11月23日，上海浦东临港，在由临港集团主办、临港科投与AspenCore承办的“2023中国临港国际半导体大会”同期举办的“汽车半导体峰会”上，Isabellenhuette（伊莎贝棱辉特）中国区总经理兼亚洲销售副总裁Ladislav Varga通过视频方式发表了“智能汽车架构的区域控制器”主题演讲。
内容分为4个部分：1、Isabellenhuette公司简介；2、移动出行的未来；3、区域控制器如何塑造未来；4、面向区域控制器的检流电阻器。
据介绍，Isabellenhuette始创于1482年（明朝），1889年在全球最早研制出Manganin锰镍铜电阻合金，1987年生产出世界第一片表面贴装毫欧姆检流电阻器，目前是世界先进的精密微阻值电阻制造厂商。
“我们主要向美国、欧洲、日本和中国的汽车行业销售或提供金属电阻器和电流传感器，并在这些地区拥有自己的子公司。这些公司分为三个事业部。首先是精密合金，我们为各种应用制造合金。其次，最大的合金之一是精密和功率电阻器，我们生产从SMT类型直到母线类型。最后，母线电阻器又主要用于电池组的电流传感器。”Varga介绍说。
就精密电阻器而言，它不仅可以用于区域控制器，而且可以用于多种汽车应用。无论是用于管理发动机变速箱和燃油泵的内燃机，还是大量使用逆变器或电力电子设备的电动汽车，电流传感器都是必需的。至于区域控制器，则是一种即将推出的精密电阻的新应用。
自动驾驶车辆和应用需要与云进行通信，或者需要在车辆之间或车辆与基础设施之间进行通信。挑战仍然是确保这些通信的安全性。“作为自动驾驶的代表，我们作为传感技术的领导者，在将其应用于汽车方面取得了巨大的飞跃。”Varga表示。
尽管如此，要使车辆真正实现自动驾驶，安全问题和冗余问题仍有待解决。在Varga看来，最大的挑战是立法，因为不同的国家规定了车辆的行驶方式和类型。
然后是共享车辆。我们现在可以通过电子叫车服务应用叫出租车司机过来接送我们去往目的地。但未来将没有司机。
最后是中国在过去四年中取得最大进步的电动汽车。在中国，EV/PHEV的增长势不可挡。
那么什么是智能汽车或自动驾驶汽车呢？根据中国汽车工程学会的定义，目前市场上已经存在一级和二级自动驾驶了，但这只是在特定区域、特定车道或在制动系统和转向系统等方面提供辅助驾驶的部分自动驾驶。再进一步，驾驶员不需要与方向盘或油门刹车交互的情况即将到来了，但这在某种程度上也只适用于少数简单的情况。
据麦肯锡估计，一旦所有的三级和四级自动驾驶应用得到解决，业务规模就可达4000亿美元。“所以这是一个非常有吸引力的市场，许多OEM和Tier-1厂商都在介入并开发产品而使未来变成现实。”Varga补充道。
我们在中国处于什么位置？麦肯锡再次研究了车辆本身在某种自动驾驶模式下行驶了多少公里，目前大约有38%的行驶公里数是自动驾驶。这些最终将转向完全自动驾驶。我们需要解决多种场景，例如城市郊区农村等不同地区的夜间高速行驶，满足我们需要的所有应用。我们如何做到让所实施的技术可以安全使用？这就要靠区域控制器。
目前大多数内燃机车辆都使用分布式架构，最终2022年及以后推出的车辆将开始使用区域控制器。
为什么域架构不够好？首先，我们在通信技术方面面临挑战，我们当前的通信速度有限。其次，系统从第一代到第二代的可扩展性受到限制，因此必须开发新产品。第三，随着我们从第一代第二代转向一些新的技术，功能复杂性会增加。第四，由于多个ECU都可以发出命令，要想实现在车辆与车辆之间进行外部通信，车辆与基础设施通信就几乎不可能。第五，我们不能真正灵活地仅对某些ECU进行升级，而是整个系统都必须升级。最后，不同ECU提供的计算能力非常有限，无法解决和计算不同区域的任务。
