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软件定义汽车（SDV）架构正引领汽车行业向智能化、灵活化和可持续化转型，远程控制硬件技术作为其核心驱动力，深刻改变了电子电气（E/E）架构的设计与功能实现。
我们根据《Software-Defined Vehicle Architectures with Remote Controlled Hardware》介绍，一起看一下OA TC 18远程控制协议（RCP）的应用、以及以太网音频传输技术的突破与挑战。
Part 1
软件定义汽车
电子电气架构的演进
传统硬件定义汽车的E/E架构以功能本地化和专用硬件为核心，每个功能模块（如动力控制、车身控制）由独立的电子控制单元（ECU）实现，网关ECU负责连接多个终端节点。
这种架构在早期因其确定性和成本效益而广泛应用，但随着汽车智能化需求的增长，其弊端日益凸显。
● 软件开发的复杂性成为主要瓶颈。
◎由于各ECU的软件由不同供应商开发，呈现“黑箱”特性，汽车制造商（OEM）在集成新功能时需对多个模块进行适配，开发周期长且成本高。
◎软件更新的碎片化问题显著，功能升级或漏洞修复需逐个更新分散的ECU，操作繁琐且效率低下，硬件扩展性差，新增功能往往需要额外硬件，导致物料清单（BOM）成本激增，上市时间被拉长。
◎最为关键的是，专用硬件的资源利用率低，难以充分发挥计算潜力，限制了汽车在智能化和性能上的进一步提升。
● 演进式SDV架构通过分布式计算和区域化设计，部分缓解了传统架构的局限性，将软件和计算资源集中在中央计算单元和区域控制器，输入/输出（I/O）操作则在区域节点和部分终端节点聚合。
设计减少了布线复杂度和成本，并通过中央计算单元的统一处理提升了计算效率。例如，区域控制器可以整合多个传感器的数据，优化自动驾驶或车身控制功能的实现。
演进式架构仍存在显著不足，硬件成本居高不下，高性能中央计算单元和区域控制器的需求增加了BOM成本。
软件更新的碎片化问题依然存在，不同区域的软件版本难以协调，OTA（空中下载技术）部署效率受限，分布式软件的复杂性增加了开发和测试难度，各区域间的协同管理需要精密设计，维护成本较高。这些问题表明，演进式架构虽有所改进，但仍未完全满足智能化汽车的动态需求。
● 彻底的SDV架构代表了E/E架构的未来方向，通过完全集中化的计算和软件管理，彻底颠覆了传统设计理念，将所有软件和计算资源集中在高性能中央计算单元，区域节点仅负责I/O聚合，无需运行复杂软件。
这种集中化设计极大简化了OTA部署，功能升级和漏洞修复可通过单一入口完成，显著提升效率。优势还体现在ECU整合和成本优化上。通过减少ECU数量，BOM成本、装配成本和测试成本大幅降低。
传感器融合、数字孪生和人工智能（AI）的深度应用，进一步增强了汽车的智能化能力。
数字孪生技术可实时模拟车辆状态，为故障预测和性能优化提供数据支持，支持神经计算和云计算的集成，使汽车能够动态加载新功能，如自动驾驶算法的持续迭代，从而在整个生命周期内创造增值服务。这种架构的灵活性和可扩展性，为SDV的规模化应用奠定了坚实基础。
Part 2
远程控制技术
在SDV架构中的应用与挑战
OA TC 18远程控制协议（RCP）是SDV架构中实现软件硬件解耦的关键技术，通过标准化协议实现对物理接口的远程控制与管理。
RCP的目标包括网络化的物理接口控制、外围设备发现与配置、标准化的远程访问机制，以及支持网络寄存器读写等功能。在安全性和功能安全方面，RCP需满足严格的汽车行业标准，确保时间同步和可靠运行。
在实际应用中，RCP通过客户端-服务器模式实现对硬件的集中控制。
例如，在车门控制场景中，中央计算单元作为RCP客户端，向车门ECU上的RCP服务器发送控制指令（如解锁或自动开关）。RCP服务器通过I2C或I2S等物理接口操作硬件，并实时反馈车门状态（如锁状态或关闭程度）。
这种集中控制机制减少了非标准化软件的开发需求，简化了多功能模块的协同管理。
通过寄存器映射，RCP还能动态发现和配置硬件端点，确保控制的精准性和可靠性。RCP的应用使SDV架构能够以软件为核心，灵活调度硬件资源，大幅提升系统效率。
RCP的实现离不开高效的网络传输支持，而IEEE 1722标准为其提供了关键的网络框架。
IEEE 1722支持L2（数据链路层）和L5（应用层）通信，兼容Linux和AUTOSAR classic操作系统，并与MACsec和AVB/TSN（时间敏感网络）技术无缝集成。这种融合使RCP能够在复杂的汽车网络环境中实现低延迟、高可靠性的数据传输。
以音频传输为例，IEEE 1722通过流预留机制（802.1Q）确保音频数据的确定性延迟，支持时间同步和非时间同步操作，且与物理层无关。
这种特性使RCP能够高效管理音频相关的物理接口，满足车内娱乐系统对实时性和音质的高要求，IEEE 1722的兼容性使其能够适应不同网络拓扑，为SDV架构的网络扩展提供了灵活性。
融合IEEE 1722也增加了网络设计的复杂性，需要精确的时间同步和带宽分配，以避免数据拥堵或延迟超标。
以太网音频传输技术是SDV架构中一项重要的支持技术，利用以太网骨干网络传输音频数据，避免了传统音频网络的布线成本和复杂性，基于10BASE-T1S和100BASE-T1以太网帧，通过gPtP（通用精确时间协议）实现时间同步，确保音频样本的准确传输。
结合1722封装和AVB交换机，以太网音频传输显著降低了系统成本，同时提升了传输可靠性和音质。
基于IEEE标准的规范性（如802.3cg、802.1ASds）进一步保证了技术的兼容性和可扩展性。
在路噪消除（RNC）等高实时性场景中，以太网音频传输面临严格的延迟挑战。RNC需在3ms内完成从噪音捕获到反相音频输出的全流程，其中网络传输延迟占700-800μs，整体延迟累计可达1960-2530μs。
为满足要求，需通过TSN技术优化网络传输性能，如优先级调度和带宽预留，同时改进RNC算法和硬件处理速度。
当前，部分系统在高负载网络环境中仍难以稳定达到3ms延迟目标，这对以太网音频传输的硬件设计和软件优化提出了更高要求。
小结
彻底的SDV架构以集中化计算和软件硬件解耦为核心，克服了传统E/E架构的局限性，显著提升了汽车的性能、灵活性和用户体验。
OA TC 18 RCP通过标准化协议实现了高效的硬件控制，简化了功能开发与管理；以太网音频传输技术则以低成本和高可靠性支持了车内音娱系统的升级，在路噪消除等场景中展现了潜力。
原文标题 : 软件定义汽车中的远程控制硬件技术
