客户问"你们这颗芯片在架构的哪个位置",你如果只能指着原理图回答,对话就窄了。整车电子电气架构(E/E 架构)是芯片、线束、软件所有决策的上游。这篇用最直白的方式把它讲清楚,并顺手标出车载以太网和 SerDes 各自站在哪。
一、先打个比方:车就是个人
把一辆车想象成一个人:
- 传感器是感官——摄像头是眼睛,雷达是耳朵和直觉
- ECU 是神经节——分布在全身,各管一段
- 域控制器 / 中央计算是脑区——真正"想事情"的地方
- 总线是神经纤维——把感官看到的东西送到大脑,把大脑的决定送到肌肉
- E/E 架构,就是这套神经系统怎么连、怎么分工、谁说了算
早年的车很简单:十几个神经节各干各的,用 CAN 总线寒暄两句就够。现在智驾、座舱、OTA 一起上车,数据量和算力需求翻着倍涨,"各自为政"的代价越来越高——于是有了下面这场持续了十几年的"合并同类项"。
二、架构演进的四步
① 分布式:一个功能一个盒子。 车身、动力、舒适各有各的 ECU,之间用 CAN / LIN 相连。优点是成熟可靠,问题是线束能拉到几公里长、算力碎成一地、想升级一个功能常常要动全身。
② 域集中:按功能抱团。 按"动力域、底盘域、车身域、智驾域、座舱域"把功能并进少数几个域控制器。这一步的关键变化:骨干网从 CAN 换成了车载以太网——带宽从兆比特级跳到百兆、千兆,域与域之间才搬得动视频和目标级数据。
③ 中央计算 + 区域控制:当下主流。 一两颗大 SoC 组成中央计算平台,智驾、座舱、车控都跑在上面;区域控制器(ZCU)分布在车的四角,就近接管本地的灯、门、座椅。算力集中好升级,执行器就近好走线。特斯拉和国内新势力的新一代平台,基本都是这个路子。
④ 车云一体 / SOA。 功能被拆成"服务",整车变成软件平台,OTA 常驻。架构为软件让路,这是"软件定义汽车"的字面意思。
三、一张总图:以太网和 SerDes 落在哪
按图里的三种颜色走一遍就懂了:
绿色——SerDes 专线。 摄像头拍到的 RAW 视频流、座舱 SoC 吐给屏幕的画面,走的是 SerDes(串行器 / 解串器)点对点直连。为什么不用网络?相机原始数据每秒就是几个 G,还要低延迟;SerDes 用一对同轴线(或双绞线)同时把视频、反向控制、供电(PoC) 三件事全办了,这是它不可替代的本行。
蓝色——车载以太网。 域与域之间、区域控制器到中央计算平台的骨干,跑的 1000BASE-T1 / 100BASE-T1;激光雷达的点云、毫米波雷达的目标级数据,也走车载以太网上来。选它的理由很实在:带宽(CAN 约 1 Mbps,它 100 Mbps 到 1 Gbps)、单对线省线束、面向服务的软件架构,再加 TSN 补上确定性。
灰色——CAN / LIN。 灯光、门锁、座椅这些车身低速负载,就近接入所在区域的 ZCU。便宜、可靠、够用,没必要为开一个灯修一条千兆路。
记住这条分工:SerDes 管"感官到大脑"的专线,车载以太管网"大脑各脑区之间"的马路。两者互补,从不互斥。
四、落到芯片级:智驾域控里长什么样
架构图是"功能视角",真到硬件就是一堆芯片和走线。下面这张框图是一套典型的智驾域控方案(以裕太微的车载以太网 + SerDes 芯片组合为例),把前三节的东西全部落到了料号上:
照样按颜色读一遍:
- 薄荷色 = SerDes 芯片(YT7xxx):摄像头端的串行器(YT7821 / YT7822 / YT7811 / YT7801 / YT7800)把视频送上同轴,域控侧的解串器(YT7921 / YT7922 / YT7921F / YT7901 / YT7902)收下来,喂给智驾 SoC 的 P5 / P7 / P11 口;座舱侧的 DMS / OMS / DVR / CMS 摄像头走的是同一家族。同轴顺便负责供电(PoC)——这就是第三节说的"专线"。
- 蓝色 = 车载以太网 PHY(YT8xxx):Switch 的 P1 / P2 跑 1000BASE-T1,接激光雷达和 4D 毫米波雷达;P5 进座舱域控;P9 跑 100BASE-T1,带 TBOX、OBD 和 ZCU。
- 粉色 = 车载以太网 Switch(YT9xxx):YT9911CP / YT9908CP / YT9908AP / YT9909AP / YT9911CL 组成域内交换核心,多路 T1 端口对外,RGMII 对上。
