詳談整車 OTA:為何這項技術成了特斯拉的「武功絕學」?

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 15 日 8:30 | 分類 汽車科技 , 自駕車 , 軟體、系統 follow us in feedly

無論你是不是伊隆.馬斯克(Elon Musk)的信徒,有一件事你不得不承認特斯拉確實走在前面,那就是讓其他汽車廠商羨慕嫉妒恨的整車 OTA。



據了解,在其他所謂的聯網車型中,軟體升級僅限為向車輛的遠程訊息處理單元發送地圖、應用和中控系統的軟體升級包罷了。特斯拉則更為高級,它還能直接向相關 ECU 推送軟體修補程式,完成安全、可靠和其他功能性升級。

在全球範圍內,除了特斯拉,還沒有其他汽車廠商能掌握整車 OTA 這項「武功絕學」。

市場研究公司 IHS Markit 研究主管 Egil Juliussen 表示,對軟體稍有了解的人都知道,這世界上沒有所謂的「無 bug 軟體」。

單是這個原因,現代車輛就應該標配 OTA 功能,以便不斷修改軟體漏洞。對於方興未艾的「聯網車輛」來說,這種「矯正」功能更是相當關鍵,它是防禦駭客攻擊的「鋼鐵長城」,畢竟誰都不想見到《玩命關頭 8》中的「群車大暴走」場景在現實生活中上演,因此廠商對軟體漏洞的快速修補能力成了一項重要 KPI。

「特斯拉在汽車行業是個例外。它的系統架構在底層設計時就考慮到了 OTA 功能。」Juliussen 說。「大多數汽車廠商在研發時可沒有那麼奢侈,只能慢慢探索漸進式變革的方式」。

OTA 供應商越來越多,但是……

一級和二級供應商其實心裡很清楚,汽車廠商對 OTA 解決方案的需求是多麼強烈。而在手機行業打滾多年後,軟體開發商們對 OTA 升級已經駕輕就熟,現在它們正將這些經驗向汽車行業轉移,畢竟未來的聯網汽車就是「裝在車上的智慧手機」。

趨勢的轉變也讓這些 OTA 供應商成了當紅炸子雞,一級和二級供應商正花大錢爭奪。比如以下的購併:

  1. 2015 年年初,哈曼國際收購了以色列軟體管理技術公司 Red Bend,後者正是聯網裝置、OTA 軟體和韌體升級服務領域的專家。不過,後來哈曼國際又被三星收入囊中。
  2. 2016 年,當時還是英特爾子公司的 Wind River(風河) 也開始有所動作,它將 Arynga 的軟體產品線併入了自家汽車業務,而 Arynga 正是車載 OTA 升級方案的供應商,它在軟體(SOTA)和韌體(FOTA)OTA 領域是當之無愧的專家。
  3. 前不久 Wind River 透露,福特已經開始使用自家 OTA 技術。「Wind River 的 Edge Sync 技術能提供差異化的升級,它不但能將數據容量最小化,還能節省傳輸時間,降低升級車輛時的記憶體占用。」
  4. 去年,安波福收購了密西根新創公司 Movimento,安波福看中的正是這家公司的 OTA 平台。安波福的目的很明顯,它要幫助汽車廠商採集並分析汽車數據,以找到車輛缺陷,修補網路安全漏洞並加速自動駕駛技術的研發。
  5. 地圖巨頭 Here 也在 OTA 領域布下重兵,該公司宣稱自家的開源解決方案 OTA Connect 未來會整合進一家汽車製造商的後端伺服器。

此外,包括博世、Airbiquity 和 ATS(先進遠程訊息處理系統)等公司也正在 OTA 平台市場搶灘登陸。

了解車輛的網路拓樸

以上公司的大動作足以說明整個汽車行業對 OTA 的渴望。

不過,在 IHS Markit 資深分析師 Colin Bird-Martinez 看來,大多數的所謂 OTA 其實還是在向遠程訊息處理單元發送軟體升級包罷了,除了特斯拉,沒有汽車廠商能解決 ECU 軟體升級的問題,因此也就沒有 OTA 調整氣囊、煞車、動力系統和車身控制等下文了。

