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지능형 차량 ZCU(Zone Control Unit) 시장(2026년)Intelligent Vehicle Zone Control Unit (ZCU) Research Report, 2026 |
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ZCU 조사 - 크로스 도메인 통합형 ZCU는 차세대 구역형 아키텍처의 엣지 컴퓨팅 노드로 자리 잡고 있습니다.
현재 주류인 존 아키텍처는 주로 여러 개의 중앙 컴퓨팅 플랫폼과 2-4개의 ZCU를 갖춘 준중앙집중형+존 아키텍처입니다. 이 단계에서 이른바 '차체 지향형' ZCU는 주로 차체 관련 기능을 담당하고 있지만, 파워트레인 영역이나 섀시 영역과 관련된 기능은 분리되어 있지 않으며, 전용의 별도 기능 도메인 컨트롤러를 통해 구현되고 있습니다.
중앙 컴퓨팅 플랫폼의 통합 수준에 따라 다음 단계에서는 주로 두 가지 EEA의 방향이 나타날 것입니다.
경로 1 - 도메인 간 통합을 갖춘 존형 아키텍처 - 콕핏과 주행 통합 컴퓨터가 더욱 강화되어, 도메인 간 통합을 갖춘 존형 아키텍처가 형성됩니다. 이 아키텍처에서는 차체, 파워트레인, 섀시와 관련된 모든 기능이 분해·분산되어 인근 ZCU에 통합됩니다. 이 단계의 ZCU는 도메인 간 통합형 ZCU가 주류를 이루며, 주로 L3+ 시나리오에 적용됩니다. 경량 에지 전처리 기능을 갖추고 있으며, 높은 연산 능력을 가진 고성능 멀티코어 MCU, 대용량 스토리지, 러기드 통신 기능 및 가상화 지원이 요구됩니다.
경로 2 - 고도로 통합된 중앙 연산 기능을 갖춘 존형 아키텍처 - 중앙 연산 기능이 더욱 통합되어 아키텍처의 합리화가 추진됩니다. ZCU는 로컬 연산 능력을 대폭 축소하고, ‘중앙의 대뇌 + 지능형 제어의 소뇌 + I/O 존 제어’라는 방향으로 발전하여 비용의 추가 절감과 통합성 향상을 도모합니다. 이 단계의 ZCU는 순수한 엣지 I/O 노드로 자리매김합니다. I/O 지향형 ZCU는 더 이상 애플리케이션 로직을 실행하지 않고, 전력 분배, 프로토콜 전송 및 드라이버 기능만을 유지합니다. 차별화 요소는 줄어들고 MCU의 연산 능력이나 스토리지에 대한 요구 사항은 낮아지지만, I/O 인터페이스의 다양성이 중시됩니다.
크로스 도메인 통합형 ZCU - 모션 도메인의 차량 제어 전략은 HPC로 이관되고, I/O 실행은 ZCU에 맡겨집니다.
고수준 자율주행 기능에서는 자율주행 도메인이 토크, 브레이크, 스티어링, 서스펜션의 각 수직 제어를 동시에 호출해야 합니다. 이는 파워트레인과 섀시의 협동 제어에 엄격한 요구 사항을 부과하며, 극히 낮은 결정론적 지연 시간을 요구합니다. 기존의 모션 도메인 제어 솔루션에서는 파워트레인 도메인 컨트롤러와 섀시 도메인 컨트롤러가 각각 개별적으로 제어 기능을 실행합니다. 이들은 차량 제어 알고리즘, 대량의 I/O 수집, 솔레노이드 밸브 구동, 전력 분배, 게이트웨이 전송 등의 기능을 동시에 담당하고 있습니다. 자율주행 도메인에서는 이 두 도메인 컨트롤러를 도메인을 넘나들며 연결해야 합니다. 링크 수가 많아 통신 지연이 길어지고 인터페이스도 복잡해지기 때문에 소프트웨어와 하드웨어의 분리나 차량 제어 기능의 업데이트에는 적합하지 않습니다. 따라서 L3 이상의 하이엔드 자율주행 차량에서는 파워트레인 도메인과 섀시 도메인의 통합이 매우 중요해집니다.
