是做成两个单板，从软件融合的角度来讲，区别并不大，只是底层的通讯和运行方式会有所不同。从功能层面来讲，只有软件上的融合才会改变应用程序和上层逻辑本身，舱驾融合意义才会更大。”

1.1 舱驾融合层级的划分

1）应用层面的融合

由于技术发展和工程化的问题，现阶段比较容易实现的方案是：在物理形式上，智能驾驶域控制器和座舱域控制器采用完全相互独立的两个盒子，但在应用层面，很多功能之间的信息交互通过跨域进行打通，并实现数据融合创新 —— 将智能座舱中的人机交互、沉浸式体验等内容，与智能驾驶的各项功能深度结合、联动，从而提升用户的安全感与舒适感，增强用户对智能化汽车的使用体验。

环宇智行COO曹晶提到，他们有一个项目，主机厂要求统一采用SOA架构，通过以太网或CAN协议把座舱域和智驾域中的信号能够发送出来共享，这样一来，在功能层面就可以做更多的融合创新。如果按以前的策略，两个域的信号基本都是固定写死的，虽然可以通过私有CAN转发到整车CAN总线上，但是，系统需要获取相关信号的时候，还得再去整车CAN总线上查询，非常不方便。

2）座舱域控制器和智驾域控制器在物理形式上合二为一

座舱域控制器和智驾域控制器合并成一个盒子，内部由多个SoC或者MCU芯片构成。这些芯片用于支持不同的功能，每个芯片以及芯片内的不同核上运行不同的操作系统。这种形式又可再细分成两种方案：A. 座舱和智驾功能分别部署在不同的板子上。B.座舱和智驾功能部署在同一个板子上。

“如果座舱和智驾功能分别部署在不同的板子上，用于支持座舱和智驾功能的SoC芯片肯定都会有自己专属的外围电路设计；如果两者的功能部署在同一个板子上，设计方案可以从整体上去考量，包括器件的选型，电路、供电、存储等方面的设计，比如，考虑DDR是否可以共享、EMMC模块是否可以共享等等。整体来讲，B方案比A方案在电子器件、接口、线束等部件的使用量上有一定程度的减少，使得BOM成本相对较低。”曹晶表示。

3）基于单SOC芯片的舱驾功能融合

智舱和智驾的功能由一颗单SoC芯片来完成 —— 在芯片上运行虚拟机，通过虚拟机分割出不同的功能模块，来实现不同安全级别需求的舱驾功能。

目前，有一些芯片公司和主机厂在探讨这样的方案，未来也很有可能会有这样的一些芯片产品出现。但是，理想很丰满，现实很骨感，短期内应该是很难看到这样的理想方案落地。

据业内专家透露，大部分车型无论是对于成本，还是可靠性都比较敏感。同样，开发一个新车型，车型的上市周期也会有一定的要求，所以主机厂一般会首选技术成熟度较高，并且成本已经在行业内能够被分摊下来的成熟方案。另外，不管是主机厂的组织架构，还是对应用层的梳理，都需要很长时间去调整和消化。因此，这样的产品需求不会一下子就爆发出来。

1.2 什么是真正的舱驾融合？

芯片作为汽车智能化的核心硬件，在很大程度上影响着智能座舱和智能驾驶的能力上限。因此真正的舱驾融合需要智舱与智驾芯片一体化，即智舱与智驾的软件和算法完全部署在同一颗SoC芯片上，这是最理想的方案。但受限于软硬件技术水平、架构方案、供应链等方面的原因，目前还难以实现基于单SOC芯片的舱驾融合方案。

映驰科技产品副总裁赵建洪讲到：“我们首推的是舱泊融合方案，并且，主机厂对舱泊融合也有一定的需求。因为泊车方案现在比较成熟，同时，座舱域控制器上的算力也有了一定的富余，把泊车功能融合到座舱域控制器具有一定的成本优势。不过，舱泊融合相当于是舱驾融合的第一步，由于行车方案目前还不是很成熟，需要两者都发展成熟的时候，再去考虑融合的问题。”

