OTA全稱為Over-The-Air technology(空中下載技術)，通過移動通信的接口實現(xiàn)對軟件進行遠程管理，傳統(tǒng)的做法到4S店通過整車OBD對相應的ECU進行軟件升級。OTA技術最早2000年在出現(xiàn)日本，目前通過OTA方式升級軟件廣泛應用于智能手機。對于汽車而言，OTA最早出現(xiàn)特斯拉2012年推出的Modes S車型上，其更新范圍涉及自動駕駛、人機交互、動力、電池系統(tǒng)等領域，通過OTA的方式特斯拉完成鑰匙卡漏洞、續(xù)航里程提升、提高最高速度、提升乘坐舒適度等功能或者漏洞的修復。2016年11月，豐田宣布將采用OTA技術更新車輛ECU軟件，并討論了上市車輛通過OTA新增功能的可能性。2017年5月福特首次通過OTA技術為搭載Sync 3車載系統(tǒng)的車型新增功能。國內以小鵬、蔚來為代表的新造車勢力也將整車OTA作為自身產品智能化的體現(xiàn)，傳統(tǒng)造車企業(yè)也逐步在新車型上提供OTA功能。隨著汽車“電動化,網聯(lián)化,智能化,共享化”新四化的推進，其電子化程序也越來越高，如圖1所示，汽車電子成本占整車成本逐步提升，新能源車比傳統(tǒng)車明顯提升很多?！败浖x汽車”已成為汽車的發(fā)展趨勢，汽車軟件的復雜度也隨之大增，軟件故障的修復以及個性化定制需求的更新，僅通過4S升級難以給予用戶最佳的體驗。那OTA又可以帶來哪些好處呢？1、OTA遠程為用戶修復軟件故障，大幅度縮短中間步驟的時間，使軟件快速到達用戶，減少汽車制造產商和用戶的成本，包括汽車制造產商的召回成本，用戶的時間成本；2、OTA可以為車輛增加新功能，增加用戶的新鮮感；3、OTA拓寬了“服務”和“運營”的范疇，增加車輛的附加價值。與此同時，OTA也帶來了新的挑戰(zhàn)，由于車載ECU眾多，網絡復雜，一旦車輛與外界建立通信，帶來了原本封閉的網絡受到入侵的可能性，怎么保證車輛安全，建立安全防護措施是OTA的重要課題。OTA要求主要從安全、時間、版本管控、異常處理方面考慮，具體為：1、軟件升級時間最短，就是確保車輛無法行駛的時間最短，車載ECU通常是通過CAN或Ethernet刷寫，在帶寬允許的情況下，盡可能采取并行刷寫模式，選取刷寫時間最長的節(jié)點優(yōu)先處理等設計原則。2、版本管控版本管控對于OTA來說很重要，因為車輛上ECU眾多，不同ECU有不同版本的軟件，另外產商的車型眾多，不同車型ECU的需求有不同，版本也存在差異。3、異常處理方案。在OTA傳輸過程中，外界干擾或者其他因素導致刷寫異常或者中斷，車載ECU必須支持軟件回滾、斷點續(xù)傳、丟失重傳等處理機制。4、安全是OTA優(yōu)先考慮的內容，保證車輛信息安全是當前OTA的一項挑戰(zhàn)，必須從硬件、軟件、云端幾個方面，尤其是三者之間的傳輸應用來解決。在數(shù)據(jù)傳輸鏈路上，通過遵守適當?shù)膫鬏攨f(xié)議保證其安全性。功能分區(qū)是降低風向的一種特別重要的技術，功能分區(qū)意味著對關鍵功能進行隔離，降低風險。車輛功能安全和冗余設計上的考慮主要是基于ISO26262標準，可以通過優(yōu)化車載網絡架構，將不同的域劃分成不同的ASIL等級，將不同安全等級的ECU進行分隔，另外采用并行獨立的OTA路徑。信息安全上的考慮，包括網絡安全、主機安全、數(shù)據(jù)庫安全、數(shù)據(jù)傳輸安全等。OTA整體架構包含OTA云端、OTA終端、OTA設計對象三部分，如下圖2所示，OTA云端為OEM專屬的云端服務器平臺，OTA終端采用Tbox，網絡架構按功能域劃分，分為動力系統(tǒng)域、車身系統(tǒng)域、影音系統(tǒng)域、ADAS主動安全域，分為四個不同的功能安全等級。 圖2 OTA架構OTA云端也稱為OTA云服務平臺，包含OEM支持OTA升級的ECU全部的完整的升級包。OTA云端的設計要求是獨立的平臺，支持多車型、多型號規(guī)格、多種類型ECU軟件的升級。OTA云端的框架結構主要包括五部分：OTA管理平臺、OTA升級服務、任務調度、文件服務、任務管理，如圖3所示。OTA終端主要包含OTA引擎和OTA適配器，其中OTA引擎是一個連接OTA終端與OTA云端的橋梁，實現(xiàn)云端同終端的安全通信，包括升級包下載、升級包解密、差分包重構等功能。OTA適配器是為兼容不同的軟件或設備的不同更新邏輯或流程，根據(jù)統(tǒng)一的接口要求封裝的不同實現(xiàn)。升級適配器由需要OTA升級的各個ECU軟件實現(xiàn)提供。汽車OTA對象主要包括影音系統(tǒng)，ADAS軟件，以及車內嵌入式ECU。嵌入式ECU通常采用軟件備份功能，如下表所示，即ECU內部用于兩片區(qū)域，一部分用于存儲當前運行的程序，一部分用于存儲備份程序。除第一次安裝或者設備下線時，ECU內部只有一份軟件外，之后安裝的軟件都會與上一份共存。當前運行的是最新的軟件，如果升級過程中發(fā)生錯誤或者刷寫的程序不能運行，ECU內部自動回滾至上一版程序，防止車輛趴窩。對于車企來說，OTA不僅僅是關乎技術，OTA還會影響汽車的研發(fā)流程，質量管控體系，另外OTA是互聯(lián)網思維滲透到車企的體現(xiàn)。
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