ota进级是怎样实现的(ota进级怎样实现)

起源：车端

1 OTA技巧观点

跟着高等帮助驾驶的进展跟主动驾驶的引入。汽车变得越来越智能。这些智能汽车被软件操纵。装有巨量的软件顺序。当出现一个软件顺序成绩或许更新时。假如依照传统的处理方式。那都将是一项很沉重的义务。以某车上市后出现的刹车逻辑成绩为例。依照传统的处理计划。那么全部该车辆先将被召回。而后派人更新软件。如许。一方面影响用户休会跟中意度。另一方面又要消耗年夜量的人力物力来修复成绩。

为懂得决传统方式的痛点。使得软件更新更敏捷。一种近程进级软件的技巧OTA被引入到汽车行业。汽车近程进级技巧OTA(Over-the-Air)是指经由过程挪动通讯收集（2G/3G/4G或Wifi）对汽车的零部件终端上固件。数据及利用停止近程治理的技巧。简略来说OTA技巧实现分三步：起首将更新软件上传到OTA核心。而后OTA核心无线传输更新软件到车辆端。最后车辆端主动更新软件。

也就是上述刹车逻辑成绩的处理方式就酿成了更新软件无线传输到车辆并主动实现更新。完善地处理传统方式的痛点。显然咱们能够看出OTA技巧的上风：

能无效晋升用户休会与中意度能年夜范畴年夜批量进级体系并供给进级胜利率能疾速修复车辆毛病能无效下降售后保护本钱

并且跟着汽车行业已进入软件界说汽车的时期。对售后汽车售卖种种百般功效的新贸易形式崛起。也请求汽车必需具有OTA功效。这里精确地说。OTA分为两类。一类是固件在线进级FOTA（Firmware-Over-the-Air）。是指不转变车辆原有配件的条件下。经由过程写入新的固件顺序。使领有联网功效的装备停止进级。包含车辆的动员机。电机。变速箱。底盘等操纵体系。比方特斯拉曾经由过程FOTA新增过主动驾驶功效。增长过电池容量跟改良过刹车间隔等。

另一类是软件在线进级SOTA（Software-Over-the-Air）。是在操纵体系的基本上对利用顺序停止进级。是指那些离用户更近的利用顺序。UI界面跟车载舆图。人机交互界面等功效。像文娱体系更新操纵界面或主题。上面将以FOTA技巧利用来进一步懂得。

2 OTA技巧架构

以后智能网联汽车的OTA架构由OTA云端。OTA终端跟OTA进级三部门构成。如下所示。

这里。OTA云端为OEM专属的云端效劳器平台。OTA终端采纳TBox。收集架构采纳功效域分别方式。斟酌到本文对OTA技巧先容的完全性。但重点不在阐明OTA技巧架构。而是旨在阐明车内嵌入式装备ECU等的进级计划。故援用《智能网联汽车的OTA进级计划》供相干友人再做进一步研讨。

针对ECU进级的进程描写：FOTA 体系重要经由过程车载挪动互联网停止数据上报及下行传输。经由过程车内网对车内装备单位停止数据刷写。典范的 FOTA 体系收集保险重要由 OTA 近程治理平大驾。 TBox 端（4G LTE）。中心网关。域操纵器端及数个 ECU 等节点构成。

FOTA 体系收集保险性须要确保进级包在近程效劳器真个保险存储。后盾效劳器到车真个保险加密通信。中心网关的进级包解密。防火墙跟 OTA 治理。以及车内收集基于对称加密的保险通信跟保险 Bootloader 等因素。

3 ECU的OTA技巧实现计划

本部门重要先容车内嵌入式装备ECU的OTA技巧实现计划。也就是整车操纵器。动员机操纵器。变速箱操纵器跟电池治理操纵器等实现OTA进级。能够采纳怎么的实现计划。从上文可知。在车辆端。OTA实现是从TBox 端（4G LTE）经网关。经由过程总线通信（CAN或以太网）将软件刷写到车内嵌入式装备ECU（目的ECU）。那么详细刷写到目的ECU仍是其余存储装备？以及又将怎样启动新软件运转？上面将具体先容。不外为了更好地舆解ECU的OTA实现计划。先说明下分区刷写跟地点映射的观点：

3.1 分区刷写与地点映射的观点

对于软件刷写。常常会看到需要“请求支撑Bootloader。BSW。ASW跟标定等自力刷写”。这是怎样个观点呢？上面停止具体说明：对汽车ECU软件研发来说。所谓软件要么是模子。要么是C/C++代码。但终极都市酿成一个二进制文件。比方HEX。 S19。 Bin等格局。这个文件将会被刷写到ECU的非易掉性存储单位（内存）。

像英飞凌TC2xx系列采纳的内存是Flash。存储顺序叫做PFlash。存储数据叫做DFlash。为了公道无效应用这些内存。同时也便利治理。平日咱们会调配这些内存的用处。以下图的PFlash调配为例。调配2MB存启动软件Bootloader。2MB存底层软件BSW跟2MB存利用层软件ASW。针对后面需要。不难懂得客户的意思。就是须要能只更新此中一个。比方ASW。而其余稳定。即Bootloader跟BSW稳定。固然。OTA实质上就是实现软件近程刷写。固然会有如许的需要。以是在此先先容第1个观点--分块刷写。分区刷写。