雖然每家公司都找了一大批智慧手機行業的技術專家,但現實更加殘酷,因為聯網車輛的 OTA 與智慧手機 OTA 完全是兩碼事。

「要想從雲端將數據拖進車輛 ECU,你需要兩大技能:一是對計算硬體的深度了解,二是熟悉各種類型的車載網路通訊拓樸。」Bird-Martinez 表示。

確實,想直接將軟體修補程式推送給 ECU,OTA 供應商就必須熟悉車輛內的每一個硬體單元。

「ECU 是不是都裝兩個記憶體?否則軟體升級時,老的程式存在哪?」Bird-Martinez 反問。「但兩個記憶體又需要更多空間」,雖然升級推送的數據是壓縮的,但 OTA 供應商還是得考慮,接收推送的 ECU 記憶體上是否有足夠的淨空高度。

麻煩還不只這麼多。

Bird-Martinez 就指出,不同的 ECU 連接著不同類型的車載通訊網路,如控制器區域網路(CAN)、行車記錄器、本地網路(LIN)、媒體化系統傳輸(MOST)和以太網等。OTA 平台供應商需要了解這些通訊網路的細微差別,才能高效的完成軟體升級。

聽說過 Excelfore 嗎?

接下來,我們來詳細講講 Excelfore。

雖然 Excelfore 沒什麼名氣,但坐落於加州弗雷蒙特的這家公司,深耕車載網路協議堆疊已經有十年了。只要你了解一些相關知識,馬上就會對 Excelfore 肅然起敬,它能為理解車載網路複雜性提供重要的技術指導。

最近,Excelfore 也開發了自己的 OTA 平台,並取名為 eSync。

這個平台誕生的目標是幫助汽車廠商將雲端的軟體升級包發送給車載感測器或 ECU。Excelfore 公司市場行銷主管 Mark Singer 表示:「我們的專長已經突破車輛的限制,發展到了雲端。」

眼下,Excelfore 的 eSync 已經拉來了 4 位客戶,其中有 3 位是「主流汽車廠商」,另一位則是「汽車新創公司」,這些客戶都正在努力將 eSync 完全整合進自家車輛。

Jinger 還強調稱,這 4 位神祕客戶可沒有拿 eSync 當試驗品,它們要把這套系統部署在量產車型上。有了 eSync,廠商就能將軟體升級推送給車內的 5-10 個電子裝置,但「並非所有 ECU 都能享受這個待遇」。

API 扮演了什麼角色?

Excelfore 的 OTA 平台核心技術是「伺服器─顧客─代理」架構和它們開發的 API。

▲ eSync 的工作原理。

架構中的抽象層讓「代理」(其實本質上就是一部分代碼)能了解車載終端設備的具體特性並學會與其交流。這個終端設備可能是安全氣囊,也可能是鏡頭、光學雷達或車身姿態控制單元。由於「代理」能提供一個抽象層,因此不同的終端設備能呈現完全一致的介面。

此外,「顧客」功能則是 OTA 的大腦。它會質詢「伺服器」並在安全連​​接到「伺服器」的同時辨識車輛。

開源 eSync

今年早些時候,Excelfore 決定開源 eSync 並創立開放貿易協會──eSync 聯盟。

為什麼搞了這樣一個貿易協會?

Singer 表示:「其實業內的想法很矛盾。一方面市場上有許多 OTA 新創公司,它們還遭到了一級和二級供應商的哄搶。另一方面,卻沒有哪家汽車巨頭選中了一個 OTA 平台。如果市場上的 OTA 解決方案只能滿足部分軟體的升級,它們肯定不想在 OTA 後端基礎設施上投錢,並且背上未來 15-20 年支援伺服器的包袱。」

「通訊鏈價值的衡量標準在於,它能連接裝置的數量。我們將 OTA 看作數據管道,它的價值則在於能通訊設備(如 ECU 和感測器等)的數量。」Singer 表示。

鑑於沒人需要 30 種不同的管道設施,Singer 認為,「我們希望 eSync 聯盟能推動行業標準介面的建立,而它也會成為標準的一部分」。

沒有什麼利益衝突嗎?

