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详谈整车 OTA:为何这项技术成了特斯拉的“武功绝学”?

2018-11-12
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文 | 大壮旅

来自雷锋网(leiphone-sz)的报道

雷锋网新智驾按:一级和二级供应商其实心里很清楚,汽车厂商对 OTA 解决方案的需求是多么强烈。而在手机行业摸爬滚打多年后,软件开发商们对 OTA 升级已经是轻车熟路,现在它们正将这些经验向汽车行业转移,毕竟未来的联网汽车就是“装在车上的智能手机”。

无论你是不是 Elon Musk 的信徒,有一件事你不得不承认特斯拉确实走在了前面,那就是让其他汽车厂商羡慕嫉妒恨的整车 OTA。

据雷锋网新智驾了解,在其他所谓的互联网车型中,软件升级仅限为向车辆的远程信息处理单元发送地图、应用和中控系统的软件升级包罢了。特斯拉则更为高级,它还能直接向相关 ECU 推送软件补丁,完成安全、可靠和其它功能性升级。

在全球范围内,除了特斯拉,还没有其他汽车厂商能掌握整车 OTA 这项“武功绝学”。

市场研究公司 IHS Markit 研究主管 Egil Juliussen 表示,对软件稍有了解的人都知道,这世界上没有所谓的“无 bug 软件”。

单是这个原因,现代车辆就应该标配 OTA 功能,以便不断修改软件漏洞。对于方兴未艾的“联网车辆”来说,这种“矫正”功能更是相当关键,它是防御黑客攻击的“钢铁长城”,毕竟谁都不想见到《速度与激情 8》中的“群车大暴走”场景在现实生活中上演,因此厂商对软件漏洞的快速修补能力成了一项重要 KPI。

“特斯拉在汽车行业是个例外。它的系统架构在底层设计时就考虑到了 OTA 功能。”Juliussen 说。“大多数汽车厂商在研发时可没有那么奢侈,它们只能慢慢去探索渐进式变革的方式。”



OTA 供应商越来越多,但是…

一级和二级供应商其实心里很清楚,汽车厂商对 OTA 解决方案的需求是多么强烈。而在手机行业摸爬滚打多年后,软件开发商们对 OTA 升级已经是轻车熟路,现在它们正将这些经验向汽车行业转移,毕竟未来的联网汽车就是“装在车上的智能手机”。

趋势的转变也让这些 OTA 供应商们成了香饽饽,一级和二级供应商们正花大价钱对它们进行争夺。比如以下的并购:

1. 2015 年年初,哈曼国际收购了以色列软件管理技术公司 Red Bend,后者正是联网设备、OTA 软件和固件升级服务领域的专家。不过,后来哈曼国际又被三星收入囊中。

2. 2016 年,当时还是英特尔子公司的 Wind River(风河) 也开始有所动作,它将 Arynga 的软件产品线并入了自家汽车业务,而 Arynga 正是车载 OTA 升级方案的供应商,它在软件(SOTA)和固件(FOTA)OTA 领域是当之无愧的专家。

3. 前不久 Wind River 透露称,福特已经开始使用自家 OTA 技术。“Wind River 的 Edge Sync 技术能提供差异化的升级,它不但能将数据容量最小化,还能节省传输时间,降低升级车辆时的内存占用。”

4. 去年,安波福收购了密歇根新创公司 Movimento,安波福看中的正是这家公司的 OTA 平台。安波福的目的很明显,它要帮助汽车厂商采集并分析汽车数据,以找到车辆缺陷,修补网络安全漏洞并加速自动驾驶技术的研发。

5. 地图巨头 Here 也在 OTA 领域布下重兵,该公司宣称自家的开源解决方案 OTA Connect 未来会整合进一家汽车制造商的后端服务器。

此外,包括博世、大陆、Airbiquity 和 ATS(先进远程信息处理系统)等公司也正在 OTA 平台市场抢滩登陆。



了解车辆的网络拓扑

以上公司的大动作足以说明整个汽车行业对 OTA 的渴望。

不过,在 IHS Markit 资深分析师 Colin Bird-Martinez 看来,大多数的所谓 OTA 其实还是在向远程信息处理单元发送软件升级包罢了,除了特斯拉,没有汽车厂商能解决 ECU 软件升级的问题,因此也就没有 OTA 调整气囊、刹车、动力系统和车身控制等下文了。

