跟着轿车智能化和网联化的开展，轿车现已不再仅仅个简略的交通工具，车主开端重视并等待OEM能否像手机更新软件那样长途保护晋级自己的车辆，以取得本身更好的驾驭享用及新功用体会。一起OEM为了下降因为产品软件缝隙等引发的召回危险及新功用的迭代更新，运用长途确诊技能，也都活跃构建轿车OTA晋级系统，完结整车OTA改写运用。文章首要介绍了轿车OTA和长途确诊技能，并提出一种轿车OTA改写中长途确诊规划计划，为OTA晋级及毛病确诊供给必定的辅导效果。

  以Tesla为代表的造车新势力打破立异将消费电子范畴“空中下载技能”成功引进到了轿车范畴，掀起了全球很多OEM的跟随，一起也推翻了人们对车辆的传统认知。OTA晋级为OEM供给了比传统确诊仪更方便、低本钱的更新方法，进步用户体会及对品牌的忠诚度，而这些收益的背面自然是少不了主机厂长途确诊技能的支撑。本文将介绍一种轿车OTA改写中长途确诊规划计划，首要包括OTA云端全体架构及确诊要求、车载终端网络确诊架构规划、软件存储及改写战略、长途毛病确诊等内容。

  OTA（Over-the-Air Technology）为“空中下载技能”，与咱们常见的手机更新系统固件（软件）的状况相似，轿车也能够相同经过无线网络完结长途更新车内的各操控器内部固件（FOTA）及软件数据（SOTA），这便是所谓的轿车OTA技能。

  1) OTA能够快速晋级修正软件代码缺点。跟着商场车辆功用装备的快速迭代，主机厂整车开发周期被逼缩短，因为软件缝隙形成的轿车召回危险继续攀升，现在高端轿车的整车代码量现已打破1亿行，即使依照才能老练度集成模型的5级最高软件规范开发，仍有0.32%的代码缺点率，运用OTA晋级可削减主机厂50%的轿车返修本钱。

  2) OTA给主机厂带来新的“营销形式”。“软件界说”轿车（SDV）概念的呈现，给传统的轿车售卖硬件的方法带来的巨大的革新，现已卖出去的车辆还能够软件付费方法注册一些“晋级包”，如Tesla的彻底主动驾驭（FSD）晋级包。计算数据显现，估计未来五年软件定制商场的年均复合增长率约为30%，2023年全球轿车软件定制商场规模有望到达275.42亿元，因而主机厂可OTA晋级的软件潜力及效益可观。如图1所示：

  3) 主机厂经过OTA方法，可改进车辆的动力、刹车、续航、人机交互系统以及智能辅佐驾驭系统的更优体会。使车辆的全体性能及功用变得更优异，增加了车主的新鲜感，也增加了车主对车辆的品牌忠诚度。

  轿车OTA带来很多优点的一起也对主机厂提出了新的应战，无论是OTA云端架构规划、信息安全、后台软件版别管控等，仍是车辆终端的车载网络确诊架构规划、长途毛病确诊、OTA改写流程、ECU软件改写战略等方面，都需求OEM全面考虑和充沛测验验证，防止OTA推送后车辆呈现“瘫趴”现象，导致车主拔苗助长的体会。

  轿车长途确诊是指在车辆不需求开回4S店的状况下，依托车辆具有的移动通讯才能（WIFI/4G/5G）完结主机厂后台（或手机端APP）对车辆进行长途操控及确诊操作的一种确诊技能。长途OTA改写就归于长途确诊运用的一种场景。此外，长途确诊技能经过与物联网、大数据、云核算等前沿技能交融后，还可为主机厂在研制实验、产线电检、售后确诊等范畴供给重要支撑。

  首要，长途确诊能够在线收集数据，下降开发周期及本钱。研制阶段车辆需求进行很多路途实验、耐久实验，而实验车装备的数据收集设备有限，经过长途确诊，实验进程中呈现的车辆毛病现象能够及时反馈给研制人员剖析和仿真，快速帮忙处理毛病问题。

  其次，长途确诊能够在产线电检跨工位完结初始化及功用检测、产线OTA改写，完结轿车软件定制化出产，满足车主定制化需求。

  最终，长途确诊能够周期性监控车辆状况，实时确诊车辆健康，结合大数据计算剖析进行车辆毛病预警，经过后台推送给厂家售后4S店进行车辆保养及修理辅导主张。

  OTA改写系统架构首要由服务器（云渠道）、传输前言（3G/4G/WIFI/5G）和车载终端（ECU）三部分构成。本文依据如图2所示的OTA改写系统架构规划，要点针对服务器（云渠道）和车载终端（ECU）进行长途确诊详细计划介绍。

