2021年09月06日 | 浅析汽车上的OTA 技术

OTA（Over the air Technoloogy）即空中下载技术，是通过移动通信的空中接口实现对移动终端设备及SIM卡数据进行远程管理的技术，是一种为设备分发新软件、配置，乃至更新加密密钥的方法，经过多年的发展，OTA技术已经十分成熟。对于大部分人来说，OTA技术并不陌生，随着智能手机的普及，在手机制造商更新手机系统时，都会采用OTA的方式进行，OTA可以修复软件中存在的Bug，确保软件的安全性；也可以增加新的功能，丰富产品的可玩性；还可以通过OTA升级软件，给用户提供更多的服务，从而增加用户的粘性。

现在的汽车软件升级，普遍使用的是线下升级方式，车主需要将车辆驾驶到对应品牌的4S店，并将车辆交由维修技师进行升级，维修技师在进行车辆软件升级时，需要将车辆连接到专用检测仪，并下载对应车型的升级软件，再通过有线的方式将最新软件安装到车辆上，这样的升级方式，不仅花费车主大量时间，也增加了汽车主车厂和汽车维修企业运营成本，这就需要花费大量的费用去摊平这部分的人力成本。随着汽车消费的升级，高级辅助驾驶系统已经在汽车上逐渐商用化，OTA的升级方式也在汽车上开始普及，很多造车新势力会将OTA升级作为面向消费者的宣传方式。汽车发展到现在，娱乐性硬件属性愈发明显，汽车软件升级也将和手机等娱乐硬件设备一样，采用更为人性化的OTA升级方式，在车辆无需使用的时候，车主只需将车辆连入网络，进行OTA升级即可，这样的升级方式机动性较强，且节省了车主很多时间和汽车主车厂的人力成本。

汽车OTA最早出现是在2012年，OTA技术首次在特斯拉推出的Model S上使用，更新范围包括人机交互、自动驾驶、动力电池系统等模块，当时特斯拉可以通过OTA完成钥匙卡漏洞、提升续航里程、提高最高速度、提升乘坐舒适度等，让车辆的功能迭代更加灵活和便捷。随后，国内的蔚来、理想、小鹏、比亚迪等也陆续推出了可以实现OTA的车型。传统燃油车由于整体机械数据比较固定，像是发动机数据、变速箱数据等每个硬件设备都有固定的物理指标，所以在OTA升级上出现了一定的限制，但是随着OTA技术的不断发展，OTA升级已经不仅仅是造车新势力的专属，在很多的传传统燃油车企业也开始布局OTA升级，像是丰田、福特、大众、宝马等传统燃油车企业都在OTA上进行尝试，软件定义汽车在OTA上得到了很好的体现。

汽车OTA可分为SOTA和FOTA两种，但是这两种OTA并不同，SOTA（SoftwareOver The Air）是现在很多汽车主车厂使用的一种OTA升级方式，该升级方式偏向于软件升级，主要是更新车辆内的软件应用，类似导航地图的升级、娱乐软件、人机交互等的升级，并不涉及到核心的系统升级，属于智能座舱领域升级的一种。FOTA（Firmware Over The Air）是固件空中升级，即通过云端升级技术，为具有联网的硬件设备，进行固件版本的更新，汽车领域特斯拉的升级就是FOTA升级，能够对包括娱乐系统和中控大屏之外的所有整车各项控制器，包括域控制器进行独立的OTA升级，甚至能够通过OTA升级改变续航能力、加速、刹车等涉及到动力相关的性能。将SOTA与FOTA映射到手机上，SOTA更像是手机软件的更新，只是针对一个软件的功能和使用进行更新，而FOTA则是系统的更新，可以改变手机的底层系统，从而改善交互方式、使用感受等，FOTA相对SOTA设计难度更大，给用户带来的功能和性能提升幅度也更大，现阶段汽车领域宣传的OTA更多为SOTA。

之所以OTA没有进行大规模的使用，是因为OTA涉及的设计要求更高，会影响的方面也更大，与手机不同，手机OTA升级失效，最多是影响手机的功能丢失，从而影响手机的使用，而汽车FOTA更新失效，则会影响乘车人的生命安全。2019年1月，在北京长安街发生了蔚来汽车“趴窝“事件，主要原因是买家在乘车试车时，不小心点到了OTA升级，这就导致车辆”趴窝“事件的出现。由此可见，OTA虽然是未来发展的趋势，但是在实际使用上还会存在一定的安全隐患和技术难点，OTA升级，尤其是FOTA升级，是将车辆从一个状态导入到另一个状态，在传统的车辆系统升级中，主要使用的有线连接升级方式，信息传递效率高，出错率低，而OTA升级，主要通过无线网络进行升级，整个过程涉及到从软件开发者到汽车主车厂到单个汽车之间的数据传输过程，这些过程是需要所有的数据通道都是安全的，数据都是经过加密的，否则就会出现网络被劫持的风险，如果出现OTA更新错误的情况，这就需要汽车主车厂能够很快地完成回滚措施，让车辆系统恢复到上一个版本，从而保证用户的体验。

软件定义汽车下的OTA升级会成为汽车主车厂盈利的模式之一，对于不同的功能，通过OTA升级方式进行选配将成为未来汽车性能升级的一大主要方式，这一点已经在特斯拉汽车上进行了体现，像是2400元在线解锁座椅加热功能、1.41万元获得0.5秒百公里加速，5.6万元升级FDS功能等，已经成为汽车行业内OTA升级商用化的模板。OTA未来是否会朝着这个方向商用化发展不得而知，但随着汽车发展的不断加速，硬件设备都会相对固定，唯一可以区分的就是软件系统，不同的软件系统匹配到不同的硬件设备上，将会带给使用者不同的体验，这也会改变人们对于车辆的使用习惯。

为了更好提升OTA升级安全性，国家也出台了相关政策，其中由工业和信息化部在2021年7月30日发布的《工业和信息化部关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见》中指出，“企业生产具有在线升级（又称OTA升级）功能的汽车产品的，应当建立与汽车产品及升级活动相适应的管理能力，具有在线升级安全影响评估、测试验证、实施过程保障、信息记录等能力，确保车辆进行在线升级时处于安全状态，并向车辆用户告知在线升级的目的、内容、所需时长、注意事项、升级结果等信息。企业实施在线升级活动前，应当确保汽车产品符合国家法律法规、技术标准及技术规范等相关要求并向工业和信息化部备案，涉及安全、节能、环保、防盗等技术参数变更的应提前向工业和信息化部申报，保证汽车产品生产一致性。未经审批，不得通过在线等软件升级方式新增或更新汽车自动驾驶功能。”《工业和信息化部关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见》的提出对OTA升级提出了明确的要求，从而杜绝汽车主车厂钻空子，打擦边球的可能，也规范了OTA升级，改善了汽车市场的OTA升级乱象。

汽车技术的发展，会让智能座舱、单车智能、车联网甚至自动驾驶成为可能，这些技术的发展都将会与OTA息息相关，虽然现在OTA升级还未普遍使用，但未来将会是汽车软件升级的主要解决方案。