芝能智芯出品
智能汽车时代的到来，汽车电子电气架构正从传统的分布式系统向中央+区域架构转变，实现算力集中、接口标准化以及软件定义汽车（SDV）的目标。
芯片选型不再局限于单一性能指标，而是需要从体系化设计的视角出发，综合考量中央计算平台的高性能SoC和区域控制器的功能安全MCU需求。
我们将深入分析架构演进的驱动力、中央计算平台的算力需求、区域控制器的功能集成与安全特性，以及技术趋势与挑战，为芯片选型提供系统化的思考框架和实践参考。
Part 1
架构演进：
从分布式到中央+区域的转变
汽车电子电气架构的演进本质上是算力、数据和功能的重新分配。
传统分布式架构中，数十个电子控制单元（ECU）各自独立运行，功能固化且软硬件耦合紧密，导致系统扩展性差、开发效率低。
然而，随着智能驾驶、智能座舱和车联网功能的快速普及，单点算力已难以满足多模态数据处理和高阶计算需求。例如，自动驾驶需要实时融合摄像头、雷达和激光雷达数据，运行复杂的AI推理模型，而传统架构的分散式算力布局显然力不从心。
集成式架构（中央+区域）架构应运而生，通过“中央计算平台+区域控制器”的分层设计，将高算力任务集中于中央大脑（如AI推理、多屏交互），而区域控制器则负责传感器和执行器的就近接入与本地控制。
这种“算力上移、驱动下放”的协同模式，不仅提升了计算效率，还通过接口标准化和线束优化降低了整车成本。
◎ 以高端车型为例，中央计算平台可搭载NVIDIA Thor（算力超1000TOPS）或高通SA8295P芯片，搭配3-4个区域控制器（如前舱、左右侧、后舱），形成“大脑+神经中枢”的高效体系。
◎ 而中低端车型则可能采用“舱驾一体”单芯片（如高通SA8155）结合2-3个区域控制器，实现性能与成本的平衡。
演进的驱动力主要包括算力需求的爆发、软件定义的趋势以及成本与效率的优化。
随着智能驾驶和座舱娱乐功能的发展，处理海量数据成为关键，如应对多路4K摄像头输入和端侧大模型推理的需求，这直接推动了对更高算力的需求。
软件定义汽车（SDV）趋势要求硬件平台不仅支持固件在线升级（FOTA），还能实现功能的灵活扩展，以适应不断变化的技术和用户需求。
● 在成本与效率方面，减少电子控制单元（ECU）的数量和线束长度可以降低30%-50%的成本，并提升整车的集成度，使车辆设计更加简洁高效。因此，在进行硬件选型时，需要根据车型定位明确算力分配策略。
◎ 例如，对于追求极致性能的高端车型，选择支持异构计算（包括CPU、GPU和NPU）的系统级芯片（SoC）是必要的；
◎ 而对于更注重功耗与成本控制的入门级车型，则倾向于采用集成度更高的单芯片解决方案，以达到最佳的成本效益和性能平衡。
Part 2
芯片选择的思考：
算力分层与场景适配
1
中央计算平台
中央计算平台作为全车的算力核心，承担着处理智能驾驶、座舱交互和车联网等高阶任务的重要职责，其芯片选型必须综合考量性能、功耗、通信能力及软件生态兼容性。
● 具体需求涵盖了多模态处理能力，
◎ 例如支持高达4K@60fps分辨率的显示输出、多路摄像头输入以及语音识别和意图推理等AI推理任务；
◎ 高带宽通信方面，则要求配备如千兆以太网（需支持时间敏感网络TSN）、PCIe接口以便连接外部加速器，以及低延迟音频总线（如A2B）来满足高效数据传输的需求；
◎ 在生态支持上，所选芯片需要兼容主流操作系统（比如QNX、Linux），提供开放的应用程序接口（API）并具备固件在线升级（FOTA）功能，以确保系统的可扩展性和未来的升级潜力。
通过全面评估这些关键因素，能够确保中央计算平台既满足当前复杂应用的需求，也为未来的功能扩展和技术进步提供了坚实的基础。
“中央大脑芯片选型”，涵盖智驾芯片、智舱芯片及大算力芯片三大领域，按年份（2021 - 2027）与性能（低、中、高端）进行划分：
● 智驾芯片：以 TOPS 为性能指标。
◎ 低端如 2021 年的 TDA4（30TOPS）；
◎ 中端包括 2022 年的 A1000（100TOPS）、2023 年的 Orin - N 等；
◎ 高端有 2022 年昇腾 610（200TOPS）、2021 年 Orin - X（500TOPS），2025 年推出昇腾 620 / Pro、J6P 等。
● 智舱芯片：以 DMIPS 为指标。
◎ 中端如 2021 年 SA8155、2022 年芯擎 SE1000 系；
◎ 高端有 2021 年 SA8295（300KDMIPS）、2024 年 SA8255 等，2023 年推出 MT2715 系等。
● 大算力芯片：
◎ 2023 年推出中端 SA8775，2024 年 SM8650；
◎ 高端如 Thor 系列（ThorS 500TOPS、ThorU 700TOPS、ThorX 1000TOPS）、2026 年 SA8397 及中兴 A1 等，满足更高算力需求。
芯片选型需紧扣场景需求，避免算力冗余，云游戏场景要求CPU算力达16K DMIPS、GPU浮点运算能力60GFLOPS，而基础娱乐功能仅需2K DMIPS即可。过度追求高算力可能导致成本浪费和功耗超标。
