整車OTA的案例
詳解特斯拉的OTA系統
以下文章來自：eng2mot
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。
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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。
展開 OTA技術將成未來新能源汽車行業競爭制高點
談到特斯拉，就不得不提OTA。特斯拉在汽車行業樹立的老大形象，至今無法撼動，也讓OTA的實際應用真正的讓車主從無所認知到深切感受到OTA的價值。如果要盤點下2018新能源汽車圈的熱詞，OTA必須榜上有名。
作為汽車智能化生態中極其重要的一環，OTA可以高效解決一些潛在問題、提升用戶體驗、快速響應安全需求等多種優勢，這對汽車來說是至關重要的。有了OTA功能，不用去4s店就可以解決軟件出現的問題，為車主和車廠都帶來了便利，也極大的節省了運營的成本，是未來智能化汽車時代的必然選擇。
OTA技術在汽車升級中發揮著關鍵作用
OTA全稱是Over-the-Air Technology，即空中下載技術，可以理解為一種遠程無線升級技術。其最早出現在安卓系統手機上，終結了手機軟件升級需要連接電腦、下載軟件、再安裝更新的繁瑣操作。
對于汽車OTA來說，分為 FOTA 與 SOTA 兩大類：
1、FOTA為Firmware-over-the-air，譯為固件在線升級；SOTA 為 Software-over-the-air，譯為軟件在線升級。
2、進一步理解：FOTA 指的是固件遠程升級，類似于我們的手機系統升級。我們所說的整車 OTA 升級指的就是 FOTA；SOTA 指的是車載軟件的遠程云端升級，相當于我們的手機 APP 升級，有別于整車 OTA，可稱之為部分 OTA。
無論是 FOTA 還是 SOTA，都可以被分成三個階段，第一步，生成更新包；第二步，傳輸更新包；第三步，安裝更新。
起初，汽車OTA升級只是集中在車機的功能更新，用于功能的增加調整以及應用程序版本更新。隨著汽車網聯化、智能化的發展，OTA功能已經深入到可對汽車核心系統進行升級，比如動力控制系統、安全控制系統、底盤控制系統、車身控制系統、智能車載、信息系統等。
展開 每一次時代變革中，總有長安福特的身影
隨后，長安福特僅僅用了14個月的時間完成了從土木建設到設備安裝調試的所有工作，建設了一個全新的整車生產廠，打破了中國乃至世界汽車業的建廠紀錄。
長安福特的速度，一直是其潛藏的無限能量。近幾年中國汽車市場正處于激烈的存量競爭時代，當馬太效應開始逐漸凸顯，強者恒強的狀態已然變成了車市的新常態。可實際上，在長安福特的成長中，“艱難困苦，玉汝于成”的真諦早已根植在它的進化歷程中。
今年一季度，長安福特憑借著49325臺的零售銷量以及近50%的增長量實現了連續三個季度同比正增長。以全新第六代福特探險者、銳界PLUS、銳際組成的SUV矩陣，以及新蒙迪歐、金牛座為代表的中高端車型，在長安福特銷量占比已經達到一半以上。
格局決定結局，過去，如果說以上的這些產品是長安福特叩響中國汽車市場大門的一個起點，那么如今，福特EVOS、全新銳際PHEV、新一代福睿斯將協助長安福特在時代轉型的當下，繼續深耕中國市場的需求，問路潮流的趨勢。
作為“福特中國2.0”首款戰略車型，福特EVOS是福特百年“先鋒創新”品牌精神的全新體現，不僅代表著福特針對中國市場日益多元化的需求、以消費者體驗為出發點打造高端化產品的更進一步，也是福特下一代智能化產品的先鋒，預示了福特未來產品智能化的發展方向。
福特EVOS搭載福特全新一代電子電氣架構——FNV智能互聯全網架構，可以通過整車OTA升級而不斷進化成長。聚焦于打造“更懂你”的智能座艙和“更認路”的智能駕駛，以整車OTA持續優化迭代產品體驗，引領智慧出行未來。
展開 
詳解汽車Bootloader設計
