都知道现在的新能源车就像是装了四个轮子的电脑——还不止一台，那工程师都是怎么避开“死机”难题的？

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汽车大脑从何来

目前在路上跑的新能源车以及部分油车，其实都面临着电子失控的威胁：一旦断网或者被“黑”，方向盘、安全气囊等等功能都有可能失灵。这都要拜上百颗“汽车大脑”，也就是ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）所赐。

回顾第一颗ECU的诞生，还要追溯到上世纪80年代。当年，汽车工程师们信奉“省油即省钱”，最重要的任务之一就是把引擎的每一滴燃油都压榨出最大动力。经过实验，他们发现省油的关键竟然藏着火星塞的点火时机中。

如果能把点火的精准度控制在“两毫秒”以内——大概就是你眨眼时间的百分之一到千分之一——引擎效率就能提升整整一成。这个微小到几乎难以察觉的瞬间不仅能让车子开起来更顺畅，还能直接省下一成的油耗。怎么实现？光依赖机械工程还不够，必须引入一个更聪明的大脑。

工程师们首次引入微控制器，也就是一颗专注于特定任务的芯片。它能即时读取引擎转速、进气压力、油门深度、甚至异常爆震等各种感测器的讯号，并通过内部算法，在千分之一秒、甚至微秒等级的时间内，精准计算出最佳的点火角度，并立刻执行。

从此，引擎的性能表现大跃升，也代表着汽车ECU的“始祖”诞生。

02

大量的ECU涌入汽车

ECU这么好用，其他地方是不是也能用？慢慢的，从车灯、雨刮器到收音机、电子门锁、空调，再到ABS防抱死系统、主动悬架系统，甚至是安全气囊的弹出时机都交给了专属的ECU来负责。据统计，现在一辆车上使用的ECU可以多达几十个甚至超过一百个。

这么多“大脑”之间又是怎么实现有效沟通的？

为了解决这一问题，最开始，跨国汽车零部件供应商博世推出“控制器区域网（CAN Bus）”。你可以把它想像成一条专为各个ECU打造的“神经网”，只要ECU连接到其中，就能将讯息广播给其他ECU。

CAN Bus有个很重要的机制，就是刹车、安全气囊弹出等讯号会抢先通过，不会因为其他信号指令而延误。这个设计虽然很实用，但是没有改变单个ECU依然需要独立的电源线、接地线，并连接各种感应器的现实。早期，一辆汽车内部的电线总长度可以超过2公里，总重量更是能达到5、60公斤。

另外，车辆中大量的ECU和错综复杂的线束带来了一系列问题，“电子故障”频频成为汽车召回的原因；而对于设计师和维修技师来说，密密麻麻的线束检查、维修起来也是一场噩梦。

可以说，就算没有新能源车出现，汽车ECU从分散控制走向集中控制也会是必然趋势。

03

中央大脑和人类

会是最后屏障吗？

把功能相近的多个ECU集中到一个算力和资源强大的“域控制器”里，可以大幅简化车内网路架构。如此一来，车厂在追求轻量化和高效率的同时，也能把更多的精力用在系统稳定性与安全性上。

2010年前后，特斯拉为代表的电车品牌们，开始把整车划分为几个“大区”，比如车头、车尾、车身两侧与驾驶舱，每个域控制器就像“市长”，负责收集该区域内所有的感测信号，并初步整合、处理，再直接驱动该区域内的功能，不用事事等着“中央”拍板决定。

“中央”其实就是汽车里的超级大脑，它要负责更复杂的算法任务，比如高级别自动驾驶技术所需要环境感知、物体辨识，甚至决策功能。

全世界最顶级的工程师们，现在都在费尽心思，把上百个ECU断掉重联。未来或许域控制器也会高度整合，变成一个当之无愧的“超级大脑”，那时，整个车辆的电子系统效率和各功能的稳定性也会提升。

但是只要联网，就会有潜在的攻击入口，这一点只能靠软件能力升级和人类本身来保证了。人类的角色，将从操作者转为监督者，负责在故障或断网时担任最后的保险。

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编辑｜张毅

主编｜黎坤

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