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区域控制器研究:跨域融合型ZCU正在成为下一代Zonal架构的边缘计算节点

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佐思汽研发布《2026年智能汽车域控制器研究报告》。

目前,主流量产的Zonal架构以准中央+区域架构为主,采用多个中央运算平台+2~4个区域控制器的硬件方案。此阶段的区域控制器被称为车身型ZCU,基本上还是以实现车身相关的功能为主,动力域和底盘域相关的功能没有被拆分,仍是各自作为独立的功能域控制器存在。

下一阶段的两种主要EE架构路径

随着中央计算平台的集成度不同,下一阶段会出现两种主要的EE架构路径:

路径一——跨域融合的Zonal架构:舱驾一体计算机集成度进一步提升,形成跨域融合的Zonal架构,在此架构中,车身、动力和底盘的相关功能全部被拆开、打散,就近融合到附近ZCU中。该阶段的区域控制器类型以跨域融合型ZCU为主,未来主要搭载于高端L3+路线,具备轻量化边缘预处理能力,需要搭载高性能多核MCU,具备高算力、大存储、强通信能力和虚拟化支持;

路径二——中央计算高度集成的Zonal架构:中央计算进一步融合,架构持续精简,ZCU彻底弱化本地算力,向着中央大脑 + 智控小脑+I/O区域控制方向发展,进一步降低成本、提升集成度。该阶段的区域控制器定位为纯边缘I/O节点,I/O型ZCU不再运行应用逻辑,仅保留配电、协议转发、驱动,差异化减弱,对MCU算力和存储要求较低,侧重I/O接口丰富度

三种类型的ZCU特征对比

来源:佐思汽研《2026年智能汽车区域控制器研究报告》

跨域融合型ZCU:运动域的车控策略上移至HPC,I/O执行下沉至ZCU

高阶智驾功能需要智驾域同时调用扭矩、制动、转向、悬架垂向控制,对动力与底盘的协同控制要求很高,需要极低的确定性延迟。传统的运动域控制方案一般是由动力域控制器和底盘域控制器分别控制,要同时负责车控算法、处理大量的I/O采集、驱动电磁阀、配电、网关转发等。智驾域要跨域对接两个域控,链路多,通信时延增加,接口复杂,不利于软硬件解耦和车控功能更新。因此,在L3及以上的高阶自动驾驶车辆中,动力底盘域的集成非常有必要。

区域控制器集成动力底盘域,本质是把域控制器的两大职责拆开:策略上移,I/O执行下沉。跨域融合型ZCU并不是把整车动力底盘全部塞到ZCU里面,而是把动力底盘域的实时I/O、本地执行、子闭环、配电、网关能力下沉到就近的ZCU中,如EPS、EPB、CDC等子功能迁移至ZCU软件栈中,取消独立的底盘ECU,VMC车控逻辑上移中央HPC

动力与底盘域的执行器其实非常适合集成至ZCU中,如轮速传感器制动电机、转向电机等运动域相关的传感器和执行器主要集中在车轮、底盘附近,物理上与ZCU的距离最短。运动域的执行器接入就近ZCU,极短的通信链路可以保证高阶智驾功能要求的高实时性。

因此,跨域融合型ZCU对主控MCU在处理能力、外设接口、虚拟化机制以及功能安全等方面提出了较高的要求。

跨域融合型ZCU对主控MCU的新需求

来源:佐思汽研《2026年智能汽车区域控制器研究报告》

目前,集成运动域的跨域融合型ZCU已经是下一阶段EE架构的主推方案。国内主流OEM厂商大多都规划了下一代区域控制器集成动力底盘域功能的方案,各大Tier1厂商也推出了跨域融合型ZCU的系统方案。

以经纬恒润的后域控制器Re-ZCU为例:2026年,经纬恒润在北京车展上展出了后域控制器Re-ZCU,这是一款“底盘+车身”融合型区域控制器,采用单控制芯片(MCU)。在保留单路电子手刹(EPB)、双腔空气弹簧、双阀可调减震器(CDC)等底盘控制功能的基础上,还集成了常见的车身控制功能——比如后尾门开关、后排座椅调节、后空调节、后部灯光调节等。