파워트레인 도메인과 섀시 도메인을 ZCU에 통합하는 것은 본질적으로 도메인 컨트롤러의 두 가지 주요 역할을 분리하는 것이 됩니다. 즉, 제어 전략은 상위 계층으로 끌어올려지고, I/O 실행은 하위 계층으로 오프로드되는 것입니다. 도메인 간에 통합된 ZCU는 모든 파워트레인 및 섀시 기능을 한데 모으는 것이 아니라, 파워트레인 도메인 및 섀시 도메인의 실시간 I/O, 로컬 실행, 서브 폐쇄 루프, 전력 분배 및 게이트웨이 기능을 해당 도메인에 가까운 ZCU로 오프로드합니다. EPS, EPB, CDC 등의 하위 기능은 ZCU 소프트웨어 스택으로 이전되고, 독립된 섀시 ECU는 폐지되며, VMC 로직은 중앙 HPC로 상향 이동됩니다.
파워트레인 도메인 및 섀시 도메인의 액추에이터는 ZCU로의 통합에 매우 적합합니다. 휠 속도 센서, 브레이크 모터, 스티어링 모터 등 모션 도메인 관련 센서와 액추에이터는 대부분 휠이나 섀시 근처에 배치되어 있으며, ZCU까지의 물리적 거리가 가장 짧습니다. 모션 도메인의 액추에이터는 인근 ZCU로 연결되어 있으며, 통신 링크가 극히 짧으며, 고수준의 지능형 주행 기능에 필요한 높은 실시간 성능을 확보할 수 있습니다.
따라서 크로스 도메인 통합형 ZCU는 처리 능력, 주변기기 인터페이스, 가상화 메커니즘, 그리고 기능 안전의 관점에서 MCU에 대해 비교적 높은 요구 사항을 부과하고 있습니다.
현재, 모션 도메인을 통합한 크로스 도메인 통합형 ZCU는 다음 단계 EEA의 주요 솔루션으로 자리 잡고 있습니다. 국내 주요 OEM의 대부분이 파워트레인 및 섀시 도메인의 기능을 통합한 차세대 ZCU 솔루션을 계획하고 있으며, 주요 Tier 1 공급업체들도 크로스 도메인 통합형 ZCU 시스템 솔루션을 출시하고 있습니다.
예를 들어 Jingwei Hirain은 2026년 베이징 국제 자동차 전시회에서 ‘Re-ZCU’를 전시했습니다. 이는 단일 MCU를 채택한 ‘섀시 도메인 + 차체 도메인’ 통합형 ZCU입니다. 싱글 채널 EPB, 듀얼 챔버 에어 스프링, 듀얼 밸브 CDC 쇽업소버 등의 섀시 제어 기능을 유지하면서, 리어 테일게이트 스위치, 뒷좌석 조절, 후방 에어컨 조절, 후방 라이트 조절 등의 일반적인 차체 제어 기능도 통합하고 있습니다.
Re-ZCU는 섀시 기능과 후방 구획의 일부 차체 기능을 통합하여, 기존의 분리형 ECU의 기능적 경계를 허물고 있습니다. 이러한 설계를 통해 후방 구획에 섀시 도메인 컨트롤러와 차체 컨트롤러를 개별적으로 설치할 필요가 없어져, 차량의 회로 레이아웃을 단순화하고 차량 중량 및 비용 절감에 기여합니다.
ZCU는 분산형 오디오 아키텍처를 지원하며, AVB+TSN 이더넷을 기반으로 오디오 스트림을 전송합니다.
모션 도메인의 통합에 더해, 차기 ZCU에서는 오디오 파워 앰프도 통합하여 독립적인 오디오 파티션 관리를 실현합니다. 기존 오디오 솔루션에서는 파워 앰프 모듈을 독립된 파워 앰프 ECU 또는 콕핏 도메인 컨트롤러에 집중 배치했습니다. 모든 스피커 및 마이크 신호는 DAC 변환, 전력 증폭, 오디오 이펙트 처리를 위해 전용 파워 앰프 또는 콕핏 도메인 컨트롤러로 집약됩니다. 존 간 배선에는 A2B 전용 오디오 버스가 채택되었으나, 이로 인해 와이어 하네스의 과도한 길이, 복잡한 배선 경로, 신호 감쇠와 같은 문제가 발생했습니다.
