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吃瓜群众问:机哥都21世纪了,手机都能随时随地更新APP或者操作系统,为什么还在讨论汽车整车OTA的事情呢?
机哥:额,这个问题说来话长,那我就长话短说,尽量说的简短有趣一些。
什么是汽车OTA
首先,要弄清楚什么是OTA,我们先来看看各位吃瓜群众的理解
群众A:机哥,机哥,这个我清楚,无非就是升级打补丁嘛,形象一些,就是衣服穿的破烂了,需要打一个好看的补丁。
曾经机哥在上初中的时候,为了衣服显得酷一些,在好的衣服上也弄一个超酷补丁,现在也有一些车企也在这么做,为了显示自己能OTA,本来没有必要的升级,非得弄的高大上,所谓让用户更有粘稠度。
群众B:机哥,汽车OTA太吓人了,动不动就整“趴火”,这个不太安全吧。在19年1月30日,蔚来ES8在长安街出糗的这条朋友圈截图,火遍了圈里圈外。
机哥回复:也许很多朋友会觉得整车OTA不安全,机哥要在这里郑重的强调一下,对,你的感觉没有错,目前整车OTA确实不太成熟。不过上次那个事件和OTA运营有一定的关系,这个驾驶员,确实有魄力,在长安街这种稍作停留都会引来警察的敏感位置敢于停车后挂P挡,且在不详细阅读提示的情况下进入ES8的整车OTA(记住整车OTA这个词,后面很关键)升级,结果尴尬的被堵在车里一个小时。
群众C:机哥、机哥,OTA我知道哇,这个是好家伙,自从购买了特斯拉以后,隔三差五的升级新功能,解锁新姿势,感觉天天都开新车。
机哥:土豪,我们交一个朋友吧,OTA运营好,确实是主机厂发家致富的一条好道路,正所谓要致富,先修路。
特斯拉官方针对Model3长续航全轮驱动版车型推出了加速提升包服务。这套升级包售价为1.41万元,升级后车辆百公里加速能力可以从从4.6秒提升到4.1秒。车主只需通过OTA升级功能,就可完成升级包的安装升级。此套加速提升包是通过释放Model3长续航全轮驱动版双电机的冗余性能。
不要小看这0.5s,如果是传统汽车,就需要3-4年才能实现,因为要修改硬件参数,要重新设计一款新车,改变发动机相关性能参数,整个车的性能在设计之前就确定了。通过OTA升级,所以特斯拉一辆车让你随时都感觉在开新车的惊喜,竞争力大大提升。
说了这么多,到底OTA是什么,是补丁,是惊喜,是增加新体验,到底是什么呢?为什么有的厂家宣传的是FOTA,有的宣传的是SOTA,有的又说OTA,几个名词有什么区别。
名词解释
从手机到汽车嘛,大家也都知道个大概。解释几个名词吧:
OTA,OverTheAir/空中下载,所谓“空中”指的是远程无线方式,指通过移动通信(GSM或CDMA)的空中接口对SIM卡数据及应用进行远程管理,OTA技术可以理解为一种远程无线升级技术。
我们先来看看软件的一个架构,其实可以分为驱动层、系统层、应用层、不同的层级的内容是不同的,而且对于硬件的影响是不同的,就好比你手机上升级失败腾讯视频,不会影响到其他APP功能的正常使用,但是如果你升级整个手机OS软件版本,如果升级不成功,那么就极容易变砖头了,此时需要拿到手机售后维修店进行强制修复。
FOTA说的更容易理解点就是对驱动的升级和对系统的升级。FOTA的升级是涉及硬件的,如果刷写失败,硬件就会变砖。所以,FOTA在技术上还是有一定难度的。汽车上有很多的控制器,车辆在什么状态下进行刷写,如何确保刷写过程稳定,安全,这些实现上的难点都是要考虑的。行业里常规所说的整车升级,就是基于FOTA技术的。原则上,车上任何一个控制器都是可以升级的,但为什么现在很多车还有做到这一点,主要是考虑到稳定性。毕竟,升级生成砖这种事情连苹果都不敢说%的避免,更何况一辆更为复杂的汽车产品。
SOTA,SoftwareOverTheAir/软件空中升级,偏向于应用软件升级。SOTA是在操作系统的基础上对应用程序进行升级,整个过程相当于我们在电脑上对一个程序进行了升级,特别指出只是程序的升级,WINDOWS系统更新打补丁的技术都比SOTA要难。市面上的安卓车机,如果想要对APP进行升级,只要找几个开发和测试就能干完,几乎没有技术壁垒。也许有人问,既然实现起来很简单,也没有什么技术含量,那为什么很多车上都没有呢。最主要的原因是,创建了一个应用市场,关键的点在于应用从哪来。即便是现在也是这样,在导航车机上能使用的互联网应用还是很少,即便是放的最开的后装车机,也没有超过上百个应用。
事实上FOTA与SOTA界限比较模糊,Windows操作系统升级、手机升级、嵌入式系统、单片机控制程序等都的远程升级可以笼统地称为FOTA;转移到汽车电子这块,为了方便讨论,我们将HU中的APP更新称为SOTA,将其他ECU的更新甚至于所有更新统称为OTA。
群众C:机哥,你这个解释完,我还是没有看懂怎么办?
