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深評:智能化標配 汽車OTA升級優(yōu)勢凸顯

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  [汽車之家 深評]  如果一輛車要增加新的功能配置,有什么辦法?也許很多人腦中蹦出的想法都是換輛新車或者送到4S店。但是汽車OTA升級的概念首先被特斯拉提及并實現(xiàn)的時候,用戶體驗到足不出戶就可以完成車輛升級。OTA技術(shù)的應(yīng)用和普及讓智能汽車的未來有了更多可能性。

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●《深評問道》是什么?

  《深評問道》是汽車之家首個面向行業(yè)端用戶打造的節(jié)目,特約汽車行業(yè)資深從業(yè)者執(zhí)筆,獨家解析/揭秘行業(yè)大事件。除了熱鬧表象,我們更想向您呈現(xiàn)對事物本質(zhì)、因果以及未來可能性的探究和思考。


  本期行業(yè)評論員——朱玉龍,在汽車電子和新能源汽車領(lǐng)域從事多年的技術(shù)工程師,曾在上汽通用、LEAR、捷新動力等知名整車/零部件企業(yè)就職,對汽車技術(shù)的革新和發(fā)展有深入理解,充滿探索熱情。


  數(shù)字技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生活的各個角落,作為交通工具的汽車,逐漸由機械驅(qū)動的機器向軟件驅(qū)動的電子產(chǎn)品過渡。在這個趨勢下,汽車產(chǎn)品和內(nèi)部系統(tǒng)的競爭法則都將改寫。整車企業(yè)以往的技術(shù)工程核心是發(fā)動機和變速箱,而展望未來,給汽車配置足夠強大的感應(yīng)器、軟件、計算能力以及外部與車輛連接的網(wǎng)絡(luò)平臺,會越來越重要。

  電子部分和軟件的重要性變強,也就意味著整車的復(fù)雜度升高了,軟件代碼行數(shù)像滾雪球一樣不斷增長。和硬件相比,軟件是車里迭代最快、最容易個性化的部分,也是亟需進行系統(tǒng)化管理的部分。車輛無論是遇到軟件故障還是更新,線下店維修和召回的模式,從覆蓋范圍和復(fù)雜度上是越來越難管理了。而OTA技術(shù)具備減少召回成本、快速響應(yīng)安全需求、提升用戶體驗等多種優(yōu)勢,是未來智能化汽車時代的必然選擇。

  如下圖所示,OTA技術(shù)也是從萌芽階段、到娛樂系統(tǒng)和互聯(lián)模塊本身再到動力總成和安全系統(tǒng),再到未來可能的汽車的核心運算單元(各個區(qū)塊的域控制器)。

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『OTA技術(shù)在車輛上的應(yīng)用進程』 

一、汽車OTA的架構(gòu)和流程

  汽車OTA主要分為FOTA(Firmware-over-the-air,固件在線升級)和SOTA(Software-over-the-air,軟件在線升級)兩類,前者是一個完整的系統(tǒng)性更新,后者是迭代更新的升級。如下圖所示,汽車OTA架構(gòu)主要包含云端服務(wù)器和車輛終端兩部分。

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  ●OTA服務(wù)平臺:為車載終端提供OTA服務(wù),主要管理各個軟件供應(yīng)商的原始固件升級軟件。 出于安全考慮,需要構(gòu)建一個獨立的子模塊,負責(zé)OTA服務(wù)平臺的安全,包括密鑰證書管理服務(wù)、數(shù)據(jù)加密服務(wù)、數(shù)字簽名服務(wù)等。 

  ●車輛終端OTA組件:對升級包進行合法性驗證,適配安全升級流程。

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  汽車OTA流程具體如下:

  1) 管理和生成相關(guān)的文件:云端服務(wù)器是負責(zé)監(jiān)測整個OTA過程的主要單元,它不僅要確定更新哪些車輛,是否與車輛建立可靠的連接(生成一個可靠的可信通道)并實時掌握消息,然后把固件包或者更新包從軟件庫里面提取出來,確定分發(fā)包的更新順序,管理整個進程,并在完成后校驗。

  2) 分發(fā)和檢查:服務(wù)器會做加密渠道分發(fā),而在車輛則有個計算能力強大并有足夠存儲空間的控制器進行下載、驗證和解密,與服務(wù)器相對應(yīng)的也有作業(yè)管理器負責(zé)報告當(dāng)前狀態(tài)和錯誤信息, 每個更新作業(yè)都有一個用于跟蹤使用情況的作業(yè)ID。

  3) 更新和刷新安裝:這里一定有讀者會提問,車輛如果像手機一樣刷死機了怎么辦?通常整車企業(yè)在決定FOTA前需要做完備的考慮。以特斯拉為例,通過使用運算的聯(lián)網(wǎng)模塊(如儀表板、中控臺等)實現(xiàn)對整個進程的監(jiān)控。將更新文件刷入ECU,對于儀表盤來說,每一步操作都會監(jiān)控整個機制是否完整,并且保證能隨時停止和重新寫入,只要對應(yīng)的ECU存在可以運行的導(dǎo)引程序,那就保證了車輛和服務(wù)器對整個過程的控制,并把刷死機的風(fēng)險降到最低。

