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通往整车OTA的道路

2020-02-03 20:38:04·  来源:Astroys  
 
OEM正在增加许多网联功能,许多公司也在提供车到云端的平台。不过,任何声称拥有端到端解决方案的公司都在夸大其词。汽车正在网联化,这是好事。但他们之间的连
OEM正在增加许多网联功能,许多公司也在提供车到云端的平台。不过,任何声称拥有“端到端”解决方案的公司都在夸大其词。

汽车正在网联化,这是好事。但他们之间的连接是随意的、草率的,这一点也不是特别理想。每辆车都有多种连接需求,一直以来OEM往往只会通过增加另一个不同的连接来满足每种需求。电子行业渴望提供整合的网联解决方案,但大多数主要OEM仍然沉迷于开发专有技术,这意味着OEM及其供应商正在不断地重复发明轮子。

下面是汽车行业对网联要求的概述。然后,比较了电子行业中一些重要供应商提供的几种解决方案。

为什么需要车联网?

车载信息娱乐系统和远程信息处理单元已成为OTA的重中之重。OEM计划在不重新设计车辆的情况下增加新的应用程序和服务(从车辆共享到检测燃油消耗水平)。大量的音频和视频流媒体(通过Wi-Fi、4G和5G)也正在涌入车内。

网络安全需要OTA。当出现黑客攻击时,对于汽车OEM而言,没有什么比发送软件补丁更新更重要的了。对于存在大量软件的车辆,OTA是他们的BFF(backend for frontend)。因为没有无缺陷的软件,所以必须为车辆做好纠正软件错误的准备。

OTA的下一个目标是整车OTA。除了涉及TCU,还有那些由不同芯片供应商开发的ECU。这些ECU控制着车辆的各个部分,从发动机到安全气囊和座椅调节等。

网联化必须双向进行。除了能够发送软件补丁外,还必须能够从车辆中提取信息。在车辆高度自动化的时代,需要汇总、处理、存储和发送由摄像头、雷达和激光雷达产生的海量传感数据,并将其发送到云端进行AI训练。可能需要采用一致的格式。

另外非常重要的一点是,必须分析车辆收集的数据。

简而言之,车联网覆盖了很多领域。网联使汽车行业能够开发和增加新的应用程序和服务。网联性可支持道路安全、发送网络安全修复程序,并促进机器学习。“车到云”的车联网是一个巨大的市场。每个技术供应商、OEM、Tier 1、Tier 2都在为此努力。

为车联网描绘美好的未来很容易。困难的是找出每种网联解决方案正在做什么。要知道的是,没有人将所有部分都弄清楚了。任何声称拥有“端到端”解决方案的公司其实都在夸大其词。

巴别塔

问题不在于缺乏设计车联网的基础。真正的担忧是,OEM(正如他们数十年来所做的那样)继续开发专为某一家企业设计的专有解决方案,将行业其它企业排除在外。

Excelfore的市场总监Mark Singer指出,车联网领域的参与者(OEM、Tier 1/2)正在建造一座“巴别塔”。例如,一家公司提供或为一种车型设计的OTA解决方案即使在同一家公司内部也不一定要与另一种车型通用。

车辆网的三种驱动力

车联网的布局很复杂,但有三个关键推动力。

首先是“软件定义”工具的出现。Aeris汽车业务总监兼首席营销官Raj Kanaya说:“汽车正在成为软件。”

其次,5G和哈曼所说的“互联网的无限可扩展性”正在使OEM重新考虑如何向车辆提供功能和内容。哈曼的高级移动解决方案副总裁Tim Van Goethem认为5G和互联网的前景使OEM可以“在车辆的整个生命周期中不断增加新功能”。

第三,“数据正在重塑自动驾驶汽车(AV)的价值链。”VSI Labs的合伙人兼总监Danny Kim在其公司的技术简介中指出,为AV应用程序收集的大量数据使得云成为“必不可少的组成部分”。

在这种背景下,我们将研究在车联网市场中的各家公司所扮演的具体角色,同时仔细了解下他们正在解决哪些问题。

高通的车到云平台

高通在上月CES上推出了自己的“车到云平台(Car-to-Cloud Platform)”。

如果你天真地认为未来的车辆就是“车轮上的智能手机”,你可能会得出这样的结论,由高通来领导从车到云的革命是不费吹灰之力的。

当问高通其车到云平台旨在解决车联网市场的哪些部分时,产品管理高级总监Nimish Shrivastava给出了谨慎的回应。高通当前的任务是让OEM在无需更换硬件的情况下,将车辆的连接性能从4G提升到5G。


Shrivastava表示,高通的车到云平台具有两个关键功能。一种是所谓的Soft SKU。另一种是直接内置在网联芯片中的安全性。高通表示,Soft SKU让现场可升级的芯片“随着性能要求的提高或新功能的出现而可靠地支持新功能”。它确保了从4G平滑过渡到5G,并支持“针对特定产品细分量身定制的区域定制和功能升级”。通过利用其功能,OEM可以针对多个层次和市场定制单个SKU。高通声称,这最终将帮助OEM节省在多个SKU上的专项投资成本。

高通的“车到云”平台还为OEM提供了一种灵活的方式来配置数据使用情况。Shrivastava解释说,例如,OEM可能无法向消费者收取OTA更新中的数据使用费。Shrivastava说,而车辆应该有不同的计费系统,同时以灵活的方式提供捆绑数据、服务和新用户体验的计划。

太微不足道、太晚?

