近几十年来，软件在汽车工业中的重要性日益提高，其主导地位不断凸显，汽车OEM厂商不可避免地越来越依赖软件空中升级（OTA，over-the-air）。
汽车软件具有许多独特之处——有好的，也有不好的。
图1：软件在汽车中的重要性日益提高，汽车OEM厂商越来越依赖软件空中升级。
其最大的优势是制造成本低，因为只需支付特许权使用费。它的一个缺点是软件复杂，开发成本很高，最大的缺点是所有复杂软件都存在软件错误，在软件部署到现场产品之后，仍需要进行修复。即使在开发阶段进行了广泛的软件测试，复杂的程序中可能仍存在未发现的缺陷，汽车软件寿命通常长达15年，在这期间一直需要对这些缺陷进行修复。
因此，拥有复杂软件产品的行业都开始使用软件空中升级来降低成本和/或改善软件功能。PC行业使用OTA已有20多年，智能手机行业也已经使用了10多年。汽车行业紧随其后，开始体验远程软件升级的各种好处。
表1列出了软件空中升级在汽车行业的主要优势，总结了OTA对于不同参与者和用户的价值。
对OTA软件供应商而言，向汽车制造商提供产品显然会带来收益。其收益分为几个部分：针对每种汽车型号量身定制软件的费用、每辆汽车的软件使用费、OTA软件维护费用，以及网络安全和OTA数据分析等其他费用。OTA软件供应商可以通过一级供应商提供产品，也可能一级供应商本身就是OTA供应商。
表1：汽车软件OTA的价值。（数据来源：Egil Juliussen）
汽车OEM最初只是将通过OTA提供软件的方式视为一种节省成本的技术，可以在召回事件和汽车制造阶段使用。以更低的成本向客户发送通知也具有潜在的价值。而且，通过OTA升级软件比通过经销商要快很多，其另一个好处就是节省时间。通过OTA升级软件还可以完成功能升级，因此未来可能还有更多收益机会。不过，只有一小部分车主愿意为这种改进付费。
对车主而言，OTA的价值在于不用跑到经销商店里去进行软件升级，从而节省时间和成本。当然，更快地修复软件也有价值，尤其是在修复安全功能的情况下。
最后，整个社会都将从软件空中升级中获益。截至目前，经销商软件升级的完成率约为70％，这意味着道路上行驶着数百万辆尚未进行必要软件升级的不安全汽车，而OTA软件升级会具有更高的完成率——可能超过95％。
OTA软件升级正处于发展的顶峰，并且未来五年内将迅速增长。IHS Markitt通过一个数据库来跟踪OEM及各种型号汽车的OTA状态。其数据显示，2020年售出的车辆中有30％具有OTA功能。到2025年，具有OTA功能的汽车将占全球销量的79％。
表2罗列了提供OTA功能的主要供应商，同时总结了每家公司的战略。值得注意的是这些公司进行了哪些OTA收购。未来可能会发生更多收购。
表2：提供汽车OTA功能的主要厂商。（数据来源：Egil Juliussen）
Harman显然是该领域的领导者，它于2015年收购了Redbend——当时智能手机OTA的领先厂商，在新兴的汽车OTA领域也占有重要席位。Harman2015年还收购了拥有OTA和强大云功能的Symphony Teleca。Harman已将这些功能应用到其扩展型OTA服务（包含OTA客户端和基于云的SaaS平台）中。Harman在OTA领域的地位无可争议，其他参与者正采用各种策略与之竞争。
QNX是汽车操作系统的领先供应商，成功地为使用QNX操作系统的OEM提供了OTA解决方案。BlackBerry则提供一个成功部署了应用于汽车行业的扩展型OTA的物联网平台。QNX是汽车行业领先的实时操作系统，具有较高的安全等级，可在所有的汽车ECU中使用。
Wind River是英特尔的子公司，收购Arynga后开始进入OTA领域，其OTA平台为Edge Sync。Arynga是一家OTA初创公司，具有丰富的电信OTA经验。Arynga的OTA技术支持热插拔，可以在不停止系统的情况下升级软件。
Wind River公司还为汽车应用提供多种操作系统，例如VxWorks、Wind River Linux、AUTOSAR Adaptive及其Helix虚拟化平台。
Airbiquity一直专注于为汽车行业提供连网服务，例如用于软件升级和软件生命周期管理的OTAmatic平台。OTAmatic是针对汽车行业开发的多ECU OTA解决方案和数据管理平台。AWS和Microsoft Azure都提供OTAmatic云平台，也可以通过汽车OEM的服务器对其进行管理。
Toyota和Denso在2019年向Airbiquity投资了1500万美元，他们将在OTA和软件管理方面进行合作。Wind River和Airbiquity宣布将合作开发应用于汽车行业的灵活的开放式OTA解决方案。
Excelfore公司开发了eSync OTA Pipeline软件升级平台，可应用于各种边缘设备，但主要专注于汽车行业。eSync平台提供扩展型云服务和汽车中的OTA软件客户端。eSync客户端还可以提供诊断及相关数据，用于车队分析与管理。eSync OTA Pipeline可通过Microsoft Azure提供。
Excelfore建立了eSync联盟，以保证具有OTA功能的设备互相兼容。eSync联盟目前有11位成员，包括Alps/Alpine、DSA、Excelfore、Faurecia、Hella、Mobica、Molex和ZF等。
许多汽车OEM和一级供应商都在使用eSync OTA平台，信息娱乐系统供应商也利用eSync产品进行OTA升级。
Aurora Labs是一家OTA软件初创公司，成立于2016年，拥有3400万美元的风险投资。该公司目前已开发出好几项创新的OTA技术，包括一项专利组合。Aurora Labs将其产品定位为：适合未来网联汽车的“自我修复”软件解决方案。