존 아키텍처의 발전과 콕핏 오디오 경험에 대한 사용자의 요구가 높아짐에 따라 분산형 오디오 아키텍처에서는 파워 앰프 기능을 ZCU에 분산시키고, 독립된 파워 앰프 ECU를 배제하며, 스피커를 인근 ZCU로 연결하는 방식이 채택되고 있습니다. 이는 업계가 공동으로 모색해야 할 방향성입니다. 분산형 오디오 아키텍처에서는 파워 앰프 회로가 ZCU 내에 내장되어 있습니다. 콕핏용 SoC가 오디오 알고리즘을 디코딩하고, 디지털 오디오는 AVB/TSN 이더넷을 통해 각 구역의 ZCU로 전송됩니다. 스피커가 근접한 위치에서 구동됨으로써 멀티존 오디오의 유연한 관리, 동기화된 전송 및 개인화된 경험이 실현됩니다.
하드웨어 통합: ZCU에는 멀티채널 오디오 코덱, AVB/TSN 이더넷 오디오 브리지, 로컬 스토리지(오디오 이펙트 알고리즘 사전 로딩용) 및 DSP 기반 파워 앰프가 통합되어 있습니다. ZCU는 로컬 마이크, 스피커, 파워 앰프에서 나오는 오디오 노드 신호를 직접 샘플링 및 처리하고, 백본 네트워크를 통해 중앙 도메인 컨트롤러와 데이터를 교환합니다.
소프트웨어 분리: SOA를 통해 오디오 기능은 개별 서비스(‘볼륨 조절 서비스’나 ‘사운드 이펙트 모드 서비스’ 등)로 추상화됩니다. 각 ZCU는 온디맨드로 호출되며, 중앙 도메인 컨트롤러는 전략 오케스트레이션만을 담당합니다.
배선 하네스 간소화: ZCU는 로컬 전원 및 오디오 버스를 통해 로컬 구역의 오디오 노드를 연결합니다. 이를 통해 스피커 하네스의 길이를 효과적으로 단축하고, 차량내 하네스의 무게와 배선 경로의 복잡성을 대폭 줄입니다. 시스템 기능을 보장하면서 하드웨어 BOM 비용을 절감하고, 차량 제조 비용 및 차량 총중량을 줄입니다. 동시에 소프트웨어 정의 오디오를 가능하게 하여, 서로 다른 차종에서 유연한 플랫폼 이터레이션을 실현합니다.
인피니온(Infineon)의 ZCU 기반 AVB 분산형 오디오 솔루션을 예로 들어보겠습니다. '중앙 연산 + 분산형 ZCU'라는 설계를 통해 이더넷의 고대역폭·저지연 특성과 자동차용 존 오디오 요구 사항을 결합함으로써, 멀티존 오디오의 유연한 관리·제어, 동기화 전송 및 개인화된 경험을 실현하고 있습니다.
중앙 연산 장치 및 이더넷 스위치 - 이들은 오디오 데이터 처리, 네트워크 관리 및 트래픽 스케줄링을 담당합니다. 각 존의 오디오 컨트롤러를 이더넷을 통해 연결하여, 차량용 오디오 및 비디오 전송을 위한 '백본 네트워크'를 구축합니다. 동시에, AVB 프로토콜에 기반한 시간 동기화(gPTP) 및 서비스 품질(QoS) 메커니즘을 통해 멀티존 오디오 스트림의 저지연 및 지연 없는 동기화된 전송이 보장됩니다.
분산형 ZCU:
존 오디오 기능 - 각 물리적 ZCU는 이더넷을 통해 AVTP 오디오 데이터를 수신하고, 오디오 출력을 독립적으로 제어함으로써 존별 맞춤형 오디오 경험을 실현합니다.