机哥:我靠,逼着我出大招了,那我用通俗易懂的方式再解释一遍。
看到上面这个装修图片了吧,类似于装修,FOTA是对驱动和系统升级,这个驱动底层就是你好比你家的涂墙的油漆,布置的走线,地砖的选择、装修的风格,这些都是属于底层驱动。
你家的沙发、餐桌这些都要和家里的这些进行搭配恰当,这个就相当于APP应用软件。
比如哪天你觉得不喜欢这个沙发的样式了,想换一个沙发就行了,这个更换就比较容易,所以SOTA升级是比较简单的,更换一个沙发,如果沙发没有买来的情况下是不允许餐桌的正常使用的。
要是不喜欢这个地砖了,那就比较麻烦,需要把这些拆了重新来,此时你家餐桌、沙发都需要搬离出去,不用使用,只有等地砖翻新完后再搬进来使用,所以FOTA是比较困难的,而且如果你装修期间遇到事情,停下来不装修地砖了,此时整个家里是没有办法使用的,所以FOTA升级失败的话,整个器件相关的APP是不能使用的,风险度会比较高。
汽车厂家为什么热衷于研究OTA
1、软件定义汽车已经形成共识---软件有bug风险也是趋势
全球最大的汽车制造商大众宣布,组建自己的软件部门:数字汽车与服务部(DigitalCarService),大众CEO迪思在今年的达沃斯世界经济论坛上表示:“在不远的将来,汽车将成为一个软件产品,大众也将会成为一家软件驱动公司”。在汽车行业向出行服务和智能化转型的大趋势下,新的智能功能和服务需求几乎每个月都需要更新,大众的组织变革表明软件定义汽车已经成为业界共识。
计算集中化:服务导向的系统构架(SOA)将成为主流,为软件提供高性能实时计算平台,在这样一个大的理念下,计算集中化将催生真正的汽车大脑:超级中央计算机。目前各个玩家对这个概念的叫法五花八门,包括车载计算平台、主机(Host)以及服务器(Server)等,但本质都一样。
为了满足ASIL-D功能安全的要求,一台汽车通常需要有两台相同的主机互为备份,目前领先的Tier1如安波福、大陆等都使用这样的理念。
伴随着计算集中化,产生了一个新的概念:区控制(zonecontrol),与目前流行的域控制器概念不同的是,区控制模块没有高级功能决策权,而是完成执行器、传感器、诊断以及传统I/O的连接汇总,类似于PC中的南北桥。
拿*事打个比方,域概念就像是按照职能划分海陆空三*(电源域、底盘域、娱乐域、安全域),并且有独立的作战权,但不能彼此共享资源,而区概念则是按照战区进行组织划分,与中央计算机形成了联合作战司令部+战区的概念,协同性和执行效率将得到质的飞跃。
在这样的构架下,决策通常都是由中央计算机来发出,但是也有例外,比如AEB紧急制动的功能,是最重要的ADAS功能,一旦前向智能传感器发现前方有障碍而且即将发生碰撞,可以不经中央计算机决策指令,直接启动执行机构进行刹车,或者在两台中央计算机都出现故障的时候接管刹车执行器,从而提供更高的安全冗余。
如果我们对照人的决策机制,会发现有高度类似的情况:假如我们在野外突然碰到一头老虎,身体的第一反应是僵住不动,这个决策并不是来自大脑的高级理性系统(即皮质),而是来自非常原始的大脑边缘系统(哺乳动物都有),它在紧急情况下会切断大脑对躯干的控制,自动接管以保证能够在瞬间完成必须的生存反应。手碰到烫的东西立马缩回去也是一样的决策机制,这样的例子不胜枚举。
在未来,OEM交付的汽车将不是一个功能固化的产品,而是一个持续进化的机器人,在汽车整个生命周期内,硬件平台需要持续支持软件迭代升级,这意味着,我们必须打造一个开放的、工具链完善的、拥有强大算力保障的计算平台,提供高达0TOPS的算力,为各种软件功能提供充足的算力储备。
软件定义汽车的其核心思想是:决定未来汽车的是以人工智能为核心的软件技术,而不再是汽车的马力大小、是否真皮座椅、机械性能好坏。