由于ECU軟件中難免會有BUG存在，以及要滿足整車OTA需求，必須可以在不開蓋的情況下更新軟件。而ECU控制器對外的接口通常只有總線、電源和控制IO等。出于最大化復用接口(減少線束的重量和成本）考慮，通常采用基于UDS的Boot，而最常用的總線為CAN。為什么不用JTAG口呢？主要是ECU裝車后，直接通過燒錄器或者仿真器更新軟件的很不方便，難以實現遠程更新，另外由于JTAG口的權限很高，可以任意修改內部程序，安全風險很大。
BootLoader的設計需求
Boot除了正常滿足更新軟件需求外，還需滿足以下需求。
1、安全需求
Boot和APP應該放在不同的內存區域，防止相互干擾。Boot中不應集成Flash Driver，避免程序在正常運行時非法修改FLash，導致軟件異常，通常在刷寫App或者標定數據時，先將Flash Driver下載至芯片的RAM中。
另外，在Boot執行App或者標定數據更新時，應該具有多重安全檢查機制，確保刷入正確的軟件。
首先在執行刷寫流程之前，上位機對需要更新的軟件包進行檢查，通常包括兩項，其一是在生成軟件包時，開發人員會在特定位置增加一個與上位機約定的特定的ID，當上位機加載軟件包時，會去檢查軟件包中存儲的ID是否與上位機中相同，如果不同，則終止刷寫，這樣可以防止刷入其他ECU的軟件包。
其二是在生成軟件包時，會對特定地址區域進CRC計算，通常采用CRC32，并將該CRC值存儲在特定的地址，通常是程序的末尾，在上位機加載軟件包時，按照相同的CRC算法進行計算，并與軟件包中存入的進行比較，如果相同則進行下面的流程。這也是俗稱的完整性檢查。
展開 車輛OTA仿真測試解決方案
?? 支持三大測試場景：正向流程測試、功能交互測試、特殊場景測試
正向流程測試包含車云連接測試、更新推送測試、更新下載測試、升級預處理測試等
功能交互測試是在正向流程驗證的基礎上，結合整車各項功能點，在升級包推送、下載、安裝流程中設計整車功能交叉操作測試，來模擬、測試OTA功能在多功能交互場景下的穩定性，其包含車身域、動力域、娛樂主機及TBOX的功能交互測試等
特殊場景測試從用戶在實際用車過程中可能出現的特殊場景角度考慮，以確保OTA功能在全場景下的穩定性，其包含如網絡異常工況測試、供電異常工況測試、并發任務場景測試等
圖3 車輛OTA仿真測試功能
功能特點
?? ECU仿真，模擬真實車輛環境
本方案中，車載總線監控仿真工具VBA主要實現對真實車輛上的ECU功能邏輯仿真，建立真實車輛環境。同時，工具還具備對總線數據的監控和分析，報文發送、負載統計、離線回放、故障診斷、腳本仿真和Panel面板搭建等功能
?? 診斷模擬，實現虛擬測試環境
系統提供ECU診斷模擬軟件DST，可實現單ECU及整車多ECU診斷的虛擬仿真。
展開 車聯網的三大商業模式
2、OTA
值得一提的是特斯拉，特斯拉是世界上首個實現整車OTA的車企。利用OTA升級技術，特斯拉引入了應用商店，特斯拉車主可以在這里購買各種軟件更新，從硬件到軟件再到提供互聯網應用服務，特斯拉打造的不僅僅是交通工具，更是一個智能創收平臺。
3、網信息安全+OTA
在車聯網服務中，針對車聯網信息安全，通過OTA技術也產生一些新的服務模式。一旦智能汽車的相關軟件出現了故障，都可以通過OTA的方式解決。相較于傳統的線下召回升級的模式來說，整車OTA不單能減少維護成本，更能提升用戶體驗。
在車聯網環境中確保信息的安全性和隱私性，進免受到病毒攻擊和惡意破壞，防止個人信息、業務信息和財產丟失或被他人盜用，是車聯網發展過程中需要突破的重大難題。
如今，如何在車聯網環境中確保信息的安全性和隱私性，是目前需要突破的重大難題之一。
二、硬件支持
在車聯網產業鏈中，硬件銷售模式較為傳統，車聯網硬件產品需求量日益增大，盈利點主要集中在核心元器件以及通信模組產業中。
車聯網其涉及到的相關智能硬件包含通信模組、T-Box、RSU、智能中控儀表、雷達、智能攝像頭等，相關企業如下：
可以看出，單一硬件已經無法滿足車聯網的需求，更需要整合軟件能力。小編從汽車電子、T-Box、C-V2X、智能芯片四個方面進行分析。
展開 意法半導體在汽車智能網關上的解決方案
