奔馳的STAR3電子電氣架構(gòu)和供電連接（上）

最近有看到兩篇文章《STAR3 – Eine neue Generation der E/E-Architektur》和《Mercedes “S-Class” Powernet Architecture》 分別介紹了奔馳的EE電子電氣架構(gòu)STAR3和相關(guān)聯(lián)的12V配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

我想就這兩篇文章展開下，系統(tǒng)性的看下奔馳的EE架構(gòu)。

早在2020年奔馳已經(jīng)完成了Domain架構(gòu)的量產(chǎn)，使用以太網(wǎng)在動(dòng)力、車身、娛樂和自動(dòng)輔助駕駛四塊，并且結(jié)合了CAN-FD、汽車以太網(wǎng)（100BASE-T1）、HSVL2.0（高速視頻鏈路）和HSDL（高速Data Link）技術(shù)組合。

▲圖1. 奔馳的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概覽（顏色是分Domain的）

奔馳通過升級(jí)了以太網(wǎng)和高速連接，來滿足更高帶寬和可擴(kuò)展性要求，并且使用了信息安全的措施實(shí)現(xiàn)了OTA的無線更新。在電源架構(gòu)里面，倒是使用了雙電池的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，給關(guān)鍵部件的電源做了冗余設(shè)計(jì)，如下圖所示，包含了48V電池（含DC-DC）、12VAGM，配合了多個(gè)12V的配電盒，設(shè)計(jì)方面配合了好多配電結(jié)構(gòu)。

▲圖2. 奔馳的12V系統(tǒng)架構(gòu)

Part 1 奔馳的STAR3 EE架構(gòu)

奔馳首先在新S 級(jí) (BR 223) 導(dǎo)入了STAR 3新一代E/E架構(gòu)，第一步是整合眾多功能創(chuàng)新，然后把這套E/E架構(gòu)擴(kuò)展到其他產(chǎn)品， STAR3 E/E 架構(gòu)存在很大的兼容性的。這套STAR3架構(gòu)的亮點(diǎn)是：

● 面向Domain的架構(gòu)：開發(fā)了域控制器和網(wǎng)關(guān)，用于解耦域的以太網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)

● CAN-FD 的引入和 100BASE-T1 汽車以太網(wǎng)主體：使用了以具有競(jìng)爭(zhēng)力的成本創(chuàng)建帶寬儲(chǔ)備

● 在汽車以太網(wǎng)上使用面向服務(wù)的通信概念（SOME/IP、客戶端/ 服務(wù)器通信 (C/S)) 用于 更靈活的域解耦，支持單獨(dú)部件的開發(fā)周期

● 導(dǎo)入奔馳遠(yuǎn)程服務(wù)：車輛中的 50 多個(gè)電子部件可 OTA 更新

● 多級(jí)安全設(shè)計(jì)理念，確保安全設(shè)計(jì)：外部車輛訪問、安全的車載通信、車載ECU 中硬件安全模塊

▲圖3. 奔馳Domain架構(gòu)和主要的連接

Part 2 高速通信帶寬的設(shè)計(jì)考慮

奔馳之前的車載網(wǎng)絡(luò)，主要有LIN、CAN、FlexRay、MOST150（面向媒體的系統(tǒng)傳輸）和 HSVL 引入車輛網(wǎng)絡(luò)。新S級(jí)圍繞 CAN-FD、汽車以太網(wǎng) (100BASE-T1) 和HSVL2.0 擴(kuò)展。

▲圖4. 奔馳的帶寬連接

各方面的用途包括：

（1）音頻數(shù)據(jù)

用于同步傳輸娛樂系統(tǒng)主機(jī) (HU) 之間的音頻數(shù)據(jù)和音響，使用MOST150總線。帶寬150 Mbit/s 來支持音響系統(tǒng)的所有音頻通道無延遲地以最高質(zhì)量傳輸。

（2）視頻數(shù)據(jù)

在不斷增長(zhǎng)的顯示尺寸和分辨率的推動(dòng)下，在視頻傳輸領(lǐng)域，帶寬需求是連續(xù)的。使用HSVL2.0，數(shù)千兆位范圍內(nèi)的帶寬HSVL2.0 涵蓋了所有當(dāng)前的顯示要求。啟用 HSVL2.0

傳輸速率高達(dá) 6 GBit/s；更高的傳輸帶寬支持了軟件使用特殊算法視覺無損壓縮（VESA DSC）。HSVL2.0 還支持面向同軸電纜供電（倒車攝像頭的連接不需要為相機(jī)單獨(dú)供電）

HSVL2.0 提供攝像頭、顯示器在同一物理上使用其他數(shù)據(jù)格式傳導(dǎo)（邊帶通道）。用于千兆以太網(wǎng)通道，系統(tǒng)主機(jī)和儀表之間快速傳輸信息，一個(gè) I2C 通道連接觸摸屏幕和系統(tǒng)主機(jī)和用于觸覺反饋的以太網(wǎng)通道，提供用于視頻傳輸端到端保護(hù)的 HSVL2.0 機(jī)制，例如后視攝像頭圖像。

▲圖5. 高速數(shù)據(jù)連接

（3）高速數(shù)據(jù)鏈路 (HSDL)

這個(gè)領(lǐng)域主要在信息娛樂系統(tǒng)里面，用于聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程信息快速和高性能數(shù)據(jù)通道，支持高帶寬通信需求，在車輛不同控制單元之間的內(nèi)容共享、在線流媒體。通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)最多1 GBit/s 和無損音頻質(zhì)量音響系統(tǒng)輸出和電話語音。

目前高速數(shù)據(jù)鏈路HDBaseT 技術(shù)，是一種符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)稱連接，具有 2 GHz 帶寬。充當(dāng)本地人的隧道千兆以太網(wǎng)、USB 2.0 等接口和具有低延遲的 I2S（音頻總線）< 30us。

USB 可能的電纜長(zhǎng)度從 5 米增加到 15 米，集成了 HDBaseT 鏈路的診斷（監(jiān)控電纜斷裂和短路）

▲圖6. 奔馳的OTA的設(shè)計(jì)

小結(jié)：

奔馳有關(guān)以太網(wǎng)的應(yīng)用部分，在后續(xù)來講，我是覺得花時(shí)間閱讀這些對(duì)于我們理解整個(gè)EE架構(gòu)的發(fā)展和演變有幫助，明天寫下半部分。