Aurora Lab的Line-of-Code Behavior技术为OTA和软件管理解决方案奠定了基础。这项技术利用机器学习算法，覆盖汽车从开发或创建到软件使用的所有软件阶段。这项技术的用途远不止空中软件升级，还可用于开发错误更少、更可靠的代码。
Aurora Lab的OTA功能实际上在软件开发过程中就内置进去了，因此，在通常15年的软件使用阶段，管理空中软件升级更容易且更划算。这种策略与其他OTA供应商的技术截然不同，其他供应商提供的是售后软件升级解决方案，其OTA解决方案是在软件开发完成后提供的。
它的缺点是部署OTA解决方案需要很长时间，因为Line-of-Code Behavior技术必须在OEM或一级供应商开发软件平台期间使用。Aurora Lab在汽车中批量部署其OTA解决方案可能需要3~5年的时间。从长远来看，这种解决方案对于由软件定义的新兴汽车软件健康更具优势。
Sibros也是一家OTA软件初创公司，成立于2018年，目前拥有1500万美元的风险投资。其创始人拥有特斯拉和优步的开发经验。该公司开发的Deep Connectivity Platform（深度连接平台），可以提供整车OTA升级和数据收集功能。
这个车载平台包含Deep Updater、Deep Logger、Armor网络安全方案以及引导加载程序，这些产品构成了开发网联汽车解决方案的基础模块。该平台还提供基于云的服务，用于管理Sibros和客户的SaaS应用。
该Sibros平台提供了以OTA为核心的多种功能，其他应用还包括远程诊断/预测、车队管理和分析。它还可以为基于用量的UBI保险、停车和类似的网联汽车应用提供数据。自2019年7月以来，Sibros一直为全球多个客户提供产品。
Sibros的创新在于利用了跨多个连接领域的网联汽车平台，OTA只是其中一个领域。
一些一级供应商通过车载智能通信系统和/或物联网平台提供OTA功能，还有许多一级供应商采用专业OTA软件公司提供的OTA产品，如表2所列。
Aptiv（原Delphi的一部分）于2017年收购了Movimento。ECU可以通过一个连接到OBDII端口的设备（支持Wi-Fi连接）进行刷新，Movimento在这方面拥有丰富的经验，其技术已被许多OEM和一级供应商采用，现在Aptiv Connect平台也采用了这一技术。
Bosch也通过其Bosch IoT Suite（物联网套件）平台提供OTA功能，OTA功能包含在Bosch IoT Rollouts（物联网部署）平台中。Bosch IoT Suite功能可通过Amazon Web Services（AWS）提供。
Continental通过其车载智能通信系统提供OTA功能，它与全球卫星通信领域的领导者Inmarsat达成了协议，为其提供软件空中升级。
Lear也通过其车载智能通信系统提供OTA功能。该公司于2015年收购了Autonet Mobile的OTA知识产权和主要员工，2017年在其ConneexUs产品中推出了OTA功能。
HERE主要利用OTA功能更新地图。该公司于2018年收购了Advanced Telematics Systems（ATS）。ATS一直专注为汽车行业开发用于OTA升级的开源软件解决方案，它积极支持多个组织开源OTA软件，如GENIVI、Auto Grade Linux和Uptane等。Uptane是一种安全的OTA软件升级框架。
OTA显现出几个重要的发展趋势，尤其是新法规的制定以及一线汽车OEM对OTA的需求，包括所有ECU在内的整车升级也逐渐成为一个发展重要目标。
新的全球法规UNECE WP.29要求，未来车辆中数亿行软件代码必须可以追溯并进行安全升级。这项法规要求汽车制造商对软件功能有深刻了解，以获得认证所需的数据和证据。该法规可能在未来5至10年极大地改变OTA市场。
OTA功能将成为汽车OEM厂商管理软件定义车辆所需的核心功能，这意味着大多数OEM都希望对其OTA和相关软件平台拥有更多控制权。
这些趋势将带来新的机会，同时也需要OTA公司不断创新。在某种程度上，这些趋势打破了现有的市场格局，为创新型公司提供了更好的机会与成熟OTA厂商竞争。
我认为Aurora Labs和Sibros都拥有独特的OTA技术，汽车OEM可以在自己的OTA战略中利用他们的技术。如今道路上行驶的所有网联汽车都需要软件空中升级和网络安全功能，这将催生更多的OTA创新方案。
网联汽车逐渐普及，未来十年内将在全球范围内激增。汽车软件会越来越复杂，在用的数亿辆汽车中的软件错误都需要成本更低的软件空中升级来修复。OTA将成为一项非常有价值的策略，这种远程软件升级可以为OEM节省数十亿美元的成本。而功能性软件升级新带来的收入，将远远超过部署OTA功能的成本。
归根到底，无论是出于质量、安全还是安防方面的考虑，汽车OEM都希望将OTA升级扩展到整车，从而在汽车的整个生命周期内，通过新特性和新功能来不断改善消费者体验。
（本文授权编译自EDN姐妹网站EETimes，原文参考链接：OTA Software Updates: Where Are We?，由Jenny Liao编译）
本文为《电子技术设计》2021年2月刊杂志文章“软件空中升级发展现状”，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。
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