來源 | 汽車ECU開發
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關于整車電子電氣架構的討論，不管是在行業論壇還是企業內部，這兩年已經非常多了。從傳統的分布式架構，到現在大家正在做的功能域架構，再到之后的中央計算平臺架構和區域控制器架構，這種趨勢基本是行業內共同的認知。
網關作為車內網絡與外部網絡交互的前哨，在面對電子電氣架構的升級，以及整車OTA管理、網絡安全、數據安全等越來越重視的趨勢下——據IHS Market預測，到2022年，OTA將為全球汽車行業節省350億美元，也必然會發生了巨大的變化以應對不對復雜的需求。當前以MCU為主控芯片的傳統網關難以滿足越來越復雜的功能需求，需要新一代智能網關來支持這些功能的部署。
意法半導體(STMicroelectronics，以下簡稱ST)作為汽車半導體重要的供應商之一，為了滿足網關日益增長的功能和安全需求，展示了一種基于MCU+MPU的智能網關解決方案，如圖1所示。
其中TCU(Telematics Control Uint)是遠程信息處理控制單元，其借助4G網絡實現云端與車輛之間的數據上傳和下載，而SMARTGATEWAY(以下簡稱為SGP)是采用的MCU+MPU的方案，其中MPU主要負責整車OTA更新管理數據的實時處理、預測性維護、入侵檢測、本地到云端的通信安全、域控制器間的以太網數據交互等，MCU負責CAN和LIN總線的管理以及不同局域網內傳統ECU的數據路由和轉發。
展開 智能駕駛整車在環實驗室SYNO解決方案
整車SYNO系統的測試能力
- ADAS及智能駕駛測試功能測試
- V2X及車路協同測試
- 智能駕駛法規場景測試
- 智能駕駛整車行為評估
- 危險極限場景/工況測試
- 整車問題復現，回歸測試
- 整車網絡通信測試（包含車內網和車外網）
- 整車信息安全測試
- 整車功能安全測試
- 整車OTA測試
- 整車SOA測試
- 整車動力性測試（定量）
- 整車能量管理評估（定量）
- 整車行駛經濟性評估（定量）
- 整車動力系統扭矩分配功能測試（定量）
- 整車耐久性測試（定量）
- …
系統組成
- 感知層仿真系統
視頻暗箱\視頻注入板卡\目標列表仿真
雷達模擬器\目標列表仿真
超聲波雷達回波模擬
激光雷達點云仿真
V2X仿真
GNSS仿真
WLAN仿真
…
- 場景層仿真系統
視景生成軟件
場景庫（法規、經驗、事故…）
VR/AR視景系統
- 車輛動力學環境（執行結構負載層仿真）系統
實時車輛動力學模型
實時仿真硬件
可移動軸耦合測功機（含變頻控制系統和數據采集系統）
轉向負載仿真
車輛姿態組合傳感器仿真
IMU仿真
- 覆蓋研發驗證全流程的軟件生態
測試管理軟件
實驗管理軟件
自動測試軟件
故障注入軟件
數據分析軟件
展開 智能駕駛系統與軟件升級的關聯設計方案
為了提升車輛升級能力，基于為車主提供持續且優質的體驗和服務，需要在現有系統基礎（由原始只對車機上傳統的 ECU 進行升級，轉換到實現以太網增量升級的過程）之上開發一套可兼容現有 OTA 系統的全新 OTA 服務系統，實現對整車軟件、固件、服務的 OTA 升級能力，從而最終提升用戶的使用體驗和服務體驗。
1.軟件升級觸及的兩大領域-FOTA/SOTA
整車軟件升級是通過OTA技術，是對車載娛樂、導航、人機互動等應用軟件及轉向、制動、車身控制等固件進行升級。整車OTA升級包是由升級對象中可升級ECU的升級包組合而成。對于整車OTA類型，主要分為兩類，FOTA（Firmware-over-the-air）和SOTA（Software-over-the-air），兩者均為主機廠重點關注及逐步落地的領域，可適應不同場景的OTA需求。
FOTA（又稱為移動終端空中下載軟件升級技術），通過給車輛控制器下載安裝完整的固件鏡像，來實現系統功能完整的升級更新。FOTA涉及控制器相關策略核心功能的一個完整的系統性更新，對整車性能影響較大，升級過程對時序、穩定性、安全性要求極高，同時升級前置條件包括擋位、電量、車速等要求，升級過程一般不支持點火用車。