  OTA服务器又称为OTA云渠道，在软件改写进程中起衔接用户（车厂、车主）与车辆的效果，为完结车辆长途智能确诊及毛病猜测剖析，OTA云渠道规划一般要求都布置在车厂的私有服务器上，能够支撑多种车型OTA晋级。

  OTA云渠道首要包括用户办理、固件办理、车辆办理、晋级使命办理、计算剖析办理、用户操作日志办理模块，如图3所示。

  用户办理模块：OTA云渠道为车厂供给的是一套软件系统，因而需求有用户办理模块来完结用户权限分配及办理作业。系统建立环境默许创立超级办理员用户，由超级办理员用户登录后在用户办理模块完结用户新增，用户查看，用户信息修正等功用操作。固件办理模块：首要为用户供给固件上传，固件查询及修改（版别办理）功用。用户将车厂测验经过的固件上传到OTA云渠道，用以晋级使命创立。

  车辆办理模块：首要包括车辆ECU信息同步、车辆ECU信息获取及车辆信息查看功用。车辆ECU信息同步子模块对接主机厂MES（出产制作）系统，可导入不同车型装备信息用以OTA晋级时对方针车辆挑选及晋级战略装备。

  晋级使命办理模块：首要担任为用户供给晋级使命创立、晋级使命批阅、晋级使命查询、晋级进展查询功用。

  计算剖析办理模块：首要担任计算剖析已发布的晋级使命履行成果状况。用户能够查看每个晋级使命对应的晋级车辆的成功率、失利原因计算及未履行晋级原因计算剖析。

  用户操作日志办理模块：首要担任为超级办理员用户供给一切登录OTA云渠道的用户的一切功用操作记载。

  OTA云渠道有必要契合高可用、高性能、可扩展、可监控的确诊要求。详细表现为以下几个方面：

  1) 选用微服务的Browser/Server（浏览器/服务器）的服务结构，能够支撑多种负载均衡形式（服务顾客从供给者列表中，依据软负载均衡算法（随机、权重、轮询、最少并发优先等）选一台服务供给者进行长途调用，假如调用失利，需主动确诊并切换另一台服务供给者）；

  2) 立体化监控，能够对系统资源（CPU、负载、内存、网络和磁盘等）根底目标进行详细的监控，关于系统的每一次服务调用呼应时刻和出错率进行毛病确诊和预警；

  3) 系统具有高牢靠和高性能，确保整个系统上运转的事务系统能够为客户系统供给99.9%可用性的高效优质服务；

  4) 选用服务集群的办理技能，运用多个核算机并行核算然后取得高性能和冗余备份，即使单机毛病时整个系统仍能正常作业；

  5) 系统具有毛病阻隔机制，在运用软件系统产生毛病时，经过毛病阻隔可将毛病损害约束在最小范围内，进步系统对外服务的全体才能。

  OTA车载终端作为OTA晋级的履行方，以OTA推送方法为例，用户可感知体会的部分较多，车载终端的规划要点需考虑人机交互、网络确诊架构规划、ECU改写时长、软件存储及改写战略、长途毛病确诊机制。车载终端网络结构如图4所示，OTA主控节点由TBOX和中心网关（GW）担任，晋级界面由车机担任，被改写的ECU要求支撑车载以太网（DoIP）或CAN总线（DoCAN）通讯协议，若ECU晋级包较大（如上百兆）需求支撑数据差分算法。

  OTA晋级时除了云渠道推送晋级使命到车主APP提示外，还需车端（车机或中控）合作开发显现一些晋级界面（如晋级进展、晋级条件提示等），用于提示车主车辆设防及离车等合作操作。

  现在车载网络主干网仍以老练的CAN总线通讯为主，但关于软件包较大的ECU因为改写时长等要素，运用了车载以太网技能来打破CAN总线所示。

  首要架构包括OTA主控节点（TBOX和GW）和被改写ECU。TBOX首要担任对外与云渠道的衔接通道安全牢靠，其内部集成了PKI认证及身份鉴权等安全模块；GW首要担任对内部网络的衔接通道及集成确诊改写机功用。改写ECU依据软件包巨细及理论改写时长（如不超越20分钟），在CAN总线拓扑架构上增加了以太网接口规划，运用DoIP协议进行ECU确诊改写。

