在軟件定義車輛（SDV）時代，汽車正迅速變成移動數據中心，集中式軟件取代了過于僵硬、無法無線更新的碎片化硬件。

為了應對軟件復雜性，汽車制造商正在將硬件重新布線為“區域架構”。這里，曾經針對特定領域設計的控制器——例如動力系統、信息娛樂系統或安全系統——現在基于位置，減少了它們之間的布線和延遲。區域控制器控制傳感器、執行器及區域內的其他外設，作為網關，連接其他區域和中央車輛計算機。

通過用更強大且可編程的CPU替換大量單功能MCU，區域控制器可以整合車輛內的許多電子控制單元（ECU），從而簡化電力和信號傳輸。它們通常具備足夠的性能來運行預測診斷和其他ECU無法實現的復雜應用。額外的空間也使汽車制造商能夠通過空中（OTA）更新升級內部軟件。

為了加快新區域架構的發展，英飛凌科技表示，他們與電子制造巨頭Flex合作，推出了一套用于區域控制單元（ZCU）的模塊化開發套件。

兩家公司表示，FlexZoneX擁有30個獨特的構建模塊，涵蓋數據路由、電力分配和負載控制等關鍵組件，結合Flex的設計和集成專業知識。這些“可重用”資產可以根據車輛類型進行放大或縮減，為工程師提供了一種更快、更靈活的方式，根據自身需求定制ZCU的性能、尺寸和成本。

其核心是英飛凌的兩臺高性能六核TC4x MCU。這些汽車級MCU具備高輸入輸出密度和計算能力，這兩者在高端區域控制器中都至關重要。雙MCU解決方案配備了多種連接和網絡技術，包括以太網，使其能夠作為網關使用。它還配備了智能電源開關，實現更智能的電力網絡管理。

該平臺在拉斯維加斯的CES 2026上發布。

域架構與區域架構有何差異？

隨著軟件逐漸成為汽車產品差異化競爭的核心，車企面臨著升級底層硬件架構的巨大壓力。它們的目標是解決傳統 “域架構” 下電子控制單元數量激增的問題。

傳統車企普遍采用的域架構，是將汽車的各項功能按領域劃分 —— 無論是動力總成、信息娛樂、底盤系統、主動安全還是車身控制，每個功能域都由專屬的域控制器負責管理，域控制器之間通過網關進行通信。

域控制器作為上層管理單元，整合了下屬多個分布式電子控制單元的功能；借助虛擬機監控程序（hypervisor），不同功能甚至可以作為軟件應用運行在同一顆微控制器上，從而實現多個小型電子控制單元的集成。

這種架構能夠針對不同功能域的需求定制硬件方案，同時簡化那些無法被軟件完全替代的電子控制單元的復雜度。但隨著汽車新功能的不斷增加以及底層軟件規模的持續膨脹，域架構的弊端逐漸顯現：不同功能域需要搭建各自的網絡系統，大量的點對點連接在車內交織，形成復雜的布線網絡（見圖 1）。

1. 傳統汽車制造商廣泛使用的領域架構正被一系列區域控制器網絡取代，這些控制器充當電源、控制和網絡的總機。

隨著現代汽車承擔更復雜的任務，這些架構也在域之間建立了冗余的電源和數據連接。這導致布線網狀結構延伸到車內每個角落，導致昂貴且占用空間的線束。這可能導致網絡中跳數增加，導致不必要的復雜性和性能下降。盡管域控制器實現了整合，但這種方式制造的汽車仍可承載多達150個ECU，每個ECU都有自己的布線。

為了簡化流程，特斯拉和Rivian等新興企業正在將車輛的電氣和電子（E/E）架構重新布線為不同區域。這將車輛劃分為物理區域——例如東、西、北、南——每個區域由本地控制人員管理，通常位于其所服務硬件附近。

區域控制器連接物理上的傳感器和其他節點，即使它們屬于不同的領域。這些區域隨后通過以太網骨干直接連接彼此，并連接到中央計算節點，最終降低了延遲。

該架構的一個好處是將硬件與軟件開發解耦，降低了兩者的復雜性。例如，Rivian在其最新電動卡車中重新配置了自適應懸掛，采用分區架構：南區連接后部執行部件，西區界面位于前懸掛。系統隨后通過網絡總線進行協調。相比之下，傳統汽車制造商通常使用一個懸掛控制器，所有部件都直接接入其中。

通過本地化計算和連接，分區設計去除了曾經遍布車內每個角落的繁重昂貴布線，減少了硬件總量。

例如，Rivian最新的分區架構將第一代卡車的控制模塊數量從17個減少到7個。剩下的車型則針對信息娛樂、自動駕駛和電池管理等優化。節省下來的部分是大約1.6英里的內部布線。公司聲稱材料成本降低了20%。

區域控制器通常依賴高性能多核MCU。它使他們能夠整合多個領域的功能，同時保持運行不同安全要求的“混合臨界”工作負載所需的隔離性。

英飛凌預測，到2030年，大約50%的新車將采用分區架構。

集連接、配電、控制于一體的全能型區域控制器

在每個分區內，區域控制器充當本地網關（見圖2）。這是一個復雜的角色，需要連接、控制并供電各種不同的傳感器和其他系統，連接到更廣泛的電力分配系統和車載網絡（IVN）。

2. 開發套件將允許OEM實現50多個電力分配、40多個連接通道和10個負載控制通道，加快區域架構的評估。

Flex構建的平臺將使OEM能夠實現超過50條電力分配、40條連接和10條負載控制通道，以快速評估分區架構和早期應用開發。

通過將這些組件集成在一臺設備中，飛凌表示客戶可以根據具體情況“調整設計尺寸”，同時保留功能余裕以備未來車型。這種靈活性讓你可以從完整的“超集”硬件開始，然后逐步精簡以優化成本。

區域控制器配備了相對較大的軟件應用空間，并且具備隨時更新的能力。每個高性能MCU配備最多10MB的SRAM內存和最多21MB的NVM。

為了無縫連接車輛其他部分，分區控制器通過集成的Brightlane PHY提供六個以太網通道，其中包括兩個1000BASE-T1接口。這些接口允許同時連接中央計算節點和另一個 ZCU，其中一個接口可升級至 2500BASE-T1。另外兩個100BASE-T1以太網通道支持與其他區域控制器的高帶寬連接，同時以太網也可用于連接兩個傳感器，采用10BASE-T1S標準。

FlexZoneX 還配備了多種更傳統的汽車界面。其中包括一對帶有網絡功能的CAN-FD接口，使網絡中的特定ECU能夠喚醒，而其他ECU則保持待機狀態，從而降低整體功耗。此外，它提供18個CAN-FD通道，連接分布在車輛各處的各種ECU，支持最多16個LIN連接。

新設備支持所有必要的區域控制功能，包括通過硬件加速器安全數據路由、實現無縫軟件更新的內存分區（也稱為A/B交換）以及安全性。它還具備過電流、過電壓和I2T保護，以及電容負載切換和反極性保護。飛凌表示，其AURIX的MCU配備了OPTIREG電源、PROFET智能電源開關和MOTIX電機控制解決方案等產品。

智能電源開關設計為電子保險絲，取代傳統保險絲，減少布線，使汽車制造商能夠實現更智能、更高效的電力網絡管理。