本文由姜楠、姜姗姗、韩小鹏联合创作
摘要
介绍了汽车在线升级系统（OTA）应用场景和功能阐明了升级系统中车端和云模块的开发策略和架构；同时，与整车其他车辆一起明确 ECU 互动需求；最后，介绍了在线升级系统测试的相关内容。汽车在线升级逐渐成为车辆的标准配置。通过这些部分的介绍，本文明确了在线升级系统的开发框架，对后续产品的开发具有指导意义。
随着汽车互联网能力的日益普及，逐步建立以互联网云服务为中心的内容和服务系统，为每个客户建立个人账户系统，提供语音交互、在线导航、新闻信息、在线音乐广播等典型的互联网特色；同时，为了提高信息建设和软件管理能力，企业建立了OTA 而信息安全管理平台势在必行。根据智能网络的要求，重新规划和构建汽车终端的架构和总线系统，独立构建统一 OTA 更新系统，为智能网络核心功能的发展和迭代奠定坚实的基础。另一方面，通过建立了支持驾驶辅助和低级自动驾驶的智能网络汽车 OTA 系统，不断优化辅助驾驶算法和能力，逐步向高水平推进，车联网后台也可以通过 OTA 收集和处理更多与辅助驾驶相关的大数据，为后续发展提供依据。
OTA（Over-the-Air ）空中升级技术， 主要包括：
FOTA，固件软件(Firmware) 远程升级， 例如，您可以通过对整车某个零件进行比较 ECU 刷新版本的调整参数，以提高某些驾驶性能。
SOTA，应用软件 (Software) 远程升级，软件可销售，如中控大屏幕、数字仪表和HUD 具有操作系统，可独立升级操作系统上的应用软件。
2.1 OTA功能介绍
OTA 功能在整车开发中的优势日渐突出，可极大降低售后成本，同时为客户省去了维修、保养的时间，具体优点如下：
修复软件缺陷和安全漏洞：更方便的控制器软件修复，降低召回成本，解决低成本故障，及时关闭问题漏洞。
新功能导入和迭代：功能服务的导入和迭代，改善人机交互和服务升级，不断改善用户体验，优化产品性能；不定期优化车辆功能和主题，使用户体验常见的新鲜感。
软件可销及升级操作：汽车软件、功能、主题皮肤等可销售安装、升级、软件服务制定、节日彩蛋等。
长期功能开发：可提前规划产品开发谱，如更先进的驾驶场景，技术成熟后推给客户，达到功能增值的目的。
2.2 OTA介绍应用场景
围绕中央智能网分为整车电子架构 4 个域段：车身舒适域、智能驾驶与智能停车域、动力域、信息娱乐域 OTA 应用场景不同，详见表 1：
3.1 车端集成软件模块
为实现 OTA 车端需要集成以下软件功能：
DM：Download Management， 主要功能为车云业务交互及下载。
UC：Update Controller， 常 分 为 UC Mastr 和 UC Slave，主要功能是升级任务检测、车辆信息收集、人机交互、升级包验证、升级包分发、升级执行、进度日志；车辆信息收集ECU 升级管理。 UA：Update Agent， 主要功能是目标设备升级能力程序，差异还原、升级过程、异常处理、AB 分区、Recover 分区。
DPC：Diagnostic programming Controller，主要功能为诊断刷写，通过实现 ECU 信息收集 ECU 刷新。
其中，图 1 为车端集成软件架构。
3.2 云集成软件模块
云集成软件模块功能方案如下：车辆管理：自行车升级状态查询。
项目管理：项目增删改，项目信息统计。
图1 车端集成软件架构
版本管理：项目建立版本对应关系和差异关系。
战略配置：配置下载条件、配置升级条件，配置升级策略。
升级包测试：设置测试范围、测试升级过程、测试审核结果。
