谈谈EEA——电子电气架构
文/侯哥
现在满大街的人都在谈电气架构，搞汽车电子的人如果不偶尔提一下架构，好像就落伍了。究竟什么是架构？却好像没有几个人能够说清楚。今天就来聊聊电子电器架构这个词。
架构这个词比较复杂，不同的人有不同的解释，一千个人眼中有一千个哈姆雷特。想了解一个事物，先要了解与之相关的概念，明白了概念，就知道了这个事物的内涵和外延。
1.
首先看看架构这个词对应的英文原词：Architecture的含义。
Architecture是由词根architect 建筑师 + ure 与行为有关之物组成的，原意指建筑学、建筑。
英文解释为：
the discipline dealing with the principles of design and construction and ornamentation of fine buildings，优良建筑的设计、施工和装饰原则 the profession of designing buildings and environments with consideration for their esthetic effect，建筑与环境设计职业及其审美效果
再来看看IEEE（电气与电子工程师协会）的定义：
Architecture is thefundamental organization of a system embodied inits components, their relationships to each other, and tothe environment, and the principles guiding its design and evolution.[IEEE 1471]
用中文来讲：架构是一个系统在其组件层面的基本组织结构表现，包括系统内部组件之间的关系、组件与外部的关系以及决定其设计和演进的原则。
有一本关于架构的圣经《系统架构-复杂系统的产品设计与开发》对架构进行了定义，这个相对来说可能更加准确一些。
System architecture is the embodiment of concept,the allocation of physical/ informational function to the elements of form, andthe definition of relationships among the elements and with the surroundingcontext
系统架构是一种概念的具象化，是物理/信息功能到形式元素的分配，是元素之间的关系和周边环境的一种定义。
很抱歉，如果翻译成中文还是看的不太懂，就还是去看看英文原文吧。
换句话说，架构是一种抽象化描述，用来描述实体机实体之间的联系
综合上面的各种定义，可以看出：架构是系统的组织结构表现，是一种关系的体现，是一种分配原则。
再深度翻译一下，架构是基于复杂系统的一个概念，体现的是系统之内的元素的基本结构和关系，是一种系统设计和演进的原则。
2.
再结合Architecture的愿意，我们可以归纳出架构并不是一个实体，而是一个抽象的概念。架构不是一种技术，而是一种类似于艺术的东西。架构既不是某种具体的零部件，更不是某一张图纸，而是一种顶层设计。架构不但包含了系统中的各种实体元素，也包含了这些元素之间的关系，还包含了设计这些元素，乃至整个系统的设计原则。
举个例子，架构就像是一个国家的基本社会制度一样的一种东西，它把一个复杂系统中的各种元素直接的关系进行了定义，并规定了各种相关的原则。你无法说某种具体的东西能够代表这个制度，他一定是多维度的东西。你要从各个维度来看待和解释这个东西。
对于汽车的EEA（Electronic Electrical Architecture）来说，定义的就是汽车上电子部件之间的相互关系，及所有的电子部件（包含硬件实体及其中的软件）所共同承载的逻辑功能之间的关系，以及为了设计和维护这些电子部件所规定的各种原则。
这些关系至少分为如下几个大类。
