隨著汽車加速電氣化的步伐，作為交通工具的汽車，逐漸由機械驅動的機器向軟件驅動的電子產品過渡，業內人士普遍認為，汽車將會成為下一個移動智能終端。在這個趨勢下，汽車產品和內部系統的競爭法則都將改寫。整車企業以往的技術工程核心是發動機和變速箱，而展望未來，在車聯網的平臺下，給汽車配置足夠強大的感應器、SoC級芯片，以及相匹配的運算能力，顯得越來越重要。
汽車上軟件代碼行數像滾雪球一樣不斷增長，目前市面上的量產車通常是在50-60個ECU上運行著2,000-3,000萬行代碼，豪華車型甚至會這個這個數量上翻倍。這些代碼控制著從娛樂系統到安全和動力系統的所有功能，這意味著整車的復雜度升高。和硬件相比，軟件迭代快得多，很容易做到個性化設計，同時也亟需進行系統化管理。
OTA技術簡介
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如果說消費者對汽車OTA（Over-The-Air）技術還有點陌生的話，他們對智能手機的在線升級功能一定是熟悉并使用過的。簡單來說汽車OTA技術就是通過遠程完成對車載軟件的升級，可以快速修復缺陷、開啟新功能等等。
傳統的車輛維修和軟件更新，采用的是線下店維修和召回的模式，而OTA技術具備減少召回成本、快速響應安全需求、提升用戶體驗等多種優勢，從擴大覆蓋范圍和降低管理復雜度上來看，必然是未來智能汽車的必然選擇。
如下圖所示，OTA技術也是從萌芽階段、到娛樂系統和互聯模塊本身再到動力總成和安全系統，再到未來可能的汽車的核心運算單元（各個區塊的域控制器）。
OTA 技術要求對整車電氣架構進行大范圍的調整，因此對原有的架構而言存在很大的改革挑戰，另外網絡安全問題也是目前沒辦法立刻推行該項技術的顧慮因素。
汽車OTA的架構和流程
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OTA主要分為FOTA（Firmware- Over-The-Air，固件在線升級）和SOTA（Software-Over-The-Air，軟件在線升級）兩類。前者是對固件下載安裝鏡像，是一個系統性更新；后者是對部分應用層軟件的迭代更新。在汽車電子領域， FOTA 與 SOTA 界限比較模糊，通常將 HU 中的 APP 更新稱為SOTA，將其他 ECU 的更新甚至于所有更新統稱為 OTA。
汽車OTA架構主要包含云端服務器和車輛終端組建兩部分，如下圖所示：
（1）OTA云端服務器：為車載終端提供OTA服務，主要管理各個軟件供應商的原始固件升級軟件。出于安全考慮，需要構建一個獨立的子模塊，負責OTA服務平臺的安全，包括密鑰證書管理服務、數據加密服務、數字簽名服務等。
（2）車輛終端OTA組件：對升級包進行合法性驗證，適配安全升級流程?！?br />
汽車OTA流程主要分為三步：管理和生成更新包、分發更新包、安裝更新包。具體如下：
（1）管理和生成相關的更新包文件：云端服務器是負責監測整個OTA過程的主要單元，它不僅要確定更新哪些車輛，是否與車輛建立可靠的連接（生成一個可靠的可信通道）并實時掌握消息，然后把固件包或者更新包從軟件庫里面提取出來，確定分發包的更新順序，管理整個進程，并在完成后校驗。
（2）分發并檢查：服務器會做加密渠道分發更新包，而在車輛端有個計算能力強大并有足夠存儲空間的控制器進行下載、驗證和解密，相對應的，與服務器也有作業管理器負責報告當前狀態和錯誤信息， 每個更新作業都有一個用于跟蹤使用情況的作業ID。
（3）更新和刷新安裝：為了防止車輛刷新時死機，通常整車企業在決定FOTA前需要做完備的方案，比如通過聯網模塊（如儀表板、中控臺等）實現對整個更新文件刷入ECU進程的監控，每一步操作都會監控整個機制是否完整，并且能保證隨時停止和重新寫入。只要對應的ECU存在可以運行的導引程序，那就保證了車輛和服務器對整個過程的控制，并把刷死機的風險降到最低。
完成最后的準備工作后，ECU將重新啟動，代理和服務器之間將持續連接，服務器可以獲得當前更新狀態的最新信息。
車企在OTA的發力及標準推進