高端汽车控制器节点80~,整车代码量已经突破1亿行。而汽车行业80%~90%的创新基于电子,离不开软件的支撑,还在不断发展。
不断攀升的代码量即使按照CMMI(capabilitymaturityModelintegration,能力成熟度集成模型)5级的最高软件标准进行控制,代码缺陷率仍为0.32‰,潜在问题的规模不容小觑;OTA可有效解决软件故障,通过应急响应降低开发周期短带来的软件风险问题,以及完成对信息安全漏洞的修复;
2、汽车由于软件质量导致的召回成本巨大
整车OTA应该成为汽车产业优先解决的问题。自动驾驶汽车可能确实对降低交通事故伤亡率有帮助,但假设没有靠谱的修补软件漏洞的方法,到时候一旦面临大规模召回,消费者的不满情绪对品牌而言是最大的灾难。
我们细数下近些年发生的因软件问题而导致的汽车召回事件:
1.年,日产召回了万因气囊系统问题无法识别乘客的车辆;
2.年,通用召回了万气囊系统自动进入诊断模式的车辆;
3.年,道奇召回了万辆安全气囊传感器故障的车型;
更严重的是,很多消费者在知晓车企发布的召回通知后,继续放任软件故障存在。根据调研机构StoutResearch发布的数据,购买5年内的车辆在召回通知发布后的九个月内,维修率只有40%。例如,年通用宣布因方向盘软件故障召回万辆车型,到现在约有60万台未得到修复的车辆仍行驶在道路上。
汽车厂家召回一辆车,需要车主把车开到4S店,有的需要下发优盘进行升级,而且需要人工去操作,整体费用算上一辆车的召回费用基本上是-元,如果是重要器件费用会更贵,(比如什么机油漏油处理,需要把整个发动机抬起来,整个汽车拆卸的费用会更贵),召回W车的费用就是5-8亿RMB,如果仅仅是通过软件升级的话,这笔钱是非常可观的。
如果车企的整车OTA技术能够就位的话,对付这些bug就变得易如反掌。而且OTA升级不光能让产品的电子系统保持最新,一旦出现因软件故障导致的召回,可以节省大量的时间和金钱成本。
3、OTA能够给车企带来的好处
对很多车企而言,OTA技术上车的主要动力是出于成本节约的考虑。网络安全则是OTA必须成为互联汽车标配的另一个重要原因。
而OTA升级对主机厂真正具有吸引力的地方在于它能够实现车辆重要功能的常用常新。通过OTA,汽车制造商通过软件升级的方式可以在产品售出后通过增加功能的方式继续获得收入。这也是为什么Musk认为未来搭载了FSD的特斯拉车型会变成一件持续升值的产品。
此外,在搭载了一套双向通信的OTA平台后,车辆能够将车端系统和零部件的诊断及运行信息及时传输至云服务器,这也有利于主机厂对某些潜在隐患进行预防性监测,做到将风险提前扼杀在摇篮里。
快速修复系统缺陷
传统汽车在用户行驶验证中出现了系统方面的缺陷,而这些问题的解决办法只有一个,汽车厂家启动召回程序,在用户收到召回程序后返厂进行系统的统一升级。而OTA技术则可以通过远程快速的通过数据包的形式完成缺陷的修复,大大避免了持续数月的进厂召回带来的风险。
快速迭代、提升产品和使用体验
由于在产品设计中的硬件的超前配备,智联网汽车操作系统可以通过一次次OTA升级,不断给车主逐步开启新功能,优化产品体验,进行快速迭代,提供更加优质的系统服务。真正让车主感受到什么是“常开常新”。
进行界面优化更新,提升人机交互体验。汽车连接互联网,改变了过去销售是研发过程结束的汽车销售模式,使销售成为厂商与客户互动的开始,因此会带来投诉率高的风险。而是用界面和内容的更新可以从一定程度上降低投诉率。
节约双方的时间和金钱
传统的召回是需要走内部及外部审批的过程,时间和金钱的成本都非常高,通过OTA升级的形式,可以大大降低由于软件缺陷带来的召回成本,把这个钱省下来给大家研发新产品不好么?