오디오 코덱 - 존 오디오의 '로컬 처리 센터'로서, 오디오 신호의 인코딩(아날로그→디지털), 디코딩(디지털→아날로그), 믹싱, 증폭 등의 처리를 담당합니다. 이 중 I2S는 자동차 등급의 직렬 오디오 버스로, 단거리 및 고신뢰성 오디오 전송에 적합합니다. TDM은 동일 링크 상에서의 멀티채널 오디오 전송을 지원하여 대역폭 활용 효율을 향상시킵니다.
MCU: 인피니온(Infineon)사의 AURIX(TM) TC4x를 채택하고 있습니다. 이 칩은 AVB 전용 하드웨어 주변기기 지원을 갖추고 설계되었습니다. IEEE 802.1AS, IEEE 802.1Qav 등의 AVB 프로토콜과 IEEE 802.1Qbu, IEEE 802.1Qbv, IEEE 802.1CB 등의 TSN 프로토콜을 지원합니다.
도메인 횡단형 통합 ZCU가 비즈니스 모델을 재구축 - 하드웨어 표준화, OEM 주도 소프트웨어에 의한 차별화
SDV 시대에 자동차용 전자 아키텍처는 모듈 설계와 소프트웨어 구성을 통해 차종이나 등급을 초월한 신속한 다중화를 실현합니다. ZCU는 ‘하드웨어 표준화 + 소프트웨어를 통한 차별화’의 핵심을 담당하는 존재입니다.
크로스 도메인 통합형 ZCU는 더 이상 차체 I/O, 배전, 게이트웨이 기능을 위한 단순한 유닛이 아닙니다. 대신 차체, 게이트웨이, 배전, 섀시/파워트레인의 일부 작동, 오디오 파워 앰프 및 기타 여러 기능을 통합한 로컬 엣지 컴퓨팅 유닛으로 자리매김하고 있습니다. ASIL-B 및 ASIL-D 모두를 준수하며, 하이퍼바이저를 통해 안전 분리가 구현되어야 합니다. 따라서 기존의 Tier 1에 의한 블랙박스 모델은 점차 폐지되고, 새로운 모델은 다자간 심층 조사, 소프트웨어와 하드웨어의 분리 및 계층적 연계, 플랫폼 기반의 사전 조사, 그리고 OEM에 의한 상위 계층 SOA 및 차량 아키텍처 정의의 장악으로 전환되어 갈 것입니다.
현재 ZCU 산업 체인에 관련된 모든 이해관계자들이 보다 유연한 협력 체제를 모색하고 있습니다. 칩 벤더는 기반이 되는 소프트웨어 및 레퍼런스 플랫폼으로 사업 영역을 확대하고, 기본 소프트웨어 벤더는 위상을 높이며, OEM은 차량 아키텍처/SOA/애플리케이션 계층을 장악하고, Tier 1 공급업체 및 EMS 제공업체는 시스템 통합과 하드웨어 구현을 담당하고 있습니다. 예를 들어 Flex, 인피니온, 벡터는 공동으로 확장 가능한 ZCU 개발 키트를 출시했습니다. 또한 ST와 AutoCore는 이더넷 기반 ZCU 분산 오디오 솔루션을 공동으로 출시했으며, UAES는 ‘빌딩 블록’ 형식의 플랫폼 솔루션을 발표했습니다. 이를 통해 각 OEM 업체는 하드웨어부터 완전한 솔루션에 이르기까지 다양한 공급 수준을 유연하게 선택할 수 있게 되었습니다.
예를 들어 Flex, 인피니온, 벡터는 협력하여 CES 2026에서 확장 가능한 ZCU 개발 키트를 발표했습니다. 이 솔루션의 핵심은 모듈식 설계와 확장 가능한 아키텍처에 있습니다. 내부적으로는 약 30개의 모듈로 구성되어 있습니다. 개발자는 특정 차종이나 기능 요구 사항에 따라 구성을 유연하게 조합할 수 있습니다. 이를 통해 향후 양산을 위한 명확한 로드맵이 제시되며, 엔트리 모델부터 고급차 부문까지 기존 내연기관 차량부터 하이엔드 자율주행차에 이르기까지 다양한 차종에 신속하게 대응할 수 있습니다. 이 솔루션은 ‘칩 + 소프트웨어 + EMS’를 일체화한 원스톱 턴키 모델입니다. 인피니언은 MCU, 파워 반도체, 보안 칩을 아우르는 핵심 반도체 솔루션을 제공하고, 벡터는 고성능 임베디드 소프트웨어와 개발 툴을 제공하며, 플렉스는 ZCU의 하드웨어 설계, 제조, 양산을 담당합니다.