因此，工程师应根据车型定位（如入门、中端、高端）和功能配置（如是否支持L3+智驾）制定差异化策略。
同时，软件生态兼容性至关重要，高通和NVIDIA凭借成熟的开发工具链和第三方支持占据优势，而国产芯片需进一步完善IDE和API生态。
2
区域控制器芯片选型：I/O驱动与功能安全并重
区域控制器负责本地化控制与功能集成，其芯片选型聚焦于I/O资源、安全性及实时性。
以某后舱区域控制器为例，其需集成电动尾门、座椅加热/通风、悬架控制等功能，对芯片提出以下要求：
● I/O密度：支持多路CAN（12路）、LIN（8路）、GPIO（50+路），以及高低边驱动能力；
● 存储与安全：SOA架构下Flash需求增至14.34KB（非SOA为8.8KB），RAM从0.533KB升至0.963KB；需集成HSM模块和A/B分区刷写功能；
● 算力与功能安全：基础场景采用Cortex-M33（120MHz，ASIL-B），高端场景需双锁步Cortex-M7（300MHz，ASIL-D）。
“区域控制器芯片选型”，多款区域控制器芯片的参数及特性，分为几个部分：
● 英飞凌 TC389：配备 4 个 TriCore™内核，运行频率 300 MHz（另含 2 个检查核心），提供 2700 DMIPS，采用 LFBGA - 516 封装，具备 10 MB 闪存、1568 KB SRAM、1 Gbit Ethernet、12x CAN FD 及 eVita full HSM。
● 瑞萨 RH850U2A8~16：2 * 400 MHz，达 3000 DMIPS，LFBGA - 373~516 封装，8~16MB 闪存、1792 KB SRAM、1 Gbit Ethernet、16x CAN FD 及 eVita full HSM。
● 旗芯微：
◎ FC4150F2M（已量产）：Cortex M4 内核，最高 150MHz，2MB P - Flash + 256K D - Flash，256K SRAM。
◎ FC7300F8MDT（已量产）：Cortex M7 内核，2*LS+1，300MHz，8MB P - Flash（支持 A/B swap），256K D - Flash，Flash overlay，最高 1216K SRAM，封装为 176LQFP - EP 或 BGA320。
● 云途：
◎ YTM32B1M：M33 内核，120MHz，64 - 144LQFP 封装，256K - 1MB Flash，符合 AEC - Q100 G1、ASIL - B。
◎ YTM32B1H：M7 内核，300MHz，带 2 个 Lockstep，257/289BGA 封装，2M - 8MB Flash，符合 AEC - Q100 G1、ASIL - D。
● 智芯：
◎ Z20K14x 系列：基于 ARM CORTEX M4F，主频 160MHz，2M P Flash + 128K D Flash，8 路 CANFD，6 路 UART/LIN，满足 ASIL - B。
◎ Z20K3xx 系列（开发中）：基于 ARM 高端内核，主频 320MHz，提供双核至 6 核选择，满足 ASIL - B/D。
● 华为赤兔 SoC：面向 VDC 和下一代区域控制器，2025 年 Q1 量产，全球首款车控专用 4 合 1 SoC（MCU + MPU + Switch + PHY），集成 6R52 内核 + 4ARM A55 内核，算力强大，支持 CAN/LIN/Ethernet（最高 50Gbps 交换能力），全面支持 TSN 技术，内置 NP 网络处理器以解决通信负载问题。
目前区域控制器主流 MCU 为英飞凌 Aurix 系列与瑞萨 RH850 系列，可实现 S2S 服务代理（算力）、A/B 分区刷写（存储）及丰富 IO 资源（驱动）等需求。
国产 MCU 中旗芯微 FC7300 和华为赤兔 SoC 性能较强。华为赤兔 SoC 系列计划 2025 年 Q1 量产，考虑取代 S32G3 的 VAVE 方案，下一代架构若涉及摄像头就近接入和处理，也可考虑该系列。
随着线控转向和主动悬架等高压执行器的普及，区域控制器需支持48V电源输入和高压驱动接口，传统12V MCU面临升级压力。例如，英飞凌AURIX TC4x系列针对48V系统优化了电源管理和驱动能力，成为未来趋势。国产芯片需加速布局高压MCU领域，以抢占市场先机。
小结
集成式架构（中央+区域架构）下的芯片选型已从单一性能竞赛转向体系化设计，工程师需跳出传统思维，从整车架构出发，平衡中央算力的集中化与区域控制的分布式需求。
中央计算平台追求高算力与生态兼容性，区域控制器则强调I/O密度与功能安全，二者通过动态算力协同实现高效分工，数据安全（硬件加密）、功能安全（ASIL-D）和成本效率成为选型的关键约束。
原文标题 : 汽车集成式架构下如何选择芯片：功能和算力需求