Re-ZCU在后舱区域将底盘与部分车身功能整合在一起,打破了传统独立ECU的功能边界。这种设计使后舱区域不再需要独立的底盘域控制器和车身控制器,有助于简化整车的电路布局,降低整车重量和成本。

ZCU支撑分布式音频架构,基于AVB+TSN以太网传输音频流

下一阶段的区域控制器除了集成运动域之外,还将集成音频功放,实现音频独立分区管理。传统的音频方案将功放模块集中部署在单独的功放ECU或座舱域控中,所有扬声器麦克风信号汇聚到独立功放或座舱域控中做DAC、功放、音效处理,使用A2B专用音频总线菊花链跨区域布线,存在线束过长、布线复杂、信号损耗等问题。

随着Zonal架构的发展以及用户对座舱音频体验的要求提高,分布式音频架构将功放功能打散到ZCU中,取消独立功放ECU,扬声器就近接入ZCU,成为了行业共同探索的方向。分布式音频架构中,功率放大电路内置在区域控制器ZCU,座舱SoC负责音频算法解码,AVB+TSN以太网传输数字音频至各区ZCU,就近驱动扬声器,实现多区域音频的灵活管控、同步传输与个性化体验。

硬件集成:区域控制器集成多通道音频编解码器(Audio Codec)、AVB/TSN以太网音频桥接、本地存储(用于预加载音效算法)、DSP功放,直接采集并处理本区域麦克风、扬声器、功放等音频节点信号,通过主干网传输至中央域控进行交互;

软件解耦:通过SOA架构,将音频功能抽象为独立服务(如“音量调节服务”“音效模式服务”),各区域控制器按需调用,中央域控仅负责策略编排。

线束简化:区域控制器通过本地供电和音频总线连接本区域音频节点,有效缩短了扬声器线束长度,大幅减少了车内线束重量与布线复杂度,在确保系统功能的同时,可减少硬件BOM成本,降低整车制造成本与整车重量。同时还能更好地实现软件定义音频,实现不同车型的平台化灵活迭代。

英飞凌基于区域控制器的AVB分布式音频方案为例:通过“中央计算+分布式区域控制器”的设计,结合以太网高带宽、低延迟特性与车载区域化音频需求,实现多区域音频的灵活管控、同步传输与个性化体验。

中央计算单元与以太网交换机:承担音频数据处理、网络管理与流量调度功能。通过以太网连接各区域音频控制器,构建车载音视频传输的“骨干网络”。同时,基于AVB协议的时间同步(gPTP)与 服务质量(QoS)机制,保障多区域音频流的低延迟、无卡顿同步传输;

分布式区域控制器

区域音频功能:各物理区域控制器通过以太网接收AVTP音频数据,同时独立管控音频输出,实现分区个性化音频体验。

Audio Codec:是区域音频的“本地处理中心”,负责音频信号的编码(模拟→数字)、解码(数字→模拟)、混音、放大等操作。其中,I2S是车规级串行音频总线,适合短距离、高可靠性音频传输;TDM支持多通道音频在同一链路中传输,提升带宽利用率。

主控MCU:采用英飞凌AURIX™ TC4x ,该芯片针对AVB设计了专门的硬件外设支持,可以支持IEE802.1AS,IEEE802.1Qav等AVB协议,同时可以支持IEEE802.1 Qbu、IEEE802.1 Qbv、IEE802.1 CB等TSN协议。

跨域融合ZCU重构商业模式:硬件标准化,OEM主导软件差异化

在SDV时代,汽车电子架构通过模块化设计和软件配置,实现跨车型、跨级别的快速复用,区域控制器正是这种“标准化硬件 + 软件差异化”的核心载体。

跨域融合ZCU不再是单纯车身I/O+配电+网关,而是融合了车身、网关、配电、部分底盘/动力执行、以及音频功放等多种功能的本地边缘计算单元,需同时承载ASIL‑B和ASIL‑D,依靠Hypervisor虚拟化做安全隔离。因此,传统的Tier1黑盒模式将逐渐减少,新模式走向多方深度共研、软硬解耦分层协作、平台化预研、OEM掌握上层SOA与整车架构定义。