개발 키트의 최고 사양 버전에서는 페일세이프(fail-safe) 작동을 보장하기 위해 듀얼 MCU 중복 아키텍처를 채택하고 있습니다. 인피니언의 TC4x MCU를 탑재하여, 실시간 성능은 2×6,810 DMIPS를 실현하고 있습니다. 또한 2×10MB의 메모리와 2×21MB의 비휘발성 메모리를 갖추고 있으며, 레벨 4 자율주행 및 높은 보안 수준이 요구되는 애플리케이션에 충분한 여유를 확보하고 있습니다. 이 설계는 기능 안전성을 보장함과 동시에 ‘소프트웨어 정의 차량’을 위한 견고한 하드웨어 기반을 제공합니다. 각 OEM 업체는 표준화된 하드웨어 상에서 소프트웨어 업데이트 및 설정을 수행함으로써, 새로운 기능을 지속적으로 추가하거나 기존 성능을 최적화할 수 있으며, 신차 개발 주기를 대폭 단축할 수 있습니다.
싱글 MCU 버전도 마련되어 있습니다. 개발자는 실제 프로젝트나 비용에 따라 솔루션을 유연하게 선택할 수 있으며, ‘확장성과 다중화’라는 핵심 개념을 완벽하게 구현하고 있습니다.
통신 인터페이스와 관련하여, 이 ZCU 솔루션은 현재 자동차 네트워크에서 사용되는 거의 모든 주요 프로토콜을 포괄하고 있습니다. 이더넷 인터페이스에는 1000BASE-T1 포트 2개(그중 1개는 2500BASE-T1로 업그레이드 가능), 100BASE-T1 포트 2개, 그리고 10BASE-T1S 포트 2개가 포함됩니다. CAN의 경우, 부분 네트워킹을 지원하는 5 Mbit/s CAN-FD 포트 2개가 마련되어 있을 뿐만 아니라, 일반적인 차체 및 섀시 간 통신용으로 부분 네트워킹을 지원하지 않는 5 Mbit/s CAN-FD 포트 18개가 탑재되어 있습니다. 또한 16개의 LIN 인터페이스, 1개의 10 Mbit/s FlexRay 인터페이스, 2개의 125 kbit/s 양방향 PSI5 인터페이스, 4개의 DSI3 인터페이스(최대 12개의 초음파 센서 지원), 2개의 SENT 인터페이스(마스터 트리거 방식의 SPC 프로토콜로 업그레이드 가능), 그리고 4개의 3선식 WSS(휠 속도 센서) 인터페이스(2선식 솔루션으로 업그레이드 가능)가 통합되어 있습니다.
신호 및 전원 제어 수준에서 이 ZCU 솔루션은 4개의 풀다운형 디지털 입력, 10개의 풀업형 디지털 입력, 24개의 풀업형 아날로그 입력, 그리고 2개의 5V 아날로그 출력 인터페이스를 갖추고 있으며, 다양한 자동차용 센서 및 액추에이터에 직접 연결할 수 있습니다.
전력 제어와 관련하여, 하드웨어 기반의 i2t 보호 기능을 갖춘 8개의 전자 퓨즈, 42개의 하이사이드 스위치, 4개의 로우사이드 스위치, 8개의 모터 하프 브리지 및 1개의 브러시형 모터 풀 브리지를 내장하고 있습니다. 최대 63개의 ECU 또는 액추에이터에 전력을 공급할 수 있으며, 연속 전류 변환 능력은 85A, 총 분산 전류는 최대 688A입니다.