那么我们要如何解决这个问题呢？可以将区域控制器在车辆的不同部分实施。
由于系统开始变得更加复杂，我们将有多个EMC问题和启动场景需要解决。我们将面临系统架构的挑战。如何实现每个区域控制器和不太集中的计算机之间的最佳通信？如何利用云计算以及谁将带头解决架构挑战——是OEM厂商还是Tier-1厂商？我们的行业如何协助并开发MCU并在车辆中使用它们？
下一代车辆只是车轮上的计算机吗？不幸的是，并非如此，下一代车辆需要应对多种场景。一旦在实验室层面解决了这些问题，就需要通过区域控制器、电子控制器、智能传感器和执行器等不同的拓扑或架构将它们应用到车辆中。
可以做的方法之一是在高性能计算平台上整合某些领域。区域控制器将通过传感器/执行器来获取信息并将它们提供给计算机，然后通过以太网链路提供每个区域和ECU之间的通信。
如前所述，这将带来灵活性。如果我们想要以某种方式升级下一代车辆，并且我们拥有更好的计算能力并可以实现它，可以将高性能计算机组合或合并为一个。这将使我们能够拥有相同的架构、相同的以太网，因此不需要升级它们，而且还可以实现成本节省。由于我们拥有新技术、半导体和传感器来帮助制造汽车，还可以做得更快更好。这让我们能对不同的区域控制器进行不同的功率分配，这样就可以拥有相同的电压或相同的电池功率。并且，区域控制器还能以某些方式为车辆的本地区域提供电力。随着电子保险丝等新技术的发展，开发区域架构产品的灵活性将进一步增强。
那么区域控制器是用来做什么的呢？是用来提供某种方式的计算能力。它可以创建或解决区域之间的算法，将电力和数据分配给ECU传感器，以及为分配的产品组之间提供不同类型的通信和接口，也即充当一个区域控制器与另一个区域控制器之间的网关。
它将为车辆中的许多交换机和网关提供骨干，这将使我们能够进行一些可扩展性升级。MCU升级了与不同车载设备的通信以获取信息并进行计算，并可以将它们升级到不同的ASIL级别。
机械方面的建议是，随着产品和技术的小型化，能够腾出更大的空间，并且也可以根据需要将功率分配给不同的应用。
实现区域架构未来发展的主要挑战之一是区域模块内的智能保险丝。
截至目前，大多数车辆的电动化都在一点点推进。保险丝就是发展不太快的一个典型。目前行业内仍然在用传统保险丝，而且速度很慢。这将逐渐被半导体取代。这肯定会提供一定的好处，例如更快的反应速度，能够通过软件解决算法或本地控制。当新的传感器或新的ECU在车辆的本地部分实现时，将能够重新编程和更新它们。
下图展示了电子保险丝的外观和参考设计。因此，电子保险丝将提供功能安全性和灵活性架构，将能够真正确保传感器/执行器受到电压降或网络的影响较小，并将为该区域的不同子系统提供更好的电力控制。
对于这些逻辑或决策，就需要非常精确的电流检测电阻器。Isabellenhuette提供各种可用的产品。其中之一是ISA-WELD产品，它能够满足非常大电流应用的所需，而另一部分是ISA-PLAN产品，它可以以较小的电流驱动分区架构中的某些外部负载。全系列产品还提供从数微欧姆到100毫欧姆的各种电阻器。
区域架构有望代替域的方法，这将使我们能够节省成本，节省实现时间，并使我们能够进行更高性能的计算。这将使我们能够更轻松地升级到市场上开发的下一代产品，并能够更轻松地实现连接到区域架构的传感器的技术多样性。
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