汪浩伟也提到了类似的观点：“座舱和智驾集成在一个单SoC芯片里面，肯定是大势所趋的。在成本的驱动下，这种方案大概率会从中低端的车型开始出现（舱泊一体）。待EE架构进化到中央集成+区域控制架构阶段，并且业内逐渐地把底层软件铺设好，最后才能看到两者融合所带来的真正价值。”

为什么依然有企业有动力去做两者的融合？因为在应用层面上，两者之间可以互相借力。之所以现在舱驾融合的应用价值还没有被完全挖掘出来，是因为底层的软件设计还没达到相应的程度，需要将底层的逻辑进行封装，比如，做成一个个微服务的形式。在这样的情况下，座舱和智驾之间就可以更容易地去相互调用对方的服务或者资源，进而就能够比较容易地去开发新的融合应用。”

1.3 在什么阶段，舱驾才有必要融合？

智能座舱和智能驾驶，作为汽车智能化的代表，直接影响车主对汽车智能化的体验。智能座舱是汽车直接与用户沟通、交流的部分，体现的是人与车的交互；智能驾驶则发挥汽车最基本的功能，即行驶，体现的是车与环境的交互。而在交通环境中，驾驶行为是人-车-环境三方交互的过程，因此，汽车作为重要的载体，如何打通三方的交互，让驾驶员和乘客获得好的驾乘体验，就显得尤为重要。

那么，舱驾融合在什么阶段才更有意义，是L3级以上，还是L3级及以下？在访谈的过程中，笔者发现大家的理解目前也存在差异 —— 有的人认为，在L3级及以下才有必要融合；也有的人认为，在不同的自动驾驶阶段都有必要融合，只不过融合的形式和意义不同而已。

1）观点1 ：只有在L3级及以下融合才有意义

在L3及以下的时候，系统只是辅助驾驶，驾驶员还是要对车辆的安全负责。人坐在舱内，对舱外的行车环境并不一定能够充分了解，因而，只有座舱和智驾进行信息打通和融合，座舱才能更清楚地了解自动驾驶系统在干什么，舱外的环境是怎样的。座舱结合智驾的一些传感器数据信息，才能更好地把车外的环境信息反馈给驾驶员，帮助或指导驾驶员更好地开车。

当自动驾驶等级达到L4的时候，人就脱离了驾驶任务，座舱里面的人就不再需要关心车外的情况，整个座舱会变成一个以娱乐和工作为中心的“第三生活空间”。这个时候，自动驾驶系统就基本没有必要介入到座舱 —— 如果驾驶任务都已经完全交给系统去完成了，自动驾驶系统还时不时地去“烦”座舱里的人，那这还算是真正的“自动驾驶”么?

2）观点2 ： 都有必要融合，只不过两者融合的形式和深度不一样

A. L3及以下 - 硬件独立，上层应用融合

对于L3及以下 ，硬件层面可能并不需要融合，只是在上层应用层面基于一些信息的交互，做一些融合类的功能。

目前，应用在座舱和智驾的一些芯片，比如应用在座舱上的高通8155、智驾上的TI TDA4，经过这两年的产业化路径已经变得非常成熟，在硬件相互独立的前提下，底层就不需要再做太多的工作，因此就不需要过多的工程化的投入或者是成本上的增加，通过虚拟现实或一些其它的方式，就可以在应用层打造出一些更加沉浸式的体验。例如，人工智能语音公司Cerence Inc发布的Cerence Look，结合了在线数据库和视线跟踪摄像头数据，将汽车的语音助手变成实时导游。驾驶员不需要使用特定的唤醒词，而是使用环境重建和传感器数据来确定车辆的位置，并确定驾驶员提出问题时正在看什么。

B. L4级 - 软硬件均开始融合

在EE架构集中化、芯片算力的大幅提高以及软件开发能力提升的不断推动下，智驾和智舱从底层硬件层面开始进行融合。而应用层级的融合是车辆功能和性能的外在表现形式，又会受到底层硬件和软件的制约。只有底层硬件和软件融合得足够深，上层应用才有可能发挥出最大的融合效果。