任务发布：项目策略正式生效，将任务推送到车辆。
数据统计：项目升级数据分析。
可视化管理:掌握全局，可视化显示。用户管理:用户角色分配，用户权限管理。对接服务:与各种系统对接服务。
3.3 控制器的OTA模式要求
当车辆处于 OTA 在这个过程中，基于安全因素和 OTA 考虑到需求，需要定义一些控制器OTA 车辆部分功能受到限制或不可用于模式下的特殊要求。
发动机怠速发电保持：其他控制器怠速 OTA 发动机升级时不能熄火。
AT 车型 P/N 保持档位和驻车制动：TCU 保持P/N 档，EPB 同时保持出车制动TCU 和EPB 具体的诊断功能要求体现在诊断规范中。
禁止换挡请求:BDC 禁止换挡功能，禁止换挡请求，需要 BDC 及 ERTS 中定义 OTA 模式需求。
特别显示相关内容：车辆和仪器的定义OTA 模式要求不显示仪器和空调屏幕OTA 相关信息。
保持设防状态：BDC 定义OTA 模式要求， 进入设防状态OTA 保持设防状态。
禁止大功率电器、空调、座椅模块、DBC、车机定义 OTA 模式需求，空调鼓风机禁止、座椅通风加热禁止、后视镜加热禁止、车机音响禁止。
特殊照明要求：根据特殊设置要求设置氛围灯、背光和昼行灯。
防止 OBD 接口干扰：网关定义 OTA 模式，OTA 过程中禁止 OBD 诊断。
3.4 整车中不同ECU的要求
针对不同类型 ECU，技术要求应根据其功能和通信形式定义。
CGW：采集域内 CAN（FD）总线数据和以太网报文应包含网段标识、报文时间等信息，包装成以太网报文上传至规定周期 TBOX。
TBOX：使用本地RAM 缓存收到的以太网报文，分析数据，在规定的周期内压缩并上传到云端，针对触发事件，TBOX 接收触发事件的标识位，上传至EPPOM 命名文件。TBOX 在满足特定车辆工况的情况下，实现车内诊断仪功能的读取ECU 具体事件数据本地记录， TBOX 使用专用存储空间进行数据存储和循环覆盖；如果上传云因网络信号差而失败，则存储断网数据EMMC 网络信号转好后，补充上传未成功数据。针对其他ECU，在功能异常或异常事件或任何故障发生时，需要有信号识别位置，TBOX 判断信号位置是否上传 ERROR 文件。
4.1 OTA测试方案
OTA 测试方案的完整框架如图所示 2 所示：
图2 OTA完整的框架测试方案
4.2 OTA功能测试用例
OTA 功能测试包括五个方面：云功能测试、车端流程测试、车云接口测试、车云战略测试和车云管理测试。
云功能测试包括主页功能、零部件管理、汽车管理、战略管理、任务管理、统计分析、日志管理、企业管理、系统管理、安全管理、登录管理、用户信息管理。
终端流程测试包括车辆注册流程、升级测试流程、升级下载流程、升级安装流程、结果报告流程、HMI 测试，车辆交互过程。
云汽车接口测试包括汽车云注册接口、服务器配置、汽车端信息报告、测试版本接口、升级结果报告接口、日志上传接口、事件报告接口、统计分析接口、根据证书颁发。
车云战略测试包括总体战略、标准制定、微服务基准压力测试战略、场景压力测试战略、数据正确性验证。
车云管理测试包括通信安全、认证测试、信息泄露测试、会话管理、文件管理、接口重放攻击、XSS 攻击、伪造跨站点请求、权限管理测试、安全日志测试等。
众所周知，实现高级自动驾驶， 必须通过硬件冗余和软件 OTA 迭代， 硬件性能和软件性能强 OTA 能力车辆可以成为真正意义上的智能终端，车联网也将成为集大数据监控、分析、更新能力和用户服务管理能力于一体的下一代车联网。OTA 发展必将成为汽车发展的一大动力。