目前,区域控制器产业链各方正在探索更灵活的合作方式,芯片厂商向上延伸到底层软件与参考平台、基础软件厂商地位提升、OEM向上掌握整车架构/SOA/应用层、Tier1或EMS厂商更多承担系统集成、硬件实现。如英飞凌与伟创力和维克多联合发布柔性区域控制器开发套件、ST与AutoCore联合发布基于以太网的ZCU分布式音频解决方案、以及联合电子推出的“积木式”平台解决方案等,支持主机厂灵活选择从硬件到完整方案的不同供应层级。

以英飞凌+Vector+伟创力的三方联合柔性ZCU开发套件为例:在CES 2026上,伟创力携手英飞凌、Vector联合发布了一套柔性区域控制器开发套件,这套方案的核心在于模块化设计与可扩展架构。内部由大约30个构建模块组成,开发人员可以根据不同车型和功能需求灵活组合配置,并为后续批量生产提供清晰路径,快速适配从入门到豪华、从传统燃油到高阶自动驾驶的各种车型需求。该方案为“芯片厂+软件厂商+EMS厂商”的一站式交钥匙模式,英飞凌提供从MCU、功率半导体安全芯片的核心半导体解决方案,Vector提供高性能嵌入式软件和开发工具,伟创力负责ZCU的硬件设计、制造与量产

该开发套件最高配置版本采用双MCU冗余架构,实现故障安全运行,采用英飞凌TC4x系列主控MCU,实时性能达到 2 × 6,810 DMIPS,同时配备2 × 10MB 内存和 2 × 21MB 非易失性存储器,面向 L4 级自动驾驶和高安全等级应用预留了充足余量。这种设计确保了功能安全,并为实现“软件定义汽车”提供了坚实的硬件底座。车企可以在标准化硬件上,通过软件更新和配置,持续解锁新功能或优化现有性能,极大地缩短了新车型的研发周期。

同时也可提供单MCU版本,开发者可根据项目实际需求与成本考量灵活选择,充分体现了其“可扩展、可复用”的核心理念。

通信接口方面,这套区域控制器方案几乎覆盖了当前车载网络的全部主流协议,以太网接口包括2个1000BASE-T1(其中1个可升级为2500BASE-T1)、2个100BASE-T1以及2个10BASE-T1S接口;CAN方面提供了2个支持“部分联网”的5Mbit/s CAN-FD接口,同时还有18个不支持部分联网的5Mbit/s CAN-FD接口,用于常规车身和底盘通信;除此之外,还集成了16个 LIN 接口、1个10Mbit/s FlexRay接口、2个125kbit/s 双向PSI5接口、4个DSI3接口(最多可连接 12 个超声波传感器)、2个SENT接口(可升级为带主触发的 SPC 协议),以及4个WSS 三线车轮速度传感器接口(可升级为两线方案)。

在信号与电源控制层面,区域控制器提供了4个下拉数字输入、10个上拉数字输入、24 个上拉模拟输入以及 2 个 5V 模拟输出接口,可直接对接多种车载传感器和执行器。

电源控制部分,包括 8 个带硬件 i²t 保护的电子熔断器、42 个高侧开关、4 个低侧开关、8 个电机半桥以及 1 个有刷电机全桥,能够支持多达63个ECU或执行器供电,连续电流转换能力达到 85A,总分布电流高达 688A

 

「联系方式」手机号同微信号

产业研究部丨符先生 15810027571

赵先生 18702148304

数据服务部丨张女士 13716037793

战略咨询部丨韩女士 15810133447

推广传播部|廖女士 13718845418

杜先生 13910162318

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