背景

生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系在哲學(xué)上的辨證統(tǒng)一、矛盾運動和相互作用原理在汽車電子發(fā)展方面同樣適用。隨著汽車電子生產(chǎn)力（車載軟硬件性能）不斷進步，生產(chǎn)關(guān)系（汽車電子電器組織形式）必然同步發(fā)生改變。整車電子電氣架構(gòu)正在經(jīng)歷從分布式控制到集中式控制趨勢的演進，分布式控制體現(xiàn)在計算的分布式和供電的集中式、集中式控制則體現(xiàn)在計算的集中式和供電的分布式。同時隨著智能網(wǎng)聯(lián)和車云計算功能的引入，車輛功能也逐步從車內(nèi)實現(xiàn)向車云協(xié)同發(fā)展。在以上發(fā)展過程中，無線和車內(nèi)有線通信為汽車OTA功能的實現(xiàn)提供了必要的土壤，正如空氣和水對于人類生存必不可少。

圖1 BOSCH公司對E/E架構(gòu)發(fā)展的總結(jié)和預(yù)測[1]

IT領(lǐng)域軟硬件開發(fā)的理念和以太網(wǎng)等互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的高速總線經(jīng)過優(yōu)化改造后在汽車上的應(yīng)用為軟件定義汽車的實現(xiàn)提供了方法論和技術(shù)層的支撐和支持。汽車軟件化必將帶來軟件功能和體量的不斷增長，迭代式開發(fā)不僅貫穿于”售前”也將延伸到整車使用的全生命周期。OTA升級功能將為軟件的快速迭代或增量部署提供有力的技術(shù)保證。

圖2 OTA升級示意圖[2]

在特斯拉的示范引領(lǐng)下，OTA成為當下汽車產(chǎn)品的一大亮點，“無OTA不智能”正在深入人心，全車OTA升級成為“先進技術(shù)”的代名詞。OTA為汽車從傳統(tǒng)制造業(yè)下的“鋼鐵猛獸”進化成集智慧和運動于一身的“貼心朋友”提供了有力的技術(shù)支撐，在汽車運行的全生命周期中整車廠都可以與車輛進行數(shù)據(jù)交互，進而通過聯(lián)網(wǎng)的方式為汽車帶來新的功能、為車主提供個性化的服務(wù)。

正因如此，有觀點認為，汽車OTA與電子電氣架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全和大數(shù)據(jù)是軟件定義汽車的四大基石，其作用之重要可見一斑，而OTA遠程升級功能將成為汽車出廠時的標配。

圖3軟件定義汽車四大基石[3]

OTA特性

套用某流行廣告語，OTA“我們不生產(chǎn)數(shù)據(jù)，我們只是二進制數(shù)據(jù)的搬運工”。作為溝通車企與終端車輛的“快遞小哥”，OTA的服務(wù)宗旨是“快準穩(wěn)好”。

▲快：升級速度快，能在較短的時間內(nèi)完成人機交互、升級包下載、軟件安裝等過程?？焖俚慕换ズ蛨?zhí)行，不僅有利于降低對整車電量的消耗也可以盡可能縮短車輛不可使用的窗口時間，將升級過程對用戶駕駛和用車的影響降到最低。

▲準：數(shù)據(jù)傳輸準，指令和數(shù)據(jù)無差錯的進行端到端傳輸或者有嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)校驗糾錯機制。這是升級成功和有效的必要條件，否則無效的升級數(shù)據(jù)可能引起目標ECU功能失效或異常，甚至失去重編程能力。

▲穩(wěn)：升級過程穩(wěn)，能在不同的“工況”下穩(wěn)定的執(zhí)行遠程升級的各個過程。通過嚴謹?shù)纳壛鞒毯涂茖W(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計提高保證大批量、多頻次遠程升級時仍然能夠維持較為理想的升級成功率。

▲好：用戶體驗好、安全性能好。升級過程中人機交互以人為本、簡明易用、操作友好，確保用戶對所有的交互界面操作都知情、理解。在安全薄弱環(huán)節(jié)引入身份認證、數(shù)據(jù)加密/編碼、入侵檢測等技術(shù)進行安全加固或安全處理，確保升級過程中數(shù)據(jù)不被惡意篡改、隱私不被非法獲取。

