智能汽车OTA“进阶战”

随着汽车电子电气架构的智能化程度不断提升，完全依赖硬件能实现的功能差异不断减少，产品的差异逐渐集中到了软件领域。而OTA技术的成熟，将加速这一过程。OTA的作用是显而易见的，尤其是智能座舱、智能驾驶还在发展和完善过程中的阶段，市场并不能提供出一步到位的产品与服务，无论是功能开发，还是算法迭代都还有持续进步的空间，OTA带来的新功能和体验升级可以使我们的产品与服务不断趋近于“完成态”。另一方面，多数主机厂为了尽可能在更长的使用周期，保持充足的硬件性能，已经开始预埋性能过量的硬件，这无疑更为OTA运营和更新提供了施展的天地。基于这样的背景，轩辕之学数智学院推出“可进化，智能汽车生命线”为题的公开课，探讨智能汽车如何实现持续的可进化。来自上海艾拉比智能科技有限公司（以下简称“艾拉比”）的副总裁贺思聪围绕整个OTA行业的进展情况进行了线上分享。

OTA技术发展历经四个阶段

贺思聪谈道，OTA并不是全新的技术范式，除了汽车行业，消费电子和物联网行业，OTA早已广泛应用。汽车行业当中OTA算一个新事物，但其技术形态经过其他行业的催化已经很成熟了。根据艾拉比的行业观察，汽车OTA的行业发展趋势可以分成四个阶段：零部件级OTA、整车级OTA、企业级OTA和产业级OTA，具体来看：

第一阶段是从2012年到2015年，特斯拉开始将OTA引入到行业中。在此阶段，主机厂只针对车机、仪表、T-BOX等智能零部件进行OTA，使用到的技术十分简单，只要使用安卓自带的升级策略就可以直接进行，不需要再去单独开发很多复杂的应用。艾拉比也从2012年起，用了将近3年时间打造了整个汽车产业的零部件级OTA。第二个阶段为2015年到2019年，即整车OTA。除了影音娱乐件外，越来越多的域控制器以及域控制器之下的电子电器件，都要进行升级。截至去年，大部分整车厂已经在推进或者已经完成了整车级OTA，这意味着除了影音娱乐部分，车身动力部分、自动驾驶部分，以及多个域控制器和域控制器之下的ECU已经实现了OTA的功能和服务。而基于OTA的汽车软件管理体系，艾拉比目前正在协助车企梳理定义，包括面向SOA全新电子电气架构的整车升级能力、汽车软件版本管理能力、汽车售后软件服务能力和消费者汽车软件大数据应用能力。“以上共同形成了未来企业级OTA（第三阶段）的产品，并成为各车企的核心竞争力之一。”贺思聪强调，第三阶段是目前艾拉比着力在做的事情，也是目前所有整车厂，特别是国内自主品牌正在面临的痛点。贺思聪认为，对于国内主机厂来说，第三阶段至关重要的是如何将OTA的功能服务从研发体系向后转移至生产制造、市场销售和售后，最后到消费者手中。这就需要建立企业级的OTA产品。“目前头部车厂都在补这个工作。只有将第三阶段做好才可以像特斯拉或像很多新造车势力一样实现产业级OTA，做到软件可售、提升服务体验。”在第四阶段，OTA将持续迭代汽车产品的生命周期。而该阶段的难点在于，OTA将由功能型的产品转变为服务型的产品。因此除了需要研发系统外，还要有IT、生产、制造、市场系统协同配合。“此前，整车厂只要买到相应的零部件就可以实现OTA功能，但这是无闭环的。相比之下，特斯拉和新势力们天生就可以把功能面向消费者展示甚至售卖，而大部分传统车厂却无法将其中的各个环节串联起来。”贺思聪强调。这除了要做到软件版本管控，还要在数据回流的时候能够把应用场景和客户体验收集回来对业务链条再升级，形成闭环，实现永不过时的换新体验。当消费者从4S店、2S体验店开始下配到花钱买功能服务的时候，整个OTA以及软件版本的管控就持续存在。

OTA落地的技术范式

接着贺思聪具体介绍了整个OTA在汽车行业落地的技术范式。从技术架构来说，OTA是点对点的，基于无线网络的传输式方案，车端需要强力ECU作为整个OTA升级的主控节点，一般技术角度称为OTA Master（OTA主机）。作为主控节点是有多种形式的，对于偏老旧的分布式架构的车来说可能是TBox，可能是座舱大屏，而对域控制器来说可能就是偏重的域控节点。