1. 网络拓扑（Network Topology，也可以称为网络架构）。这是大家最习以为常的对架构的认识。网络拓扑定义的就是汽车上的各个控制器之间的通信关系。为什么通信关系这么重要呢？因为极少有一个功能是由单一的一个控制器完成的，基本上各个控制器都要从其他的控制器获取某种信息的。这个就像人类社会一样，知道了一个人的社交网络，就知道他能够获取到的信息，也就可以大致的定义这个人在整个社会中的位置。有了网络拓扑，就可以根据网络拓扑来设计控制器之间的消息接口，也就是消息矩阵了。
2. 电气拓扑。车辆上的控制器、传感器、执行器等加起来要有几百个，这些大大小小的用电器除了要互相交流之外，还需要一个必不可少的东西——电能。而传递电能和各种类型的信号就一定要有线束和相关的各种保险丝、继电器……。这些车上的用电器在车身上的布置与物理连接关系就构成了电气拓扑。
3. 逻辑架构，也可称为功能分配、功能架构等。车辆上的电子电器部件存在的意义在于实现某些功能。既然一个功能很难被一个单一的ECU实现，那么，整个功能的实现就要被分为若干个子功能，就像软件中的函数一样。写过软件的人都知道，一个软件一般都是有若干个模块或函数组成的，功能也一样，功能的子模块一定是要被部署到具体的控制器中的。而一个功能的子模块（函数）一般也可以被其他多个功能复用。这个功能分解、功能子模块分配到ECU、接口和逻辑关系定义的过程就是逻辑架构的设计过程。
4. 架构书，Architecture Book。一般的EEA设计都会有一个架构书，就像这个架构的宪法一样，定义了这个架构设计的各种原则和标准。
架构还有很多面和维度，这里就不赘述了。用一个兄弟的话来说：架构既不是任何具体的东西，也可以是任何东西。
总的来说，架构就像冰山，浮在水面上面的部分是我们可以看到的，包括网络拓扑（架构）、电气拓扑等物理性质相关的部分。而掩藏在水面之下的是各种逻辑相关的东西，是各种逻辑系统之间的关系和系统内部的设计，是各种架构所承载的功能之间的关系，是各种电器部件之间的关系，以及设计这些功能、零部件时所要遵循的原则。不用多说，冰山之下的东西才是最主要的。那些看得到的东西都只是一种表象。如果只能看到别人显露出来的表象的东西，就永远都只能跟在别人屁股后面。
3.
现在整个汽车行业都在对标特斯拉，关注特斯拉新出的各种新奇的功能，比如：哨兵模式，比如放屁声音的模仿等等。诚然，创新是一种可贵的品质也是一种难得的能力，可是这些创新的风险和价值呢？传统的主机厂因为家大业大，对各种法规充满敬畏，对各种可能的风险避之唯恐不及。而特斯拉作为这个市场上一个后来者却不得不靠一些新奇的东西来博出位，就像一些新出道的网红靠一些出格的行为来博取眼球一样一样的。
就拿哨兵模式来说，传统的主机厂不是做不出来，而是不敢做。为啥？怕功能会产生一些危险，也有法规的限制。目前无人驾驶的车辆还是不允许在所有的公共道路上行驶的，因为无人驾驶还不能证明其足够高的安全性。而特斯拉却敢冒天下之大不韪去率先推出这样有风险的功能。对于放屁功能，除了搞怪似乎想不出其他的作用。这个世界也许的确需要这样一些不守规矩的破局者，否则只会被各种规矩限制成一潭死水。
大家每天对标特斯拉都只知道看那些看得到的东西——比如又OTA了什么新功能，电池续航能力增加了多少，亦或是网络拓扑又有了什么变化……却永远也无法通过对标来窥探到特斯拉的真正的核心竞争力：对汽车上各种系统的核心Knowhow的深度掌握、创新能力、快速迭代能力、逻辑设计能力和软件开发能力。而这些能力的背后是整个公司的体系架构构建、领导力、公司整体的理论水平！
就像《三体》中的三体星球可以轻松的击败强大的地球舰队一样，靠的不是武力的强大，而是高一个层次的基础研究水平。公司间的竞争核心是公司的理论水平和理念。
最近汽车行业最火热的品牌就是特斯拉，好像特斯拉做的什么东西都是NB的，都是无比正确的，都是代表着未来的方向的，其实最后究竟鹿死谁手还远远不到答案揭晓的时刻。我上一篇文章把汽车行业比喻为一个复杂系统，特斯拉目前只是这个复杂系统中的一个新的元素，而且是一个影响力越来越大的元素。现在各种关于特斯拉的预测都还只是预测而已，既然未来不可知，我们所有的人就只能根据自己的判断来决定自己当下采取的行动。
愿中国的民族汽车产业能够在这个变革的时候选择一条适合自己长远发展的路。如果这次再错了，下次付出的可能就不只是市场了。
编者简介：
原创作者：侯哥 专注汽车电子电器及架构开发
文稿编辑：文昌007 汽车信息安全从业人员