不過,Excelfore 和 eSync 聯盟關係如何呢?聯盟是不是能給 Excelfore 帶來不公平的競爭優勢?

eSync 聯盟執行董事 Rick Kreifeldt 表示:「Excelfore 是 eSync 聯盟董事會的成員和原始技術的提供者。鑑於我們已經將 API 開放給了開發者,Excelfore 也成了 eSync 技術的提供者。」簡言之,eSync 聯盟想成為 ECU 公司、OTA 平台供應商和一級供應商展示自己的平台,同時它還要幫整個汽車行業解決各種 API 問題。

一旦 API 的問題得到解決,「汽車上就能藉助 Excelfore 或另一家供應商甚至自行開發符合 eSync 聯盟標準的解決方案。由於技術已經是模組化的,因此汽車廠商甚至可以將不同供應商的方案整合在一起。」

「如果做氣囊的廠商想自行開發符合 eSync 聯盟標準的代理軟體,我們不會阻攔。當然,它們也能直接從第三方開發者手裡買軟體,或者請 Excelfore 代勞。」Singer 解釋。

Singer 還自信地表示,原本是 Excelfore 直接競爭對手的 5、6 個 OTA 供應商現在都找上門來,要加入 eSync 聯盟。對貿易協會來說,想推廣一套標準就必須準備一個夠大的「帳篷」,以容納所有感興趣的合作夥伴。

▲ eSync 聯盟的胃口可大著呢。

為什麼 OTA 如此重要?

在 Kreifeldt 看來,「OTA 必須應用到整車等級,」這也是整個汽車行業的當務之急。自動駕駛汽車確實能救人性命,但如果軟體 bug 沒有特效藥,恐怕各種車輛召回還是會讓人頭疼。

在接受採訪時,Kreifeldt 還列出了近些年來多個因軟體 bug 造成車輛召回的案例。比如:

  1. 2016 年日產因為氣囊系統乘客檢測故障召回旗下 320 萬輛汽車。
  2. 2016 年通用因為氣囊系統無故進入診斷模式召回旗下 360 萬輛汽車。
  3. 2017 年道奇因為氣囊感測器問題召回旗下 125 萬輛汽車。

Stout Research 的統計數據顯示,車輛售出 3 年後的維修比率高達 70%,意味著每過一年路上就會新增 240 萬輛氣囊系統出問題的車輛。

更可怕的是,許多用戶即使收到召回訊息,也懶得到經銷商那裡維修。舉例來說:

  1. 2018 年通用因轉向軟體出錯召回了 100 多萬輛,但明年夏天恐怕依然有 60 萬輛車帶著問題在路上奔跑。
  2. 2018 年本田因為後視鏡頭問題召回了 23.2 萬輛車,但明年「帶病」工作的車恐怕還得有 13.9 萬輛。

想像一下,如果有了整車 OTA,大量車主就不用帶著隱憂上路了。遇到基於軟體的召回時,它不但能節省車主時間,還能幫汽車廠商省錢。

IHS Markit 的 Juliussen 指出,對許多汽車廠商來說,吸引它們擁抱 OTA 平台的最重要原因就是「節省成本」。當然,應對網路安全也是 OTA 平台存在的重要意義。

Juliussen 認為,真正能對汽車廠商產生全方位吸引力的其實是「功能性 OTA」。汽車製造商能透過軟體升級為車輛增加功能。

Kreifeldt 指出,如果搭載了雙向 OTA 平台,車輛就能將車載系統和零組件的診斷與操作數據會傳到雲端,以便汽車廠商將車輛問題及時解決。

眼下,負責特斯拉電動車與雲端交流的是 Red Bend 的 OTA 平台。不過,在向車輛推動軟體升級時,特斯拉還是會依靠自主研發的 API。

對 OTA 供應商來說,標準 API 對 OTA 升級的好處顯而易見。

「許多 OTA 供應商現在只有一兩個客戶,大家都在搶奪專利,這對業務的擴張可沒什麼用處。」Juliussen 說。即使是像福特和通用這樣的汽車巨頭也會對標準化 API 興趣十足,畢竟它能大幅拉低 OTA 解決方案的價格。

對於規模較小的汽車廠商來說,標準化 API 也能讓廠商做選擇(自研還是外購)時輕鬆不少。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:shutterstock)

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