ZCU Research: Cross-domain integrated ZCUs are becoming the edge computing nodes of the next-generation zonal architecture
Currently, the mainstream zonal architecture is mainly the quasi-central + zonal architecture with multiple central computing platforms and 2~4 ZCUs. At this stage, the so-called body-oriented ZCU is predominantly tasked with body-related functions, while functions associated with the powertrain domain and chassis domain are not decoupled, and are implemented via dedicated separate functional domain controllers.
By the integration level of the central computing platform, two main EEA paths will emerge in the next stage:
Path 1 - Zonal architecture with cross-domain integration: Cockpit-driving integrated computer integration will be further improved to form a zonal architecture with cross-domain integration. In this architecture, the related functions of the body, powertrain and chassis are all disassembled and scattered, and integrated into their nearby ZCUs. ZCUs at this stage are dominated by cross-domain integrated ZCUs, which will be mainly deployed for L3+ scenarios. Featuring lightweight edge pre-processing capabilities, they require high performance multi-core MCUs with high computing power, high-capacity storage, robust communication capability and virtualization support.
Path 2 - Zonal architecture with highly integrated central computing: Central computing is further integrated and the architecture continues to be streamlined. ZCUs completely weaken the local computing power and develop in the direction of central cerebrum + intelligent control cerebellum + I/O zone control, further reducing costs and improving integration. ZCUs at this stage are positioned as pure edge I/O nodes. I/O oriented ZCUs no longer execute application logic, and only retain power distribution, protocol forwarding and driver functions. Their differentiation is reduced, imposing lower requirements on MCU computing power and storage, with emphasis placed on the richness of I/O interfaces.
Cross-domain integrated ZCU: the vehicle control strategy of the motion domain is moved up to HPC, while I/O execution is moved down to ZCUs
High-level intelligent driving functions require the intelligent driving domain to simultaneously invoke torque, brake, steering and suspension vertical control. They impose stringent requirements on the coordinated control of powertrain and chassis, and demand extremely low deterministic latency. In traditional motion domain control solutions, the powertrain domain controller and chassis domain controller perform control functions separately. They are concurrently responsible for vehicle control algorithms, mass I/O acquisition, solenoid valve driving, power distribution, gateway forwarding and other functions. The intelligent driving domain needs to connect two domain controllers across domains. There are many links, longer communication delays, and complex interfaces, which are not conducive to software-hardware decoupling and vehicle control function updates. Therefore, in high-end autonomous vehicles of L3 and above, the integration of the powertrain domain and the chassis domain is highly necessary.
The integration of the powertrain domain and the chassis domain into a ZCU essentially decouples the two core responsibilities of domain controllers: control strategies are uplifted, and I/O execution is offloaded downwards. The cross-domain integrated ZCU does not stuff all powertrain and chassis functions, but offloads the real-time I/O, local execution, sub-closed loop, power distribution, and gateway capabilities of the powertrain domain and the chassis domain to their nearby ZCUs. Sub-functions such as EPS, EPB, CDC, etc. are migrated to the ZCU software stack, canceling the separate chassis ECU, and moving the VMC logic up to the central HPC.
Actuators of the powertrain domain and the chassis domain are well?suited for integration into ZCUs. Motion?domain?related sensors and actuators such as wheel?speed sensors, brake motors and steering motors are mostly located close to wheels and chassis, featuring the shortest physical distance to ZCUs. The actuator of the motion domain is connected to its nearby ZCU, so that the extremely short communication link can ensure the high real-time performance required by high-level intelligent driving functions.
Therefore, the cross-domain integrated ZCU places relatively high requirements on MCUs in terms of processing capabilities, peripheral interfaces, virtualization mechanisms, and functional security.
At present, the cross-domain integrated ZCU integrating the motion domain is the main solution for EEAs in the next stage. Most of the domestic mainstream OEMs have planned the next-generation ZCU solutions integrating powertrain and chassis domain functions, and major Tier 1 suppliers have also launched cross-domain integrated ZCU system solutions.
For example, Jingwei Hirain exhibited its Re-ZCU at the Beijing International Automotive Exhibition in 2026. This is a "chassis domain + body domain" integrated ZCU that uses a single MCU. On the basis of retaining chassis control functions such as single-channel EPB, dual-chamber air springs, and dual-valve CDC shock absorbers, it also integrates common body control functions like rear tailgate switch, rear seat adjustment, rear air conditioning adjustment, rear light adjustment, etc.