  OTA改写前ECU软件晋级包由云渠道下发到车端OTA主控节点内存储，由文件存储模块来担任整车软件晋级包的存储及备份包的管控。晋级办理模块首要担任改写机改写战略操控，OTA改写需求规划屡次冗余改写战略，即OTA后台建议一次晋级使命后，同一辆车内OTA主控节点改写机一般会对同一个ECU履行屡次改写测验恳求，削减偶发失利要素，进步OTA改写成功率。被改写ECU首要分为传统嵌入式芯片ECU和杂乱带操作系统（如Linux、Android、AutoSAR）的ECU。依据ECU的硬件资源状况，咱们又规划了如下ECU内部存储及改写战略：如图11所示的带操作系统ECU，硬件存储资源丰富，操控器内分配了两个不同发动区别，详细改写进程如下：

  1) 默许出厂状况发动分区1激活，运转V1.0版别程序，发动分区2内无备份程序；

  2) 当OTA建议第一次V1.1版别改写恳求时，改写数据会存储在备份分区（分区2），改写成功后激活发动分区2，并交流备份分区（分区1），下次上电后程序由发动分区2发动并正常作业；

  3) 当OTA建议第2次V1.2版别改写恳求时，改写数据会被存储在备份分区1，改写成功后激活发动分区1并交流备份分区（分区2），下次上电后程序由发动分区1发动并正常作业；

  4) 当OTA建议第三次V1.3版别改写恳求时，改写数据会存储在备份分区（分区2），改写成功后激活发动分区2，并交流备份分区（分区1），下次上电后程序由发动分区2发动并正常作业。

  如此循环交流分区改写，即使遇到改写失利当时发动分区无法正常发动时，ECU也还能够经过自回滚从备份分区发动，确保系统作业正常。

  关于传统嵌入式ECU，一般选用BOOT+APP的软件架构，如图12所示。功用越杂乱的ECU，其挑选的主控芯片APP容量越大，为了完结ECU内部软件自回滚功用，需求将APP空间区分一部分用于软件备份存储（如APP2）。当ECU被改写时，由BOOT代码担任供给晋级流程引导，将晋级包存储到APP区域（一般为程序发动进口地址空间）。因为嵌入式芯片ECU程序发动进口一般只要一个，因而，当改写失利（APP激活不了）时，由BOOT引导程序指引仿制APP2的备份程序到APP区域进行回滚操作并发动，确保ECU作业正常。关于APP容量较小不支撑APP2空间区分的ECU，只能依托OTA主控节点完结晋级包的备份存储。

  OTA改写现在首要是经过确诊通讯方法完结的ECU改写条件查看、改写进程数据传输及改写后复位重启等操作，改写进程中被改写ECU因为进BOOT或其它原因无法确保运用程序正常运转（无感改写方法在外）时，需求提早进行ECU毛病屏蔽规划避免改写进程形成整车呈现一些毛病码，误导后续长途毛病确诊及计算剖析。OTA改写进程中，确诊毛病屏蔽可选用UDS确诊协议中的0x85（Control DTC Setting）服务来完结。OTA长途毛病确诊，还要处理的一个难点是与本地毛病确诊的抵触问题。OTA云渠道难以辨认本地确诊设备，因而，有必要要在车端集成长途确诊与本地确诊的裁定判别逻辑。由中心网关（GW）担任裁定和谐，当OTA改写进程中，网关屏蔽本地毛病确诊路由转发功用；同理，当有本地确诊设备时，网关屏蔽长途毛病确诊路由转发功用，屏蔽只在当时焚烧循环有用。

  轿车OTA改写为长途确诊技能带来了火急的需求和绝佳的开展机会，主机厂活跃布置的OTA晋级系统和长途确诊渠道，不只是为了当下车辆的软件缝隙修正和功用快速更新，更是为了习惯“软件界说”轿车（SDV）的趋势及更高阶的主动驾驭的技能开展，而主机厂长途确诊渠道堆集的数据，正是检测其大数据发掘与智能确诊运用相结合的归纳才能。身为“领头羊”的特斯拉，经过长途确诊技能现已完结90%状况下的车辆部件毛病确诊，每年可为车主节约一天修理工时。国内车企要奋勇赶上，为车主供给更快捷、满足的服务体会，仍需较长的开展进程。