- 灰色虚线 = RGMII:智驾 SoC 和 MCU 都通过标准 RGMII 挂在 Switch 上——MAC 与 PHY 之间那几根线,在域控里就是这么用的。
三个值得注意的细节:
- 摄像头没有一个直接插网口。 全部经由"串行器 → 同轴 → 解串器"进 SoC,以太网只出现在解串器之后。RAW 视频天生走专线,这是架构使然,不是谁偷懒。
- 雷达反而直接上网。 激光雷达、4D 毫米波雷达自带 PHY(YT8011 / YT8010),1000BASE-T1 / 100BASE-T1 直插 Switch——点云和目标级数据正是以太网的主场。
- 一颗 Switch 扛起一个域。 域内所有以太网节点(座舱、TBOX、OBD、ZCU)都汇到这一颗交换芯片,端口速率按需分配:1000 给大数据,100 给控制诊断。
五、车载以太网:三种 T1 各管一段
同门三兄弟,速率和拓扑不同,落点也完全不同:
| 形态 | 速率 | 拓扑 | 典型场景 | 标准 |
|---|---|---|---|---|
| 10BASE-T1S | 10 Mbps | 总线型(多点挂一对线) | 替代 CAN 做车身控制 | 802.3cg |
| 100BASE-T1 | 100 Mbps | 点对点 | 雷达、执行器、诊断接入 | 802.3bw |
| 1000BASE-T1 | 1 Gbps | 点对点 | 骨干、域互联、激光雷达 | 802.3bp |
还有一个点睛的:TSN。普通以太网是"尽力而为",遇到拥塞照样丢包迟到;TSN 用 gPTP(802.1AS)先把全网时间对齐,再用门控调度(802.1Qbv)给关键流量留出确定性的时隙。智驾要做多传感器融合,时间轴对不齐,融合就是空中楼阁——这是 TSN 上车的根本原因。
六、SerDes:摄像头和屏幕的专线
把相机并行输出的数据串行化,用过一对线以 Gbps 级速率甩给域控制器;反向再拉一条低速通道做控制,顺带给相机供电(PoC)。主流方案四家:
- GMSL(ADI):装机量大,生态成熟
- FPD-Link III(TI):车规老牌,摄像头和显示都用它
- MIPI A-PHY:MIPI 联盟主导,瞄准长距和更高速率
- ASA Motion Link:宝马等推动的开放标准,主打互联互通
它的落点也很集中:智驾相机(以及部分激光雷达)直连智驾域控;座舱域控直连仪表、中控、HUD、后排屏。相机不走以太网直连的原因前面说过——RAW 流太烫,点对点专线最合适;等数据进了 SoC、被处理成目标级结果,再交给车载以太网分发,各干各的擅长。
七、选型速查表
| 场景 | 用什么 | 带宽量级 |
|---|---|---|
| 摄像头原始视频 | SerDes(GMSL / FPD-Link / A-PHY) | Gbps 级 |
| 激光雷达点云 | 1000BASE-T1 | ~1 Gbps |
| 毫米波雷达 | CAN-FD / 100BASE-T1 | Mbps 级 |
| 域间骨干 | 1000BASE-T1 + TSN | 1 Gbps |
| 车身控制 | CAN / LIN / 10BASE-T1S | 10 kbps ~ 10 Mbps |
| OTA / 诊断 | 车载以太网(DoIP) | 100 Mbps 级 |
| 屏幕显示 | SerDes 显示链路 | Gbps 级 |
八、三个给硬件和 FAE 的提醒
- 架构先行。 SerDes、PHY、Switch 从来不是单卖的,拓扑图定了,芯片组合就定了。客户问"能不能换成以太网直连",先回到架构层面回答。
- 线束是隐形 KPI。 单对线替代双绞线、区域控制器缩短分支,省下的都是整车重量和成本——这是架构演进最硬的动力。
- 时间同步是全网的根。 802.1AS 一乱,TSN 调度、智驾融合时序全垮。排查"数据偶发异常"时,别忘了先看时间。
结语
架构演进的每一步,都在回答同一个问题:怎么用更少的线、更集中的算力,搬动更多的数据。车载以太网和 SerDes,一个修马路,一个开专线,都是这个答案的一部分。
留个思考题:如果让你给一台只有十几个 ECU 的老车做智能化改造,不动中央架构的前提下,你会先往车上加哪一层?想通这一问,你对"架构"两个字的理解就超过大多数人了。