针对OTA主控节点，需要内嵌入OTA主控程序，负责将来自云端的OTA软件包新的软件版本进行下载，下载的过程中既要保证信息安全稳定可靠，同时又要保证相应的数据标签唯一性等。下载完成后，需要对这个软件包进行足够充分的信息安全验签。因为对汽车来说有数十个、上百个ECU进行升级，一旦ECU软件升级包出问题的话可能会导致整个车端有不可预知的情况，因此要进行非常严格的判断。判断完成后需要明确告知车主，这次OTA升级会涉及到哪些功能服务的提升，升级的过程中需要关注到哪些升级状况。例如，蓄电池的电量是否充足，网络状况是否充足等。站在技术角度，贺思聪将OTA分为两类：一类是智能ECU件，是具有智能操作系统的，比如Android、LINUX和QNS，不是传统的单片机，这种智能ECU可能是激光雷达、毫米波雷达、座舱智驾域控制器，需要在身上放置一个OTA升级子节点，针对智能ECU进行一系列的优化处理。由于这些智能ECU整包升级软件包很大，一个OTA座舱升级包可达3GB-5GB，因此需要进行差分运算，将软件包差异化部分提取，做到差分包最小化。另一类是传统ECU，包括雨刮、天窗、后备厢、空调等，这些ECU整个升级过程中把软件包通过UDS标准诊断协议给到它们，升级完成以后进行重启。整个业务架构的基本范式，不管电子电气架构如何，基本上都是用这种方案进行部署。截至目前，这套OTA技术架构和范式已经被广泛应用在不同车辆的电子电气架构上。针对官方指导价格在10万元-20万元左右的车型，更多的是传统网关架构，电子电气整体架构是用分布式集成。在这种架构上，OTA主控节点还是放在TBox座舱零件上，作为主控向下对智能ECU和非智能ECU进行子节点刷新，特别是针对非智能ECU需要有一个标准的关口进行路由转发。针对官方指导价在二三十万元甚至更高的车型，整个OTA主控节点更容易选择放在智能网关上，可能是由两颗MCU、两颗MPU组成的板子，可以更好地容纳更多的被升级件，所以作为一个主控的话，整体功能和性能从技术角度来说应该会比座舱或者TBox更优秀一些。诊断网关、域控制器架构从目前的市场来说，整体方案的渗透率不高。贺思聪指出，目前云端技术架构比较统一和标准化，从主机厂的角度来说，云端的OTA功能最好是一致的。当然，如果有些车企是做出口车型，云端需要在海外单独去做一套私有化部署。在这种技术组件搭建完成以后，需要和主机厂不同的周边系统进行功能的串联，可能会涉及到销售、售后、生产、制造、研发，多个体系的功能平台，并且从这些平台中获得相应的数据，才能构成整个OTA自身需要的功能服务。从云平台技术架构来说，主机厂更倾向于一个大而全的功能，而对每个车型和品牌各有不同。针对OTA的车端云端范式来说，主机厂关键考核OTA功能的核心特性比较简单：一定要做到安全、稳定、可靠，行业中不乏一些因OTA升级失败引发的不必要的麻烦，因此对OTA整体功能需要提升技术保障。另外，OTA升级过程一般较长，从消费者的主观意愿和用户感知来说会比较差，需要一个高效的差分能力，把软件升级包压缩到最小化，缩短整个OTA的升级时间。OTA还需要关注的一个指标是安全法规的问题。在贺思聪看来，OTA行业的发展需要创新，但也必须合法合规。贺思聪谈道，这个问题分为两部分：1、国际上，特别是欧盟地区，针对OTA的法规是比较完善的。具体来看，数据信息要符合欧盟GDPI的数据规范，功能设计上要符合WP29 Release156版本，功能安全是Release155版本，这些技术规范严格约定了OTA功能开发在欧盟地区如何去实施。2、国内有两个主管机构——工信部和市场监督总局，目前工信部已经把OTA强标做了落地，市场监督总局也在积极制定配套OTA运营使用规范。“无论是V2X新四跨、近期国家出台的OTA相关监管政策，还是从我们目前跟踪的几个智能网联技术点，都可以看到，国家及行业客户都在帮我们摆正位置。”贺思聪强调，大家不要光想创新，一门心思往前走，最终还是要让OTA回到可管可控范畴内。