汽车整车OTA升级为什么困难重重
1、传统汽车电子的架构介绍
ECU电子控制单元
ECU(ElectronicControlUnit)是电子控制单元,也称“行车电脑”是汽车专用微机控制器。一般ECU由CPU、存储器(ROM、RAM)输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。
最开始ECU是用于控制发动机工作,后来随着车辆的电子化发展,ECU逐渐占领了整个汽车,从防抱死制动系统、4轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统,到现在逐渐延伸到了车身各类安全、网络、娱乐、传感控制系统等。
随着车子电子化程度越来越高,尤其是自动驾驶、主动安全等功能的增加,车子的ECU会急速增加。年,奥迪A8上使用了5个ECU,到了年,奥迪A8上使用的ECU数量超过了个。
汽车EE架构中存在着数十到上百数量的功能ECU,这些功能ECU由不同的供应商提供,不存在统一的中央代码仓库,其中运行着各种不同的操作系统及应用软件,以至于整车代码行数规模达到上亿级。过去分散的功能架构使得汽车不像现代手机一样有中央大脑处理器集中处理软件逻辑。在分散的EE架构中做整车OTA,就好比把30个人的脚绑在一起大家同时往前迈一步一样,这个协调难度比起只有2~3个人做这件事情困难很多。
传统软件应用开发,功能代码耦合,程序整体打包,修改部分逻辑,需整体重新编译跨控制器功能分散,所有相关控制器都需要更新软件。
如果我要更新一个ABS,那关联的BCM、仪表、网关都要改,而且都分属于不同的供应商,代码也是别人写的。从这一点也应证传统车企被供应商绑架了。这个属于牵一发而动全身,比较麻烦。
2、目前电子架构下,整车OTA时间非常长
人们都是利用自己熟悉的事物去思考和理解新事物的,讲到升级大部分人对升级的理解是手机上APP的升级,手机系统的升级,windows系统的更新等这些熟悉的事物,觉得升级是一件相对比较容易的事情。汽车软件升级要比手机和电脑升级所消耗的时间长,主要的原因是:
汽车内部通讯网络的传输速度较慢。手机和电脑内部的数据传输是非常快的,为了保证数据传输的速度,内部总线的条数和传输频率都是很高的。汽车则大不相同,汽车内现在主流的还是采取CAN网络,理论上高速CAN的传输速率是1M/s,低速CAN的传输速率是K/S,这些都是理论上,实际的传输速度要远低于这个速度,如果我们将一个M的文件从一个零件传输到另外一个零件,消耗的时间本身就比较长。可能有人会问,为啥汽车里不能用网线呢。现在是有的,但关键就是成本啊。
汽车内部各控制器的刷写需要时间。汽车内部各个控制器是有安全防护的,不是谁给我发刷写指令我就认的,首先要通过控制器的安全认证,然后将文件传输给控制器,控制器再重启完成刷写。如果中间出了错误,刷写不成功,还需要重试。这个过程类似于我们给电脑的硬件升级驱动程序,整个过程需要较长的时间。如果是遇到那种运算能力和存储空间小的控制器,需要将数据按照一定的格式慢慢的写进控制器里去。那消耗的时间就更多的。
基于以上两点,整车软件OTA的耗时会是小时来计算,升级的控制器越多,升级的时间也就越长。所以,各位车主如果想要给自己的爱车进行软件升级,最好是选择一个网络条件好,停车方便的地方,同时还得