英飞凌和Flex组装了分区控制器的各个组成部分

在软件定义车辆（SDV）时代，汽车正迅速变成移动数据中心，集中式软件取代了过于僵硬、无法无线更新的碎片化硬件。

为了应对软件复杂性，汽车制造商正在将硬件重新布线为“区域架构”。这里，曾经针对特定领域设计的控制器——例如动力系统、信息娱乐系统或安全系统——现在基于位置，减少了它们之间的布线和延迟。区域控制器控制传感器、执行器及区域内的其他外设，作为网关，连接其他区域和中央车辆计算机。

通过用更强大且可编程的CPU替换大量单功能MCU，区域控制器可以整合车辆内的许多电子控制单元（ECU），从而简化电力和信号传输。它们通常具备足够的性能来运行预测诊断和其他ECU无法实现的复杂应用。额外的空间也使汽车制造商能够通过空中（OTA）更新升级内部软件。

为了加快新区域架构的发展，英飞凌科技表示，他们与电子制造巨头Flex合作，推出了一套用于区域控制单元（ZCU）的模块化开发套件。

两家公司表示，FlexZoneX拥有30个独特的构建模块，涵盖数据路由、电力分配和负载控制等关键组件，结合Flex的设计和集成专业知识。这些“可重用”资产可以根据车辆类型进行放大或缩减，为工程师提供了一种更快、更灵活的方式，根据自身需求定制ZCU的性能、尺寸和成本。

其核心是英飞凌的两台高性能六核TC4x MCU。这些汽车级MCU具备高输入输出密度和计算能力，这两者在高端区域控制器中都至关重要。双MCU解决方案配备了多种连接和网络技术，包括以太网，使其能够作为网关使用。它还配备了智能电源开关，实现更智能的电力网络管理。

该平台在拉斯维加斯的CES 2026上发布。

域架构与区域架构有何差异？

随着软件逐渐成为汽车产品差异化竞争的核心，车企面临着升级底层硬件架构的巨大压力。它们的目标是解决传统 “域架构” 下电子控制单元数量激增的问题。

传统车企普遍采用的域架构，是将汽车的各项功能按领域划分 —— 无论是动力总成、信息娱乐、底盘系统、主动安全还是车身控制，每个功能域都由专属的域控制器负责管理，域控制器之间通过网关进行通信。

域控制器作为上层管理单元，整合了下属多个分布式电子控制单元的功能；借助虚拟机监控程序（hypervisor），不同功能甚至可以作为软件应用运行在同一颗微控制器上，从而实现多个小型电子控制单元的集成。

这种架构能够针对不同功能域的需求定制硬件方案，同时简化那些无法被软件完全替代的电子控制单元的复杂度。但随着汽车新功能的不断增加以及底层软件规模的持续膨胀，域架构的弊端逐渐显现：不同功能域需要搭建各自的网络系统，大量的点对点连接在车内交织，形成复杂的布线网络（见图 1）。

1. 传统汽车制造商广泛使用的领域架构正被一系列区域控制器网络取代，这些控制器充当电源、控制和网络的总机。

随着现代汽车承担更复杂的任务，这些架构也在域之间建立了冗余的电源和数据连接。这导致布线网状结构延伸到车内每个角落，导致昂贵且占用空间的线束。这可能导致网络中跳数增加，导致不必要的复杂性和性能下降。尽管域控制器实现了整合，但这种方式制造的汽车仍可承载多达150个ECU，每个ECU都有自己的布线。

为了简化流程，特斯拉和Rivian等新兴企业正在将车辆的电气和电子（E/E）架构重新布线为不同区域。这将车辆划分为物理区域——例如东、西、北、南——每个区域由本地控制人员管理，通常位于其所服务硬件附近。

区域控制器连接物理上的传感器和其他节点，即使它们属于不同的领域。这些区域随后通过以太网骨干直接连接彼此，并连接到中央计算节点，最终降低了延迟。

该架构的一个好处是将硬件与软件开发解耦，降低了两者的复杂性。例如，Rivian在其最新电动卡车中重新配置了自适应悬挂，采用分区架构：南区连接后部执行部件，西区界面位于前悬挂。系统随后通过网络总线进行协调。相比之下，传统汽车制造商通常使用一个悬挂控制器，所有部件都直接接入其中。

通过本地化计算和连接，分区设计去除了曾经遍布车内每个角落的繁重昂贵布线，减少了硬件总量。

例如，Rivian最新的分区架构将第一代卡车的控制模块数量从17个减少到7个。剩下的车型则针对信息娱乐、自动驾驶和电池管理等优化。节省下来的部分是大约1.6英里的内部布线。公司声称材料成本降低了20%。

区域控制器通常依赖高性能多核MCU。它使他们能够整合多个领域的功能，同时保持运行不同安全要求的“混合临界”工作负载所需的隔离性。

英飞凌预测，到2030年，大约50%的新车将采用分区架构。

集连接、配电、控制于一体的全能型区域控制器

在每个分区内，区域控制器充当本地网关（见图2）。这是一个复杂的角色，需要连接、控制并供电各种不同的传感器和其他系统，连接到更广泛的电力分配系统和车载网络（IVN）。

2. 开发套件将允许OEM实现50多个电力分配、40多个连接通道和10个负载控制通道，加快区域架构的评估。

Flex构建的平台将使OEM能够实现超过50条电力分配、40条连接和10条负载控制通道，以快速评估分区架构和早期应用开发。

通过将这些组件集成在一台设备中，飞凌表示客户可以根据具体情况“调整设计尺寸”，同时保留功能余裕以备未来车型。这种灵活性让你可以从完整的“超集”硬件开始，然后逐步精简以优化成本。

区域控制器配备了相对较大的软件应用空间，并且具备随时更新的能力。每个高性能MCU配备最多10MB的SRAM内存和最多21MB的NVM。

为了无缝连接车辆其他部分，分区控制器通过集成的Brightlane PHY提供六个以太网通道，其中包括两个1000BASE-T1接口。这些接口允许同时连接中央计算节点和另一个 ZCU，其中一个接口可升级至 2500BASE-T1。另外两个100BASE-T1以太网通道支持与其他区域控制器的高带宽连接，同时以太网也可用于连接两个传感器，采用10BASE-T1S标准。

FlexZoneX 还配备了多种更传统的汽车界面。其中包括一对带有网络功能的CAN-FD接口，使网络中的特定ECU能够唤醒，而其他ECU则保持待机状态，从而降低整体功耗。此外，它提供18个CAN-FD通道，连接分布在车辆各处的各种ECU，支持最多16个LIN连接。

新设备支持所有必要的区域控制功能，包括通过硬件加速器安全数据路由、实现无缝软件更新的内存分区（也称为A/B交换）以及安全性。它还具备过电流、过电压和I2T保护，以及电容负载切换和反极性保护。飞凌表示，其AURIX的MCU配备了OPTIREG电源、PROFET智能电源开关和MOTIX电机控制解决方案等产品。

智能电源开关设计为电子保险丝，取代传统保险丝，减少布线，使汽车制造商能够实现更智能、更高效的电力网络管理。