OTA软件升级管理系统

概述

OTA(Over-the-Air Technology，空中下载技术)是通过空中下载的方式对车辆中的软件进行远程升级。经纬恒润OTA软件升级管理系统基于软件架构、应用架构、业务架构和技术架构，为整车提供云-管-端-屏完整OTA解决方案，可靠地完成系统更新、软件升级、功能迭代和安全漏洞修复等功能。同时支持固件升级（FOTA）以及应用升级（SOTA），基于高性能差分算法和流式升级方式，大量减少升级流量和升级时间消耗，节约成本的同时满足底盘域、车身域、动力域、辅助驾驶域和信息娱乐域等各类升级场景需求。

技术优势

• 自主可靠，掌控差分、并行、升级路径规划等多种核心算法
• 安全可靠，完备的升级回滚机制，多重安全加密机制，远程实时故障诊断
• 架构灵活，支持多种升级方式，支持多种通信机制，云端可进行弹性扩展
• 本土化服务，灵活定制，响应及时

车端系统

• 架构特点

— 基于SOA架构，面向服务的模块化设计，高复用、可扩展，灵活适配不同项目需求

—车端软件与操作系统或硬件架构松耦合，易于适配新车型

—架构可灵活适配各种高中低端ECU（Can/CanFD、Ethernet、Lin）

—支持多种通信协议（HTTP、MQTT、OMA、私有协议）

—支持多种升级方式（DoCan、DoIP、SomeIP、TCP私有协议）

• 功能特点

—升级时间短、内存开销小、不使用动态内存分配

—支持全量包和差分包的下载，可管理全部版本、差异及其依赖关系

—可实现边解密解压边删除，并进行流式处理、分块处理

—支持多种升级手段（云、USB、手机、诊断仪等），支持多ECU并行升级、预安装

—通过规则库实现升级前和升级后的条件管理

—可与ECU的软件工具栈集成（看门狗、持久化、诊断、IPC等）

—支持全量升级和差分升级方式，支持A/B升级、原位升级、流式升级、增量升级

—差分块大小可配置，支持In-place差分还原与A/B差分还原，支持上位机还原升级、下位机还原升级、下位机ECU差分直接升级等多种差分还原升级方案

云端系统

• 架构特点

—基于Spring Cloud微服务架构，做到高内聚、松耦合

—支持多种通信协议（HTTP、MQTT、OMA、私有协议）

—适配分布式文件系统、各类对象存储及CDN服务

—基于Vue3+ElementUI框架的前端组件化显示

—采用基于Docker的容器虚拟化技术和Kubernetes实现系统部署运维

—平台系统高可用、高性能、可扩展、可监控

• 功能特点

—独立的差分系统和差分工具，满足不同等级的差分升级需求

—差分系统支持多种压缩算法，支持所有二进制格式，支持大文件差分

—提供完整的车辆基础数据管理，整车软硬件版本管理、零件软硬件版本管理

—基于整车版本+升级路线+批次调度的整车OTA升级管理，支持手动与自动触发升级任务，支持升级重试、中止与重载

—支持对升级镜像文件的签名，支持升级包的签名与加密

—支持升级任务状态和零件升级状态的实时上报与显示，以及各类数据统计与展示

通信与信息安全

• 功能特点

—基于HTTPS的双向认证安全通信，支持商密与国密方案

—支持车辆接入认证、车云通信协议认证，具备车辆激活功能

—升级数据包加密传输，集成对称和非对称加密算法

—应用秘钥管理系统，支持数字签名与验证

—支持软件镜像文件的签名与验签，支持升级包的加密传输与签名验证

子系统功能集

• 远程诊断

—支持标准诊断调查问卷解析和应用

—提供ECU故障码读取/清除，远程版本/配置字读取以及ECU重置等基础诊断功能

—覆盖单车/多车，单ECU/多ECU等多种诊断场景，并提供诊断分析数据展示

• 远程标定

—支持针对ECU的DID远程读取/写入和文件标定等远程标定功能

—基于安全解锁库和标定策略，保证标定方案和流程的安全性

—提供周期/事件/实时等多种标定触发模式

• 应用升级与监控

—主-子节点采用GRPC通信，提供轻量应用级别安装/卸载/回滚等升级功能

—支持应用启用/禁用/运行状态监控等远程监控功能

—支持应用异常状态获取和对应日志整合上报

• 国标数据采集与解析

—车云采用私有通信协议封装国标数据，提升数据传输效率和安全性

—数据内容符合GBT32960标准，支持登入/登出/实时/补发等流程数据采集

—云平台具备接收/解析展示以及平台转发对接能力

小结

随着智能传感器技术、5G技术、人工智能技术、大数据等技术的迅猛发展，在软件定义汽车的时代背景下，OTA的作用越来越大，目前，经纬恒润与国内多家整车厂签订合作协议，共同进行OTA软件升级管理系统的开发与应用，经纬恒润OTA系统也已落地智能化港口、无人矿区建设以及多家整车厂量产车型，并积累大量的实车升级与大规模部署升级经验。今后经纬恒润开发团队也会进一步实现OTA+智能诊断的一体化解决方案。