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  完成最后的準備工作后,ECU將重新啟動,代理和服務(wù)器之間將持續(xù)連接,服務(wù)器可以獲得當(dāng)前更新狀態(tài)的最新信息。

二、OTA標準和車企的跟進

  汽車企業(yè)都在努力構(gòu)建自己的OTA的架構(gòu)和功能,形成自己的標準。目前主要是針對娛樂系統(tǒng)、導(dǎo)航等推出OTA在線系統(tǒng)更新,以及在實時車況診斷的基礎(chǔ)上升級為預(yù)警提醒。

車企應(yīng)用OTA技術(shù)的進展
時間車企進展
2016年11月豐田采用OTA技術(shù)更新ECU
2017年1月大眾通過訂閱或試用等方式可以獲得軟件方面的升級,例如導(dǎo)航等
2017年5月福特通過OTA為搭載Sync 3的2016款車新增Android Auto及Apple CarPlay系統(tǒng)。
2017年7月沃爾沃部分車主可使用OTA升級車載地圖
2017年7月通用計劃2020年以前推出能進行OTA的信息娛樂系統(tǒng)。

  咨詢機構(gòu)IHS的預(yù)測,汽車制造商從OTA軟件更新中節(jié)省的成本將從2015年的27億美元增長到2022年的350億美元。大部分的開支節(jié)省來自O(shè)TA對信息娛樂系統(tǒng)和遠程信息處理系統(tǒng)的更新。控制發(fā)動機,制動器和轉(zhuǎn)向器的ECU在OTA方面仍然還有諸多難題要攻克。

  從全球范圍來看,各個國家、地區(qū)以及主要的國際性聯(lián)盟,都在嘗試制定OTA標淮。2016年12月,由英國和日本作為主席國,成立了專門的汽車信息安全標準任務(wù)組UN Task Force on Cyber security and OTA issues (CS/ OTA),圍繞汽車網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)保護和軟件升級OTA三部分開展國際法規(guī)及標準的制定工作,國際電信聯(lián)盟(ITU—SG17)也全面與參與了該任務(wù)組的相關(guān)工作。

  中國各行業(yè)專家也在中國汽車技術(shù)研究中心(C-WP.29秘書處)的組織下參與了該任務(wù)組的部分工作,并有相關(guān)國際標準建議提案!峨妱悠囘h程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定從2017年1月1日起,新生產(chǎn)的全部新能源汽車安裝車載終端,通過企業(yè)監(jiān)測平臺對整車及動力電池等關(guān)鍵系統(tǒng)運行安全狀態(tài)進行監(jiān)測和管理。按照國家標準公共服務(wù)領(lǐng)域車輛相關(guān)安全狀態(tài)信息要上傳至地方監(jiān)測平臺,從中也會產(chǎn)生OTA需求。

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三、OTA有哪些風(fēng)險?

  很多人對于汽車OTA的認知來源于手機OTA,從技術(shù)特點上來看確實有類似之處,但真正在實施過程中,兩者還是有很大的區(qū)別,特別是安全問題。舉個例子,手機在進行OTA升級時,如果升級不成功,最差的情況不過是手機變“磚頭”,而汽車情況則大不一樣,稍有不慎就是車損人傷。

  在FOTA流程中,主要存在傳輸風(fēng)險和升級包篡改風(fēng)險。 終端下載升級包的傳輸流程中,攻擊者可利用網(wǎng)絡(luò)攻擊手段,如中間人攻擊,將篡改偽造的升級包發(fā)送給車載終端,如果終端在升級流程中同時缺少驗證機制,那么被篡改的升級包即可順利完成升級流程,達到篡改系統(tǒng)、植入后門等惡意程序的目的。攻擊者還可能對升級包進行解包分析,獲取一些可利用的信息,如漏洞補丁等,升級包中關(guān)鍵信息的暴露會增加被攻擊的風(fēng)險。

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  所以汽車OTA不能隨便地進行,而必須要在一個合適的時間、合適的地點以及車輛合適的狀態(tài)下進行升級。這就要求車企制定相應(yīng)的升級策略,以盡可能安全、經(jīng)濟的方式來開展這項操作。OTA技術(shù)對于整車企業(yè)而言,其實也存在做不好會出大事的問題,這一直是制約整車企業(yè)推動OTA技術(shù)在車輛上應(yīng)用發(fā)展的最大障礙。隨著信息安全技術(shù)的導(dǎo)入,這塊也變成了整車企業(yè)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的發(fā)展機遇。

四、全文總結(jié)

  OTA的意義在于提供不斷升級更新的服務(wù),就像智能手機一樣,通過軟件的下載與更新,實現(xiàn)越來越多的可能性。對車來說也是,讓開車的過程更輕松舒適。OTA也是智能汽車技術(shù)的一個重要的功能,用戶需求和車企售后維護都需要它。如果汽車廠沒有OTA的解決方案,三年內(nèi)就很容易就被邊緣化,因為無法持續(xù)更新軟件、沒有辦法做雙向的溝通跟交流,沒有辦法組成有用的服務(wù)跟應(yīng)用供車主使用。這項技術(shù)將隨著整車企業(yè)對軟件能力、網(wǎng)絡(luò)能力、產(chǎn)品全生命周期需求的把握,變得越來越重要。(文/汽車之家行業(yè)評論員 朱玉龍)

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