第2个观点--地点映射。下面停止了内存调配。那么咱们写代码时间。怎样保障代码就能放入划定的内存空间。比方说ASW的软件代码怎样能放在划定的内存空间。更精确第地说。ASW代码编译实现后的地点怎样会在0x8040 0000 - 0x805F FFFF范畴。须要应用#pragma用法来实现。以一个ASW函数QxyDemo的界说为例。

Qianyixing_sdata的地点范畴属于上图划定的ASW内存空间。经由过程所示#pragma的用法。那么QxyDemo编译后二进制代码的地点将在Qianyixing_sdata内。也就象征着在0x8040 0000 - 0x805F FFFF范畴。

经由过程上述这个进程。实在咱们树立ASW C/C++代码与ECU Flash地点的映射。如许就能保障ASW二进制代码刷写到预期的ECU PFlash地点。同理Bootloader跟BSW。当软件运转时。就能够经由过程有序地拜访来自PFlash地点的ASW内容。履行ASW预期的操纵跟运算。

3.2 多少种OTA实现计划

在先容了分区刷写跟地点映射的观点后。上面来懂得ECU的OTA实现计划。总的来说。OTA实现计划分为两种。一种与平日的刷写方式一样。即先擦除以后版本软件。再刷写新版本软件。但这种办法有个隐患。就是新软件有成绩时。因为旧软件曾经被擦除。不备份。规复会很费事。因而就提出了另一种。即A/B交流。

A/B交流就是内存中会分两块地区。一块寄存以后版本软件。另一块寄存旧版本软件。当OTA进级新版本软件时。新版本软件将取代旧版本软件。这时。一块放的是以后版本软件。另一块放的是新版本软件。再激活运转新版本软件。此时本来确当前版本就变为旧版本软件。作为备份。以防运转的新版本软件有成绩。能够实时回滚规复。

这里。对A/B交流计划。实在有三种实现计划：

第1种。基于硬件帮助的A/B交流计划。该计划请求ECU内存充足。并且支撑地点重映射。也就是当新版本软件刷写实现。经由过程更新映射地点来激活新版本软件。即新版本软件运转的入出地点稳定。

第2种。A/B交流办法与第1类的差异在于ECU硬件不支撑地点重映射。激活新版本软件的入出地点变化。

第3种。基于外扩内存的A/B交流计划。该计划是须要额定的外扩内存。备份以后版本软件跟旧版本软件。新版本软件会先刷写本来的旧版本软件空间。而后擦除ECU内存确当前版本软件。刷写新版本软件。实现激活。

针对以上三种A/B交流计划。

这三种计划在新版本软件有成绩时。都支撑旧版本软件回滚；第1。2计划的激活时光都较短。但第1种计划个别须要高等版本的ECU才支撑。比方英飞凌TC39x；第2种计划软件实现较庞杂。由于须要处置差别的复位向量跟中止地点；第3种计划则是通用的计划。由于对已有的MCU平台不须要做很年夜修改。只要要增长额定的外扩内存就能实现。

注：回滚（Rollback）指的是顺序或数据处置过错。将顺序或数据规复到上一次准确状况的行动。回滚包含顺序回滚跟数据回滚等范例。

3.3 新版本软件

上述OTA进级刷写的新版本软件。个别分为两类。一类是平日懂得的新软件调换旧软件。

像车辆ECU的年夜部门软件很小。都采纳这类。但像车辆的文娱信息体系跟车载舆图等的软件很年夜。可能采纳另一类：差分文件。

引自[6]: 因为车载收集的带宽资本跟盘算资本等无限。平日不在其上直接传输完全进级文件而是抉择经由过程差分算法传输增量进级文件而后再经由过程响应复原算法盘算出原完全进级文件。以增加传输进程中的时光耗费以及对车载收集自身的应用负载。差分算法是指在云效劳器端比拟新。旧版本之间的差别并天生差分 delta 文件。而后将该文件传输到车辆客户端。由车辆客户端依据接受到的差分 delta 文件跟旧版文件复原成新版文件。因差分 delta文件的年夜小远小于源文件。以是有利于无线传输。同季节省流量。可能晋升全部传输进程的保险牢靠性跟经济性。

以上就是从ECU角度先容了OTA技巧实现计划的年夜体思绪。固然在此基本上。另有多少OTA技巧关键成绩有待穷究。比方设计请求方面：OTA进级时光。异样规复处置。信息保险等；别的。从软件实现角度。OTA进级又怎样去实现。

Reference：

[1] OTA Software Update Technology for Vehicles – Highly Reliable and Quick Updates : Research & Development : Hitachi

[2] Software_Update_and Upgrade Over thr Air

[3] 智能网联汽车的OTA进级计划 PDF

[4] 基于OTA的车辆ECU软件近程刷写体系 PDF

[5] OTA Updates - Requirements for a Full System Solution

[6] 智能网联汽车FOTA体系保险机制的研讨与实现 PDF

[7] 空中下载技巧在商用车上的利用 PDF