虽然每家公司都积攒了一大批智能手机行业的技术专家,但现实更加残酷,因为联网车辆的 OTA 与智能手机 OTA 完全是两码事。

“要想从云端将数据拖进车辆 ECU,你需要两大技能:一是对计算硬件的深度了解,二是熟悉各种类型的车载网络通讯拓扑。”Bird-Martinez 表示。

确实,想直接将软件补丁推送给 ECU,OTA 供应商就必须熟悉车辆内的每一个硬件单元。

“ECU 是不是都装两个内存条?否则软件升级时,老的程序存在哪?”Bird-Martinez 反问。“但两个内存条又需要更多空间。”虽然升级推送的数据是压缩的,但 OTA 供应商还是得考虑,接收推送的 ECU 内存上是否有足够的净空高度。

麻烦还不止这么多。

Bird-Martinez 就指出,不同的 ECU 连接着不同类型的车载通讯网络,如控制器区域网络(CAN)、行车记录仪、本地互联网(LIN)、媒体化系统传输(MOST)和以太网等。OTA 平台供应商需要了解这些通讯网络的细微差别,才能高效的完成软件升级。



听说过 Excelfore 吗?

接下来,我们来详细讲讲 Excelfore。

虽然 Excelfore 没什么名气,但坐落于加州弗雷蒙特的这家公司,深耕车载网络协议堆栈已经有十年了。只要你了解一些相关知识,马上就会对 Excelfore 肃然起敬,它能为理解车载网络复杂性提供重要的技术指导。

最近,Excelfore 也开发了自己的 OTA 平台,并取名为 eSync。

这个平台诞生的目标是帮助汽车厂商将云端的软件升级包发送给车载传感器或 ECU。Excelfore 公司市场营销主管 Mark Singer 表示:“我们的专长已经突破车辆的限制,发展到了云端。”

眼下,Excelfore 的 eSync 已经拉来了四位客户,其中有三位是“主流汽车厂商”,另一位则是“汽车新创公司”,这些客户都正在努力将 eSync 完全整合进自家车辆。

Jinger 还强调称,这四位神秘客户可没有拿 eSync 当试验品,它们要把这套系统部署在量产车型上。有了 eSync,厂商就能将软件升级推送给车内的 5-10 个电子设备,但“并非所有 ECU 都能享受这个待遇”。



API 扮演了什么角色?

Excelfore 的 OTA 平台核心技术是“服务器-顾客-代理”架构和它们开发的 API。

eSync 的工作原理

架构中的抽象层让“代理”(其实本质上就是一部分代码)能了解车载终端设备的具体特性并学会与其交流。这个终端设备可能是安全气囊,也可能是摄像头、激光雷达或车身姿态控制单元。由于“代理”能提供一个抽象层,因此不同的终端设备能呈现完全一致的界面。

此外,“顾客”功能则是 OTA 的大脑。它会质询“服务器”并在安全连接到“服务器”的同时识别车辆。



开源 eSync

今年早些时候,Excelfore 决定开源 eSync 并创立开放贸易协会——eSync 联盟。

为什么搞了这样一个贸易协会?

Singer 表示:“其实业内的想法很矛盾。一方面市场上有许多 OTA 新创公司,它们还遭到了一级和二级供应商的哄抢。另一方面,却没有哪家汽车巨头选中了一个 OTA 平台。如果市场上的 OTA 解决方案只能满足部分软件的升级,它们肯定不想在 OTA 后端基础设施上投钱并且背上未来 15-20 年支持服务器的包袱。”

“通讯链价值的衡量标准在于,它能连接设备的数量。我们将 OTA 看作数据管道,它的价值则在于能通讯设备(如 ECU 和传感器等)的数量。”Singer 表示。

鉴于没人需要 30 种不同的管道设施,Singer 认为,“我们希望 eSync 联盟能推动行业标准界面的建立,而它也会成为标准的一部分。”



没有什么利益冲突吗?

