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(yùn)動(dòng)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(jìn)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(shì)的演進(jìn)，分布式控制體現(xiàn)在計(jì)算的分布式和供電的集中式、集中式控制則體現(xiàn)在計(jì)算的集中式和供電的分布式。同時(shí)隨著智能網(wǎng)聯(lián)和車云計(jì)算功能的引入，車輛功能也逐步從車內(nèi)實(shí)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(shí)現(xiàn)提供了必要的土壤，正如空氣和水對(duì)于人類生存必不可少。

圖1 BOSCH公司對(duì)E/E架構(gòu)發(fā)展的總結(jié)和預(yù)測(cè)[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(shí)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(zhǎng)，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(jí)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(jí)示意圖[2]

在特斯拉的示范引領(lǐng)下，OTA成為當(dāng)下汽車產(chǎn)品的一大亮點(diǎn)，“無OTA不智能”正在深入人心，全車OTA升級(jí)成為“先進(jìn)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(jìn)化成集智慧和運(yùn)動(dòng)于一身的“貼心朋友”提供了有力的技術(shù)支撐，在汽車運(yùn)行的全生命周期中整車廠都可以與車輛進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，進(jìn)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(gè)性化的服務(wù)。

正因如此，有觀點(diǎn)認(rèn)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(yuǎn)程升級(jí)功能將成為汽車出廠時(shí)的標(biāo)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(jìn)制數(shù)據(jù)的搬運(yùn)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(zhǔn)穩(wěn)好”。

▲快：升級(jí)速度快，能在較短的時(shí)間內(nèi)完成人機(jī)交互、升級(jí)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(duì)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(shí)間，將升級(jí)過程對(duì)用戶駕駛和用車的影響降到最低。

▲準(zhǔn)：數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)，指令和數(shù)據(jù)無差錯(cuò)的進(jìn)行端到端傳輸或者有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)校驗(yàn)糾錯(cuò)機(jī)制。這是升級(jí)成功和有效的必要條件，否則無效的升級(jí)數(shù)據(jù)可能引起目標(biāo)ECU功能失效或異常，甚至失去重編程能力。

▲穩(wěn)：升級(jí)過程穩(wěn)，能在不同的“工況”下穩(wěn)定的執(zhí)行遠(yuǎn)程升級(jí)的各個(gè)過程。通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳?jí)流程和科學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高保證大批量、多頻次遠(yuǎn)程升級(jí)時(shí)仍然能夠維持較為理想的升級(jí)成功率。

▲好：用戶體驗(yàn)好、安全性能好。升級(jí)過程中人機(jī)交互以人為本、簡(jiǎn)明易用、操作友好，確保用戶對(duì)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(rèn)證、數(shù)據(jù)加密/編碼、入侵檢測(cè)等技術(shù)進(jìn)行安全加固或安全處理，確保升級(jí)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(jì)看OTA測(cè)試

設(shè)計(jì)、開發(fā)和測(cè)試構(gòu)成支撐產(chǎn)品質(zhì)量的三駕馬車，這三項(xiàng)活動(dòng)不僅獨(dú)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(shí)代，智能汽車被形象的比喻為“輪子上的智能手機(jī)”，智能汽車和智能手機(jī)不管是設(shè)計(jì)理念還是使用體驗(yàn)上都越來越接近，兩者在測(cè)試上的理念、方法甚至工具上的借鑒性越來越強(qiáng)。具體到OTA測(cè)試同樣如此，比如智能手機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的升級(jí)安全測(cè)試、升級(jí)交互測(cè)試的方法和工具都可以為汽車OTA測(cè)試提供啟發(fā)或支持。

圖5輪子上的智能手機(jī)

那么是不是說將來的汽車OTA測(cè)試就可以照搬智能手機(jī)OTA測(cè)試來進(jìn)行呢？當(dāng)然不是。汽車和手機(jī)在人機(jī)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(jī)解決方案一樣做到“all in one”這么高的集成度也有待時(shí)間和實(shí)踐的檢驗(yàn)。在測(cè)試過程中同樣需要著眼于兩者在設(shè)計(jì)上的“相通”和“不同”，從理論和實(shí)施上做到“取其精華，求同存異”，從而為汽車OTA“快準(zhǔn)穩(wěn)好”特性的驗(yàn)證設(shè)計(jì)出科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試方案。

圖6典型智能手機(jī)原理框圖[4]

圖7目前常見電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)型[5]

回歸當(dāng)下，汽車行業(yè)百家爭(zhēng)鳴。各個(gè)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(jìn)化目標(biāo)尚需拭目以待）。電子電氣架構(gòu)決定了OTA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，OTA系統(tǒng)實(shí)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(jìn)而影響測(cè)試策略制定、測(cè)試分析、需求Review、開發(fā)設(shè)計(jì)Review、測(cè)試設(shè)計(jì)、測(cè)試設(shè)計(jì)Review、測(cè)試執(zhí)行等測(cè)試活動(dòng)的方方面面。

圖8測(cè)試總體框架[6]

如何根據(jù)具體的OTA系統(tǒng)實(shí)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(jì)vs服務(wù)化設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)的OTA測(cè)試方案？讓我們帶著這個(gè)問題一起開啟OTA測(cè)試專欄，后續(xù)相關(guān)文章將結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景由淺入深地進(jìn)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(cè)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(cè)試“等新興領(lǐng)域，均有豐富的知識(shí)儲(chǔ)備和測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，提供完整的測(cè)試解決方案及基于OEM標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試認(rèn)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(jì)指南

[5]軟件定義汽車5-中央計(jì)算單元架構(gòu)

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