当自动驾驶发展到L4级，即无人驾驶阶段，人从驾驶任务中解放出来，汽车本身成为服务的载体，座舱的设计思路将从以驾驶员为核心转向以乘客为核心。那么，座舱和智驾之间的融合应用也将从提供辅助驾驶相关的信息为主，转变为以提供生活服务相关的信息为主。在这个阶段，仪表或者HUD上便不再需要显示一些驾驶员接管的提醒或其它一些用于辅助驾驶的图像信息（比如用于泊车的360全景信息显示），更多地会展示一些娱乐和工作相关信息（比如，基于车外的摄像头数据在舱内展示一些车外的风景信息等）。

2. 舱驾融合的初步尝试 - 特斯拉

特斯拉是中央计算+区域控制理念的最早实践者，其在2019年量产的Model3车型中率先采用了此架构。其中，中央计算单元CCM融合了影音娱乐模块（座舱）、驾驶辅助系统模块（智驾）以及车内外通信信通模块，只不过三个模块分别部署在不同的板子上，运行着各自独立的操作系统，这算是舱驾融合形式在早期的一个初步尝试。

2.1 特斯拉舱驾融合方案简介

中央计算平台（CCM）的硬件构成（参考2021款ModelS）：

A.信息娱乐控制单元的主控芯片（更换至第三代）：AMD Ryzen YE180FC3T4MFG

B. 驾驶辅助系统控制单元的主控芯片：2个自研FSD

C. 车内外通信系统控制单元的主控芯片：高通SA415M

特斯拉中央计算模块CCM内部电路板组构成

（图片来源：UBS Evidence Lab）

在软件层面：

A.信息娱乐控制单元采用自研的车机操作系统，它基于开源的 Linux 操作系统进行定制开发。

B.驾驶辅助系统控制单元上的MCU运行FreeRTOS，SoC上采用基于Linux进行深度定制开发的Version操作系统。

2.2 特斯拉舱驾融合方案的优势

1）更高效的通讯

座舱和智驾分属于两个不同控制器的时候，两者之间需要通过CAN或者以太网总线进行通讯；而现在，两者虽然还是部署在不同的PCB板子上，但是可以部署在一个盒子里面，两个板子之间通过Switch就可以实现通讯，通讯速率更高。

2）共用一套散热系统，节省成本

现在座舱和智驾需要实现的功能越来越多，所需的算力越来越大，功耗也越来越高，因此座舱域控制器和智能驾驶域控制器都需要做散热设计。尤其是对于大算力的智驾域控制器，还需要做专门的水冷散热设计。如果两者放在一个盒子里面，散热系统就无需再做两套，可直接共用一套冷却系统。

3）节省空间，易于布置

集成到一个盒子里，比较容易布置，并且整车空间利用率也会更高。

单单上面的几点好处，大家肯定也会觉得有点单薄——不足以驱动特斯拉去采用这样的方式，那么特斯拉采用这种方案背后真正的驱动力是什么呢？ 

据业内专家透露，特斯拉并不只是为了实现舱驾融合，才要做个CCM模块把座舱和智驾的两个板子放在一起， 其真正的目的是为了实现中央计算+区域控制器的架构。而中央计算平台则需要整合其它功能域的功能，但受当时软硬件水平、架构方案等限制，即便是特斯拉也没办法将主要的域控融合到一颗SoC芯片上，但至少把他们都集成到了一个盒子里面去，这也算是比较有意义的一次初步探索。

虽然特斯拉的这代架构并不是真正意义上的中央计算+区域控制器架构，但当时也是业内公认的最先进的EE架构，被认为是领先同行至少5~6年。特斯拉采用这样的EE架构，背后的驱动力就是为了实现软硬分离、软件定义汽车——通过采用区域控制器，把硬件剥离掉，并把硬件的变化隐藏在区域控制这层，使得中央大脑能够做到与硬件相对“无关”，真正的地用软件去控制车辆的各个方面。