车联网行业的人认为,高通进入这块拥挤的市场“太微不足道、太晚了”。Strategy Analytics汽车业务副总监Greg Basich指出,高通在管理车辆生命周期方面缺乏经验。高通还缺乏由不同芯片供应商提供并设计用于不同车辆的ECU方面的知识。在自己的车到云平台中支持高通自己的芯片是一回事。对于整个行业来说,把自己描述成一种真正的车到云解决方案供应商完全又是另一回事。Basich说:“高通的车到云服务必须与高通自己的芯片脱钩。”

Shrivastava也承认,未来高通平台需要支持其他芯片。但就目前而言,高通的使命是填补当前远程信息处理解决方案中发现的某些空白。Soft SKU对高通非常重要,因为所有主要的OEM都在努力使车辆“面向未来”。Shrivastava说,借助Soft SKU的能力(根据需要)在设备级别激活新功能,高通将为他们部署在车辆上的芯片增加“终身价值”。

鉴于车辆架构的复杂性,汽车行业不能简单地重新利用在手机领域通用的OTA更新技术。例如,手机行业的OTA技术无法更新诸如制动系统类的功能,因为它缺乏从各种ECU中提取必要delta的方法,而ECU的资源(内存和处理能力)受到严重限制。

尽管如此,Shrivastava坚持认为,高通了解如何在“生态系统”中“将不同的玩家聚集在一起”。高通希望在汽车生态系统中复制自己的成功,将网络运营商、内容提供者和软件开发人员聚集在一起。

大众-Aeris的合资企业

前不久,大众美国宣布与Aeris成立合资公司Ventic。

新的合资公司源于大众与Aeris的关系。大众发言人解释说,2017年,两家公司共同开发了“IoT平台”,以支持汽车的嵌入式网联模块。她补充说,合资公司的工作将包括“嵌入式网联模块的OTA更新”。

除此之外,大众和Aeris都拒绝详细说明Ventic的具体业务。

成立合资公司的想法似乎来自两家公司的最高管理层。该决定似乎与大众去年秋天宣布的一项重大组织变革有关,即“将硬件和软件设计业务全部纳入内部业务”。

Kanaya称,Aeris是一家“顶尖的软件公司”,在OEM中赢得了信誉。为了支持车到云,Aeris提供了一个移动套件,其中包括TCU和用于车联网、设备和移动应用程序的平台。Kanaya说,到目前为止,Aeris的车联网平台已经赢得了许多OEM的青睐。自2017年Aeris与三菱达成协议后,它一直在车联网平台上推出更多的设备和移动应用程序层。Aeris还为客户提供“与云无关”的解决方案。


正如上图所示,Aeris的框架在支持车辆新应用和服务方面看起来很全面,但Aeris的解决方案仍然集中在TCU上。

VSI Labs的创始人Phil Magney表示,大众-Aeris的合资公司“旨在创建一个统一的远程信息处理平台来支持当前和未来的车联网服务”。他补充到,但这仍不能支持“管理软件定义的车辆架构所需的迭代数据处理周期。

简而言之,它不是为整车OTA更新而构建的。

了解OEM的工作流程

当被问及为什么Aeris尚未冒险在各种ECU上启用OTA时,Kanaya表示当前的汽车架构尚不支持。整车OTA必须等待车辆更多ECU的整合,以及车载网络架构的升级。

Kanaya解释说,Aeris的专长在于对OEM工作流程的了解。如果OEM通过OTA为10万辆车增加新功能,该过程必须符合OEM的工作流程,包括数据库、通知、检测更新是否成功等。

当被问及Aeris的技术优势时,他指出:“我们有能力非常迅速地增加新的服务。”尽管终端用户通常会花费较长的响应时间来获取软件更新,有时甚至长达30秒到一分钟,他说:“我们将流程优化到了不到三秒。”

竞争格局

那么,Aeris在车联网的OTA领域中有哪些竞争对手呢?Kanaya说:“主要是那些正在开发专有OTA解决方案的OEM和Tier 1。”

这种围墙式的方法在汽车行业仍然盛行,似乎显得很过时。但现实是,正如Strategy Analytics的Basich所解释的那样,“即使技术是自由开放的,OEM也不愿使用其他OEM开发或使用的东西。”