透過設(shè)計看OTA測試

設(shè)計、開發(fā)和測試構(gòu)成支撐產(chǎn)品質(zhì)量的三駕馬車，這三項活動不僅獨立展開還需緊密聯(lián)系、相互支撐。

圖4產(chǎn)品質(zhì)量三駕馬車

在軟件定義汽車的時代，智能汽車被形象的比喻為“輪子上的智能手機”，智能汽車和智能手機不管是設(shè)計理念還是使用體驗上都越來越接近，兩者在測試上的理念、方法甚至工具上的借鑒性越來越強。具體到OTA測試同樣如此，比如智能手機領(lǐng)域內(nèi)的升級安全測試、升級交互測試的方法和工具都可以為汽車OTA測試提供啟發(fā)或支持。

圖5輪子上的智能手機

那么是不是說將來的汽車OTA測試就可以照搬智能手機OTA測試來進行呢？當然不是。汽車和手機在人機關(guān)系、空間尺寸、功能復(fù)雜度、安全訴求上仍然存在者不小的差異，汽車電子電氣架構(gòu)最終是否可以像下面的智能手機解決方案一樣做到“all in one”這么高的集成度也有待時間和實踐的檢驗。在測試過程中同樣需要著眼于兩者在設(shè)計上的“相通”和“不同”，從理論和實施上做到“取其精華，求同存異”，從而為汽車OTA“快準穩(wěn)好”特性的驗證設(shè)計出科學(xué)嚴謹?shù)臏y試方案。

圖6典型智能手機原理框圖[4]

圖7目前常見電子電氣架構(gòu)設(shè)計構(gòu)型[5]

回歸當下，汽車行業(yè)百家爭鳴。各個整車廠電子電氣架構(gòu)現(xiàn)狀和規(guī)劃也不盡相同，目前主要是如上圖所示的Domain Architecture和Zonal Architecture兩種構(gòu)型及過渡版的異構(gòu)型（完全摒棄Zone ECUs的Central Architecture構(gòu)型是否能夠成為兼顧成本、性能、安全的終極進化目標尚需拭目以待）。電子電氣架構(gòu)決定了OTA系統(tǒng)實現(xiàn)架構(gòu)，OTA系統(tǒng)實現(xiàn)架構(gòu)約束了系統(tǒng)各功能單元的通信協(xié)議、交互邏輯，進而影響測試策略制定、測試分析、需求Review、開發(fā)設(shè)計Review、測試設(shè)計、測試設(shè)計Review、測試執(zhí)行等測試活動的方方面面。

圖8測試總體框架[6]

如何根據(jù)具體的OTA系統(tǒng)實現(xiàn)架構(gòu)（分布式架構(gòu)vs集中式架構(gòu)）、OTA開發(fā)方案（功能化設(shè)計vs服務(wù)化設(shè)計）設(shè)計與之相適應(yīng)的OTA測試方案？讓我們帶著這個問題一起開啟OTA測試專欄，后續(xù)相關(guān)文章將結(jié)合實際場景由淺入深地進行解答，歡迎持續(xù)關(guān)注！

北匯信息十余年來一直扎根于汽車電子測試，不論是在總線通信、診斷刷寫、邏輯功能還是在OTA、智能座艙、網(wǎng)絡(luò)安全、”SOA測試“等新興領(lǐng)域，均有豐富的知識儲備和測試經(jīng)驗，提供完整的測試解決方案及基于OEM標準和行業(yè)標準的測試認證服務(wù)。

引用：

[1]軟件定義汽車1—概述

[2]Updating the Automotive Future: ZF joins eSync Alliance

[3]軟件定義汽車，架構(gòu)定義軟件

[4]天璣1200-MT6893 5G Smartphone Application Processor Technical Brief V1.2設(shè)計指南

[5]軟件定義汽車5-中央計算單元架構(gòu)

[6]劉琛梅.測試架構(gòu)師修煉之道：從測試工程師到測試架構(gòu)師[M]