詳解特斯拉的OTA系統

駕駛哥

2021年5月31日 09:34

來源 | 汽車ECU開發

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特斯拉作為整車OTA的鼻祖，從2012年推出的Model S到最新的Model 3都具備整車OTA能力。不僅可以通過OTA升級車載娛樂系統、應用程序等，還可以實現對ECU進行軟件更新，比如電池管理系統、電驅控制單元、整車控制單元等。

特斯拉的OTA框架

特斯拉的OTA架構如圖1所示，首先中控系統的CID通過特斯拉的私有握手協議，將固件包從云端下載下來，并對其進行解密和完整性校驗。

圖1 OTA升級框架

從OTA升級框架來看，升級方式主要為兩種，一種為對有以太網連接的ECU，另一種為通過網關轉換為CAN總線的ECU。

對于具有以太網連接的ECU，都具有ic-updater，cid-updater升級代理，其中cid-updater負責從云端獲取固件包，并進行校驗，可將cid-upadater視為本地服務器，ic-updater作為遠程代理。

另外對于這類ECU而言，其采用的軟件升級方式為A/B備份，如圖2所示。例如當前使用的是A區，當軟件需要更新時，先將軟件寫入至B區，更新完之后，B區作為主系統啟動，而A區作為備份區域。

圖2 具有以太網的ECU的A/B備份方式

對于通過網關基于CAN總線的UDS協議或者其他協議更新的ECU。其從release.tgz中提取所需要的文件，包括：

1、boot.img：在升級過程中運行，其類似于常用的flash driver；

2、Release_version.txt：包含固件的版本信息；

3、 Version_map2.tsv 和 Signed_metadata_map.tsv ：包含固件信息；

4、 Internal_option_default.tsv：包含固件的默認配置信息；

5、ECU命名的文件，其格式為 ECUName/ProviderID/ECUFwName.hex。其主要是hex格式的文件，真正需要下載至ECU的文件。

特斯拉OTA的供應商

為了實現上述的OTA框架，目前特斯拉選擇的供應商是哈曼旗下的Red Bend，Red Bend提供的OTA平臺用于進行車輛與云端的通信，并且哈曼與特斯拉是允許雙方替換代碼，而不是替換文件，但是涉及到整車軟件升級問題時，特斯拉依賴的則是其內部開發的API接口。

哈曼到底是一家什么公司呢？哈曼其實是三星全資子公司(2017年收購)，專注在汽車、消費、企業級市場的互聯技術，為物聯網、車聯網的打通實現強力融合。

哈曼的OTA方案中，采用與NXP聯合開發的“軟件更新網關”，可為整車所有ECU提供安全的OTA操作，而不在意CPU、內存和網絡資源太小，并且集成了網絡安全的措施，例如在更新服務激活前，從OTA系統自動啟動二進制文件掃描。

目前除了特斯拉還有其他的一些產商在使用，如表1所示。

合作商	合作內容
北汽新能源ARCFOX	哈曼為北汽新能源的高端品牌ARCFOX提供智能座艙產品。
寶馬	1.寶馬iNEXT將搭載三星和哈曼的5G TCU； 2.為寶馬提供新一代信息娛樂系統，協助其車載技術以及娛樂系統的開發。
FCA	FCA采用哈曼和谷歌的技術，開發一個新的生態系統，提高全球FCA車主的互聯生活體驗，其中服務端系統使用哈曼的Ignite與平臺，對車內及其他數據進行及時、安全管理。
長城	為WEY VV7提供新一代車載信息娛樂系統。

表1 哈曼合作產商

近年特斯拉OTA匯總

從2012至今，特斯拉的OTA已經實施了9年了。在這么長的時間跨度里，到底實現過哪些OTA呢？

從2012到2019年4月的近6年多的時間里，總共實施了37次OTA升級，平均每年6次，具體每年的次數如圖3所示。

詳解特斯拉的OTA系統的圖3

圖3 OTA升級次數

在這些升級中，潛在問題改善有11項，全新功能導入有67項，交互界面、交互邏輯優化64項，如圖4所示。

詳解特斯拉的OTA系統的圖4

圖4 不同升級情況的升級次數

從升級所涉及的控制器來看，涉及到的包括：ADAS、ESP、EPS、Ibooster、VCU、BCM、HU、IPC、BMS、OBC、AC、MCU、AMP、GW、PTC、CAMERA、ECSS、SRCU、TPMS、IPC等20個ECU，其中HU的升級次數多達20次，EPS、OBC、AMP等升級最少，為1次，如圖5所示，這個也很好理解，網絡架構中越接近執行層的通常變更越少。

詳解特斯拉的OTA系統的圖5