不过,Excelfore 和 eSync 联盟关系如何呢?联盟是不是能给 Excelfore 带来不公平的竞争优势?

eSync 联盟执行董事 Rick Kreifeldt 表示:“Excelfore 是 eSync 联盟董事会的成员和原始技术的提供者。鉴于我们已经将 API 开放给了开发者,Excelfore 也成了 eSync 技术的提供者。”简言之,eSync 联盟想成为 ECU 公司、OTA 平台供应商和一级供应商展示自己的平台。同时它还要帮整个汽车行业解决各种 API 问题。

一旦 API 的问题得到了解决,“汽车上就能借助 Excelfore 或另一家供应商甚至自行开发符合 eSync 联盟标准的解决方案。由于技术已经是模块化的,因此汽车厂商甚至可以将不同供应商的方案揉捏在一起。”

“如果做气囊的厂商想自行开发符合 eSync 联盟标准的代理软件,我们不会阻拦。当然,它们也能直接从第三方开发者手里买软件,或者请 Excelfore 代劳。”Singer 解释。

Singer 还自信的表示,原本是 Excelfore 直接竞争对手的五六个 OTA 供应商现在都找上门来要加入 eSync 联盟。对贸易协会来说,想推广一套标准就必须准备一个足够大的“帐篷”,以容纳所有感兴趣的合作伙伴。

eSync 联盟的胃口可大着呢



为什么 OTA 如此重要?

在 Kreifeldt 看来,“OTA 必须应用到整车级别,”这也是整个汽车行业的当务之急。自动驾驶汽车确实能救人性命,但如果软件 bug 没有特效药,恐怕各种车辆召回还是会让人头疼。

在接受采访时,Kreifeldt 还列出了近些年来多个因软件 bug 造成车辆召回的案例。比如:

1. 2016 年日产就因为气囊系统乘客检测故障召回旗下 320 万辆汽车。

2. 2016 年通用因为气囊系统无故进入诊断模式召回旗下 360 万辆汽车。

3. 2017 年道奇因为气囊传感器问题召回旗下 125 万辆汽车。

Stout Research 的统计数据显示,车辆售出三年后的维修比率高达 70%,这就意味着每过一年路上就会新增 240 万辆气囊系统出问题的车辆。

更可怕的是,许多用户即使了解到了召回信息,也懒得到经销商那里维修。举例来说:

1. 2018 年通用因转向软件出错召回了 100 多万辆,但明年夏天恐怕依然有 60 万辆车带着问题在路上奔跑。

2. 2018 年本田因为后视摄像头问题召回了 23.2 万辆车,但明年“带病”工作的车恐怕还得有 13.9 万辆。

想象一下,如果有了整车 OTA,大量车主就不用带着隐患前行了。遇到基于软件的召回时,它不但能节省车主时间,还能帮汽车厂商省钱。

IHS Markit 的 Juliussen 指出,对许多汽车厂商来说,吸引它们拥抱 OTA 平台的最重要原因就是“节省成本”。当然,应对网络安全也是 OTA 平台存在的重要意义。

Juliussen 认为,真正能对汽车厂商产生全方位吸引力的其实是“功能性 OTA”。汽车制造商能通过软件升级为车辆增加功能。

Kreifeldt 指出,如果搭载了双向 OTA 平台,车辆就能将车载系统和零部件的诊断与操作数据会传到云端,以便汽车厂商将车辆问题及时“浇灭”。

眼下,负责特斯拉电动车与云端交流的是 Red Bend 的 OTA 平台。不过,在向车辆推动软件升级时,特斯拉还是会依靠自主研发的 API。

对 OTA 供应商来说,标准 API 对 OTA 升级的好处显而易见。

“许多 OTA 供应商现在只有一两个客户。大家都在抢夺专利,这对业务的扩张可没什么用处。”Juliussen 说道。即使是像福特和通用这样的汽车巨头也会对标准化 API 兴趣十足,毕竟它能大幅拉低 OTA 解决方案的价格。

对于体量较小的汽车厂商来说,标准化 API 也能让厂商做选择(自研还是外购)时轻松不少。

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