Re-ZCU integrates chassis functions and some body functions in the rear compartment, breaking the functional boundaries of traditional separate ECUs. This design eliminates the need for separate chassis domain controllers and body controllers in the rear compartment, helping to simplify the vehicle's circuit layout and reduce vehicle weight and cost.
ZCUs support distributed audio architectures and transmit audio streams based on AVB+TSN Ethernet
In addition to integrating the motion domain, ZCUs in the next stage will also integrate audio power amplifiers to achieve separate audio partition management. Traditional audio solutions centrally deploy power amplifier modules in a separate power amplifier ECU or cockpit domain controller. All speaker and microphone signals are aggregated to a dedicated power amplifier or cockpit domain controller for DAC conversion, power amplification and audio?effect processing. The A2B dedicated audio bus is adopted for daisy-chained cross-zone wiring, which brings challenges such as excessively long wire harnesses, complicated routing and signal attenuation.
With the development of the zonal architecture and higher user requirements for cockpit audio experience, the distributed audio architecture decentralizes power amplifier functions into ZCUs and eliminates separate power amplifier ECUs, with speakers connected to nearby ZCUs. It has become a direction for the industry to explore collectively. In the distributed audio architecture, power amplifier circuits are embedded within ZCUs. The cockpit SoC undertakes audio algorithm decoding, and digital audio is transmitted to ZCUs in each zone via AVB?TSN Ethernet. Speakers are driven in proximity to realize flexible management, synchronous transmission and personalized experience of multi-zone audio.
Hardware integration: ZCUs integrate multi-channel audio codecs, AVB/TSN Ethernet audio bridging, local storage (for pre-loading audio effect algorithms) and DSP?based power amplifiers. They directly sample and process audio?node signals from local microphones, speakers and power amplifiers, and exchange data with the central domain controller via the backbone network.
Software decoupling: Through a SOA, audio functions are abstracted into separate services (such as "volume adjustment service" and "sound effect mode service"). Each ZCU is invoked on demand, while the central domain controller is only responsible for strategy orchestration.
Wiring harness simplification: ZCUs connect local zone audio nodes via local power supply and audio buses, which effectively shortens speaker harness length and greatly reduces in-vehicle harness weight and routing complexity. While guaranteeing system functions, it cuts hardware BOM cost and lowers vehicle manufacturing cost as well as curb weight. At the same time, they enable software-defined audio and realize flexible platform iteration of different vehicle models.
Infineon's ZCU-based AVB distributed audio solution as an example: through the design of "central computing + distributed ZCUs", combined with the high bandwidth and low latency of Ethernet as well as automotive zone audio requirements, flexible management and control, synchronous transmission and personalized experience of multi-zone audio are achieved.
Central computing unit and Ethernet switch: they are responsible for audio data processing, network management and traffic scheduling. They connect each zone audio controller through Ethernet to build a "backbone network" for automotive audio and video transmission. At the same time, the time synchronization (gPTP) and quality of service (QoS) mechanisms based on the AVB protocol ensure low-latency, lag-free synchronous transmission of multi-zone audio streams;
Distributed ZCU:
Zone audio function: Each physical ZCU receives AVTP audio data through Ethernet and independently controls audio output to achieve zone-based personalized audio experience.
Audio Codec: It is the "local processing center" of zone audio, responsible for the encoding (analog -> digital), decoding (digital -> analog), mixing, amplification and other operations of audio signals. Wherein, I2S is an automotive-grade serial audio bus, suitable for short-distance, high-reliability audio transmission; TDM supports multi-channel audio transmission on the same link, improving bandwidth utilization.
MCU: Infineon AURIXTM TC4x is used. This chip is designed with specialized hardware peripheral support for AVB. It can support AVB protocols such as IEE802.1AS, IEEE802.1Qav, and TSN protocols like IEEE802.1 Qbu, IEEE802.1 Qbv, and IEE802.1 CB.