OEM与技术供应商合作追求自己的OTA解决方案的例子不胜枚举。其中包括福特-Autonomic-AWS的合作伙伴关系,捷豹路虎-CloudCar。

黑莓、QNX和AWS在CES上宣布了一项新的合作关系。这项针对OEM的协议承诺提供“车辆服务、个性化、健康监控和ADAS”。

Wind River和Airbiquity去年宣布建立合作伙伴关系,承诺提供“一种适用于车联网和无人驾驶的软件生命周期管理解决方案,该解决方案涵盖了从车辆到云的整个过程”。根据该协议,Wind River将提供高度模块化的OTA和软件生命周期管理解决方案。Airbiquity提供“OTA编排、活动管理、软件和数据管理,以及基于Uptane的安全框架功能”。

3亿辆网联车辆

Strategy Analytics的Basich说,无论从任何角度来看,三星-哈曼都是最强大的。哈曼的远程车辆更新服务已被全球23个主要OEM所采用,目前管理着超过3,000万车辆。在哈曼看来,网联车辆已经存在了。预计未来五年,网联车辆的数量将增长到3亿。

从个性化的云内容到车辆中配置的新应用和服务,哈曼可以完成所有这一切。但哈曼是否涵盖了ECU的OTA更新?那似乎又是另一码事。目前这一代的车辆还无法做到。

数据管道

在Basich看来,整车OTA完全是另一回事。Excelfore和Aurora Labs是这一领域的主要公司。

Excelfore的Singer观察到,汽车行业中很少有人专注于开发一个连贯的数据管道,从云端服务器到车辆以及车到车内的设备。

OEM往往会投机取巧,为当前需求开发专有的解决方案。如果他们建立了数据管道,那么它将在每款新车的每种新型号中都有一个用途。

不过,Singer认为,汽车行业必须加快向整车更新和数据收集的方向发展。他指出,如果OEM认真考虑完善自动驾驶技术,他们必须能够不断地提取数据,即软件在现实世界中的性能。他说:“令我困扰的是,汽车行业大谈自动驾驶,但他们甚至还没有想出如何进行整车OTA,或从汽车中提取数据的方法。”

通用协议

此过程的第一步是为业界设计一种用于通过数据管道进行消息传递的通用协议。它必须允许服务器以相同的语言与每个客户端通信,同时让服务器探测车辆内是否存在某个ECU或传感器。必须进行该探测才能评估每个ECU处理OTA软件的能力。


整车OTA不像下载软件更新那样简单。在解释公司的使命时,Aurora Labs的CEO Zohar Fox曾提出以下问题:

如果新版本出现问题,当前的OTA解决方案可以回滚到之前的版本吗?他们是否可以避免重新发布之前的版本,而将它们再次写入闪存?

是否可以在不重启的情况下更新新功能?

该解决方案能否支持不同的汽车ECU:信息娱乐、安全性、动力总成、ADAS、底盘、车身和舒适性功能?更重要的是,它是否可以使用相同的技术来支持现在和未来此类的ECU?

OTA解决方案能否满足生产线的刷新时间和电源要求?在不考虑这些因素之前,ECU是否可以更新为最新的软件版本?

OTA解决方案是否要求车辆生态系统中的所有ECU供应商进行客户端集成?

所有这些问题对任何尝试进行整车OTA的人来说都仍然有意义。


主动分析部署在汽车ECU上的代码行的运行状况和性能至关重要(Sourc: Aurora Labs)

Excelfore通过建立客户端-服务器架构和创建一个抽象层来实现这一目标,该抽象层允许软件“代理”了解车辆中设备的特定特征。这使Excelfore可以将各OEM的OTA软件更新直接从公司的eSync云平台发送到不同的电子设备。

Aurora Labs的工作方式也类似。但不是通过创建软件代理,而是通过编译包含来自不同ECU代码的软件库来进行的,Basich解释说:“这是一种非常独特的方法。”

2018年初,Excelfore向eSync联盟提供了该公司的eSync技术。Singer说,联盟正在稳步发展。

至于eSync市场的部署,Singer说:“我们预计到2020年将有5家OEM在中国、日本和欧洲推出基于eSync的车辆。”

但在美国还没有。去年秋天,一汽宣布部署eSync平台。Singer自豪地表示,一汽的新车目前正在生产中,可以对车辆中来自24个不同供应商的33台设备进行OTA。

Basich得出结论,尽管整车OTA的推进速度似乎很慢,但最近推出的汽车处理器将很快实现下一代汽车架构。无论是恩智浦的新网关处理器,还是德州仪器的ADAS和网关处理器,这些芯片供应商都知道,他们必须要帮助OEM可以像特斯拉那样实现期待已久的整车OTA。

[参考文章]

Car to cloud: from apps to whole-car updates — Junko Yoshida
 
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