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汽車企業都在努力構建自己的OTA的架構和功能，形成自己的標準。特斯拉在2012年首次使用OTA技術，升級娛樂、自動駕駛、動力、電池等模塊；之后至2018年前后，豐田、大眾、福特、沃爾沃先后采用對娛樂系統、導航等推出OTA在線系統更新，以及在實時車況診斷的基礎上升級為預警提醒等。
2019年之后年上汽、廣汽、一汽、長安、豐田、大眾、寶馬等海內外整車廠紛紛成立軟件部門(公司)，發力智能駕駛數字化業務，見下表。
斯拉為代表的多家新造車勢力推出新款智能電動汽車，OTA技術已在新車型上升級車機系統方面得到普遍應用。比如，特斯拉從 2020 年初至今，共進行了19次OTA更新，在所有的車企中升級頻次最高，最新一次是 今年6月通過OTA實施召回，優化巡航控制功能。
國內新勢力代表蔚來、理想、小鵬等，也通過 OTA 同步推送新功能，提升充電效率，優化駕駛輔助，修復車機系統BUG等。
未來，隨著汽車智能化程度不斷提升，預計召回問題中超過50%以上是軟件問題，OTA生態的構建將顯著降低這部分召回成本。咨詢機構IHS曾預測，汽車制造商從OTA軟件更新中節省的成本將從2015年的27億美元增長到2022年的350億美元。
從全球范圍來看，各個國家、地區以及主要的國際性聯盟，都在嘗試制定OTA標淮。2016年12月，由英國和日本作為主席國，成立了專門的汽車信息安全標準任務組UN Task Force on Cyber security and OTA issues (CS/ OTA)，圍繞汽車網絡安全、數據保護和軟件升級OTA三部分開展國際法規及標準的制定工作，國際電信聯盟（ITU—SG17）也全面與參與了該任務組的相關工作。中國各行業專家也在中國汽車技術研究中心的組織下參與了該任務組的部分工作，并有相關國際標準建議提案。
從2017年1月1日起，國標《電動汽車遠程服務與管理系統技術規范》（GB/T 32960.1-2016）規定，新生產的全部新能源汽車安裝車載終端，通過企業監測平臺對整車及動力電池等關鍵系統運行安全狀態進行監測和管理。按照國家標準公共服務領域車輛相關安全狀態信息要上傳至地方監測平臺，從中也會產生OTA需求。
2020年11月，國家市場監督總局發布《關于進一步加強汽車遠程升級(OTA)技術召回監管的通知》明確指出，車企"采用 OTA 方式對已售車輛開展技術服務活動的"，要向市監總局備案;而"采用OTA方式消除汽車產品缺陷、實施召回的"，要制定召回計劃、向市監總局備案，并依法履行召回主體責任。今年（2021年）6月4日，市監總局又發布《汽車遠程升級 (OTA)技術召回備案的補充通知》。
OTA有哪些風險？
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很多人對于汽車OTA的認知來源于手機OTA，從技術特點上來看確實有類似之處，但真正在實施過程中，兩者還是有很大的區別，特別是安全問題。舉個例子，手機在進行OTA升級時，如果升級不成功，最差的情況不過是手機變“磚頭”，而汽車情況則大不一樣，稍有不慎就是車損人傷。
在FOTA流程中，主要存在傳輸風險和升級包篡改風險。終端下載升級包的傳輸流程中，攻擊者可利用網絡攻擊手段，如中間人攻擊，將篡改偽造的升級包發送給車載終端，如果終端在升級流程中同時缺少驗證機制，那么被篡改的升級包即可順利完成升級流程，達到篡改系統、植入后門等惡意程序的目的。攻擊者還可能對升級包進行解包分析，獲取一些可利用的信息，如漏洞補丁等，升級包中關鍵信息的暴露會增加被攻擊的風險。
在一個合適的時間、合適的地點以及車輛合適的狀態下進行升級。這就要求車企制定相應的升級策略，以盡可能安全、經濟的方式來開展這項操作。OTA技術對于整車企業而言，其實也存在推廣之后承擔出現問題的風險，前文也提過，這是制約整車企業推動OTA技術在車輛上應用發展的一大障礙。隨著信息安全技術的導入，這部分工作將會變成整車企業與網絡技術結合的發展。
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轉自汽車電子與軟件