Cross-domain integrated ZCU reconstructs business model: hardware standardization, OEM-led software differentiation
In the SDV era, automotive electronic architectures achieve rapid multiplexing across vehicle models and classes through modular design and software configuration. ZCUs serve as the core carrier for "standardized hardware + software differentiation".
The cross-domain integrated ZCU is no longer a simple unit for body I/O, power distribution and gateway functions. Instead, it is a local edge-computing unit integrating body, gateway, power distribution, partial chassis/powertrain actuation, audio power amplifiers and multiple other functions. It should comply with both ASIL-B and ASIL-D, with safety isolation implemented via Hypervisor. Therefore, the traditional Tier1 black box model will gradually phase out, while the new model will move towards in-depth multi-party research, software-hardware decoupling and hierarchical collaboration, platform-based pre-research, and OEMs' mastery of upper-layer SOA and vehicle architecture definition.
Currently, all parties in the ZCU industry chain are exploring more flexible cooperation modes. Chip vendors extend upward to the underlying software and reference platforms, basic software vendors improve their status, OEMs upwardly master the vehicle architecture/SOA/application layer, and Tier1 suppliers or EMS providers undertake system integration and hardware implementation. For example, Flex, Infineon, and Vector collaborated to launch a scalable ZCU development kit; ST and AutoCore jointly released an Ethernet-based ZCU distributed audio solution, and UAES launched a "building block"-style platform solution, allowing OEMs to flexibly choose different supply levels from hardware to complete solutions.
For example, Flex, Infineon, and Vector collaborated to launch a scalable ZCU development kit at CES 2026. The core of this solution lies in its modular design and scalable architecture. It consists of about 30 modules internally. Developers can flexibly combine configurations according to specific vehicle models and functional requirements. It provides a clear path for subsequent mass production, quickly adapting to various vehicle models from entry-level to luxury segments, from traditional fuel models to high-end autonomous models. The solution is a one-stop turnkey model of "chip + software + EMS". Infineon provides core semiconductor solutions covering MCUs, power semiconductors and security chips, Vector provides high-performance embedded software and development tools, and Flex is responsible for the hardware design, manufacturing and mass production of ZCUs.
The highest configuration version of the development kit adopts a dual-MCU redundant architecture to ensure fail-safe operation. It uses Infineon's TC4x MCU with a real-time performance of 2 X 6,810 DMIPS. It is also equipped with 2 X 10MB memory and 2 X 21MB non-volatile memory, leaving sufficient margin for L4 autonomous driving and high-security-level applications. This design guarantees functional safety and provides a solid hardware foundation for "software-defined vehicles". OEMs can continuously unlock new features or optimize existing performance through software updates and configurations on standardized hardware, greatly shortening the development cycle of new vehicle models.
A single-MCU version is also available. Developers can flexibly choose the solution according to the actual projects and costs, fully embodying the core concept of "scalability and multiplexing".
In terms of communication interfaces, this ZCU solution covers almost all mainstream protocols of the current automotive network. Ethernet interfaces include two 1000BASE-T1 ports (one upgradable to 2500BASE-T1), two 100BASE-T1 ports and two 10BASE-T1S ports. For CAN, two 5 Mbit/s CAN-FD ports supporting partial networking are provided, together with eighteen 5Mbit/s CAN-FD ports without partial networking support for general body and chassis communication. In addition, it integrates 16 LIN interfaces, one 10 Mbit/s FlexRay interface, two 125 kbit/s bi-directional PSI5 interfaces, four DSI3 interfaces (supporting up to 12 ultrasonic sensors), two SENT interfaces (upgradable to master triggered SPC protocol), and four 3-wire WSS (wheel-speed-sensor) interfaces (upgradable to a 2-wire solution).
At the signal and power supply control level, this ZCU solution provides four pull-down digital inputs, 10 pull-up digital inputs, 24 pull-up analog inputs and two 5V analog-output interfaces, enabling direct connection to various automotive sensors and actuators.
For power control, it incorporates eight electronic fuses with hardware-based i2t protection, 42 high-side switches, four low-side switches, eight motor half-bridges and one brushed motor full-bridge. It can supply power to up to 63 ECUs or actuators, with a continuous current conversion capability of 85A and a total distributed current up to 688A.