2.3 为什么很少有其它主机厂去效仿特斯拉的舱驾融合方案？

特斯拉这种把座舱和智驾模块放在一个盒子里面，从表面上看，感觉技术难度也不大，为什么到现在依然很少有其它主机厂去效仿特斯拉，是否存在一些技术壁垒和局限性，导致没有实力的主机厂想模仿却模仿不了，而有实力的主机厂因为其中的局限性而选择了去规划其它方案？

2.3.1 特斯拉舱驾融合方案的技术壁垒

1）电磁干扰设计有难度

特斯拉的CCM模块内，因为不同板子之间都是高速信号在传输，板子之间会存在电磁互相干扰的潜在问题，怎样消除不同板子之间的电磁干扰会存在一定的难度。

2）需要对整个系统架构有很深的理解

某主机厂智能驾驶系统架构专家讲道：“特斯拉的整个系统架构都是自研的，包括它的子系统和关联系统。怎么去设计硬件架构和软件架构、需要预留哪些接口、在前期都需要考虑得非常清楚。然而，在国内能够把座舱、智能驾驶和整车控制这三大部分都能想明白的OEM几乎没有。”

2.3.2  特斯拉舱驾融合方案的局限性

1）不适合平台化应用

传统的主机厂面向的用户更多，价格区间更广，从十几万到二十几万，再到三十几万及以上的车型都有；并且，一种车型还要做高中低不同配置。所以，特斯拉当前的这种舱驾融合方案，对于大多数需要考虑平台化的传统车企并不一定适用。

汪浩伟解释道：“特斯拉的车型比较少，在考虑EE架构应用的时候，首先是要从车型本身的竞争力的角度去考虑，不会考虑太多平台化，所以软件设计上基本也没有什么平台化的概念。如果换成是大众，有这么多品牌，各个品牌旗下又有那么多车型，那么他在做EE架构的时候，一定会去考虑平台化的问题，正所谓‘大象难转身’，它在推进这样一个新EE架构的时候，面临的困难必然更多。”

2）不具备较强的扩展性

特斯拉的CCM模块在当初量产时的确算是比较先进的产品，但智驾和智舱都是处在快速地发展迭代中，对算力的需求也越来越大；因而，站在现在这个时间点上来看，特斯拉CCM模块的算力资源就有点捉襟见肘，同时，受其硬件结构形式的限制，它又很难在原来的基础上进一步扩充算力资源。

创时智驾首席产品专家杨曾提到：“如果考虑扩展性，软件还可以通过OTA更新来实现，但是舱驾融合域控制器硬件的可扩展性如何实现？如果前期能够为座舱和智驾预留足够多的接口和算力资源，那么后期也许还可以逐渐增加新的功能。但现实是，座舱和智能驾驶技术都还处于不断地发展中，尤其是智能驾驶，迭代速度更快，前期很难把规划做得完美无缺，若后期再改动，其设计和平台验证都需要很多的时间和资源投入。”

3. 国内企业舱驾融合方案的探索

3.1 Tier1

1）德赛西威

基于多SoC芯片的舱驾融合方案

2022年4月，发布车载智能计算平台“Aurora”—— 实现从了从域控制器向中央计算平台的跨越。

在硬件层面，该中央计算平台搭载英伟达Orin、高通SA8295和黑芝麻华山A1000三大SoC芯片；在功能层面集成智能座舱、智能驾驶、网联服务等多个功能域；在结构形式上采用插拔式结构 —— 算力可伸缩配置，用于满足不同价位车型的多样化需求。 

德赛西威中央计算平台Aurora

（图片来源：德赛西威公开宣讲材料）

2）创时智驾

基于多SoC芯片的舱驾融合方案（据推测）

在硬件层面，正在规划两类高性能的舱驾一体域控制器：基于J5系列芯片和基于Orin系列芯片；在软件层面考虑采用成熟的中间件软件平台、支持多域融合的CarOS软件框架和支持应用软件开发的安全组件产品Safety Copilot。