FOTA通過給車輛控制器下載安裝完整的固件鏡像，來實現系統功能完整的升級更新。
展開 OTA與車輛遠程診斷，會帶來什么不同？
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汽車ECU開發
2012年，特斯拉率先在Model S上實施OTA技術，用來升級和更新ADAS、電池管理、動力系統等系統。經過數年的發展，不管是新勢力還是傳統車廠，OTA已成為智能汽車的必備功能，汽車制造商越來越多地采用OTA并將其視為增強其汽車功能的關鍵。
據統計2018年中國汽車OTA裝機量為239萬輛，裝機率為11.8%，2019年增加至383.8萬輛，同步增長60.6%，裝機率提升至19%。隨著傳統車廠逐步推進整車OTA功能，以及新勢力銷量越來越多，預計到2025年，中國汽車OTA的裝機率或將達到1800萬輛。
對于汽車OTA，通常的看法是用于在車輛中增加新功能，使汽車不斷進化，不斷帶來新的體驗。例如通過SOTA更新車載娛樂和導航系統的應用軟件，為車主提供更好的體驗。FOTA更新更具優勢，其可為車輛提供性能改進，可以用于升級空調、底盤、電驅動、電池、ADAS等系統，例如特斯拉在過去的幾年中使用OTA修復了其鑰匙卡漏洞，剎車燈故障，電池組缺陷，信息娛樂系統故障，軟件安全漏洞等。
除此以外，配備100個甚至更多ECU的新車輛，已經成為高度復雜的網絡系統，復雜性的增加也帶來更大的風險，如果依然依靠4S店來提供問題分析和維修，工作量難以想象。另外隨著車隊管理以及MaaS的發展，對于車隊經理來說，對故障和問題進行更快的分析可以更快地采取行動，減少了停機時間，另外隨著越來越多的消費者從所有權轉移到共享服務，移動即服務在全球大城市中越來越受到關注。遠程診斷對于旨在提供全面和可靠服務的乘用車車隊至關重要。此時OTA可用的范圍可以拓展一下。可以結合汽車廠商的后臺數據中心，實現OTA遠程診斷功能，為車輛提供完整的故障預測、故障分析、軟件修復等一整套遠程維修服務。
展開 
汽車大觀｜廣汽豐田凌尚14.88萬元起，貴嗎？
而且，凌尚的車聯網功能相比星瑞的全系標配整車OTA云端升級系統、7.5英寸全彩HUD抬頭顯示、APA全自動泊車系統、540°全景透視影像、IHBC智能遠光燈控制、GKUI吉客智能生態系統等，并無優勢。
再者，與一汽豐田亞洲獅在輿論面前選擇妥協不同，廣汽豐田對新車的命名繼續沿用了具有“凌辱尊長”含義的“凌尚”。這一做法是否妥當，或許已無需多言。
總體而言，多方壓力之下凌尚的市場表現能否超越亞洲獅，達到廣汽豐田的預期，還有待觀察。
汽車大觀｜豐田亞洲獅：A+級市場的錢可能不好賺
智能化方面，星瑞全系標配了整車OTA云端升級系統、7.5英寸全彩HUD抬頭顯示、APA全自動泊車系統、540°全景透視影像、IHBC智能遠光燈控制、GKUI吉客智能生態系統。可以說，整體實力明顯優于亞洲獅。
總體而言，面對市場和眾多競品車型的壓力，亞洲獅隊后續的市場表現究竟能否如豐田的預期，還都是未知數。
在嵐圖身上看到東風躍遷的力量
此外，嵐圖夢想家還搭載了5G車載高速娛樂系統，同時支持整車OTA迭代升級，作為一輛擁有超級智能可持續生長的智慧伙伴，嵐圖夢想家將引領MPV進入智能時代。目前，嵐圖夢想家已完成包括高溫、高原、高濕、高寒等極端條件下累計110萬公里的開發測試，測試工況涵蓋用戶極端使用的場景，這樣嚴苛的測試也必將轉化成為嵐圖夢想家出眾的實力，為消費者營造更為舒適、安全的用車體驗。
一方面是緊抓市場風口，另一方面對產品有著極高的要求，嵐圖的發展路徑既凝結了傳統車企的嚴謹，又包含了新品牌的活力與生機。而這在很大程度上要歸功于東風汽車的支持，在保持超高產品要求的前提下，給予嵐圖極大的自主權，便是“東方風起”計劃的魅力所在。
展開 福特殺入“新賽道”
也將通過直連用戶的方式和整車OTA升級技術，提供時刻在線的用戶體驗。
從車型中文命名到與騰訊手游合作，福特從Mustang Mach-E開始已然更懂中國。