创时智驾域控制器产品规划

（图片来源：创时智驾公开宣讲材料）

3）中科创达

A.基于高通SA8295的舱泊融合方案（座舱和泊车功能融合）

2022年初，发布基于高通SA8295芯片的硬件平台，实现一芯多屏座舱域控方案，并在高算力（CPU算力200K DMIPS、GPU算力3000G FLOPS、 NPU算力30 TOPS）和多摄像头支持能力下，实现座舱和低速泊车功能的融合，支持360°环视和智能泊车功能。

B. 基于高通SA8795芯片的舱驾融合方案（座舱和智驾功能融合）

基于高通SA8795芯片（预计，CPU算力240K DMIPS、 NPU算力60 TOPS）布局座舱和智能驾驶的跨域融合方案，并计划于2024年实现量产。

3.2 主机厂

1）小鹏

A . 应用层级的融合 —— SR智能辅助驾驶环境模拟

该技术是基于高德第三代车载导航实现的。在技术方案上，将导航与高精地图深度融合，并将智驾系统的感知、决策信息与车道级导航更加精准地匹配。

在NGP功能激活的状态下，小鹏可以实现“SR智能辅助驾驶环境模拟”，将环境感知、定位、高精地图和高清渲染的画面融合，模拟真实的路况。SR（Surround Reality）系统能够展现驾驶员和智驾系统的责任边界，并提供准确的风险场景识别和清晰的分级接管提醒，告知驾驶员接管车辆的时机，增强人机共驾的安全性与可靠性。

小鹏SR系统

（图片来源：小鹏汽车获2022年度德国iF设计三项用户体验大奖 (baidu.com)）

B. 基于多SoC芯片的舱驾融合方案（据推测）

舱驾一体域控制器示意图

（图片来源：小鹏公开宣讲材料）

小鹏G9舱驾融合方案：上一代的中控系统CDU、仪表系统ICM和智驾系统XPU，在此方案中会整合到一个舱驾一体域控制器中。

2）上汽零束

基于多SoC芯片的舱驾融合（据推测）

在上汽零束的全栈3.0架构中，硬件平台方面由两个HPC高性能计算单元HPC1和HPC2以及四个区域控制器（ZONE）构成。其中一个HPC高性能计算单元融合了座舱和智驾功能。在软件层面，通过中间件和SOA原子服务层，使得向上能够提供统一、标准的API接口，能够让应用层开发更轻松，复用性更高。 

银河全栈3.0软件平台

（图片来源: 上汽零束宣讲资料）

3）集度汽车

应用层级的融合  ——  集度发布的舱驾融合，主要体现在两个方面的应用：一是智能驾驶“真冗余”的方案，二是3D人机共驾地图。

A. 智能驾驶“真冗余”方案

集度的智驾“真冗余”是指当智驾域控失效时，智舱域控可以顺利接管车辆，起到冗余备份的作用。具体来说，就是将12个摄像头中的1个前视摄像头接入到智舱域，从而在紧急情况下，智舱的域控制器可以基于该摄像头的路况感知信息，实现紧急制动或者靠边停车功能。

B. 3D人机共驾地图

集度在座舱内基于现实环境通过仿真建模为驾驶员构建了一个虚拟的驾驶世界，实现静态地图导航和动态感知数据融合，打通虚拟场景与现实交通环境的障碍。从集度发布的视频来看，通过智能座舱和智能驾驶系统之间的跨域资源调度，智能驾驶系统感知到的障碍物模型支持直接可视化融合显示在 3D 地图上，提供了还原现实的虚拟化驾驶体验。

参考资料：

1.智能座舱的“质变”，域控+软件+多功能融合集成加速落地

https://mp.weixin.qq.com/s/-nkomCaEK-OJYUTpzLiQsg

2.智能座舱平台研究：智能座舱加速进入跨域融合，软件分层设计新时代

https://mp.weixin.qq.com/s/LW0THSTDR9NJegLbsJldgA

3.创时智驾：解码智能驾驶域控制器行业发展态势及软硬件内核

https://www.sohu.com/a/551498073_560178