智能網聯汽車的一個趨勢是“軟件定義”汽車。和硬件相比，軟件成了車裡疊代最快、最容易個性化的部分。随着汽車電子化程度越來越高，無論是車輛遭遇軟件故障還是軟件更新，目前的線下店召回模式已經不是滿足用戶體驗的最佳選擇了。為了減少成本、提升用戶體驗，OTA（Over-the-Air Technology）空中下載技術成了智能汽車時代的必備技能。

咨詢機構ABI Research在一份報告裡預測，到2022年将有2.03億輛部汽車能通過OTA方式更新軟件，其中至少2200萬輛汽車還能通過OTA更新固件。汽車制造商快速普及OTA更新的原因包括：召回成本，自主駕駛和基于軟件複雜性的安全風險的增加。

OTA甚至帶來了一種全新的商業模式。車企迫于産品投放壓力，會推出軟件功能尚未完備的産品，之後再把最新的軟件更新到車裡。有了OTA，車廠就能在車輛單次出售之後，獲得再次收益的機會。而消費者獲得“新車”的門檻，就是點幾下屏幕而已。

對手機等消費電子領域而言，OTA已經不是什麼新話題了。在大多數人能在車上享受到這項便利之前，我們先來了解一下這項不算新的新技術吧。

汽車OTA架構和流程

OTA分為兩類，一種是FOTA（Firmware-over-the-air，固件在線升級），指的是給一個設備、ECU閃存下載完整的固件鏡像，或者修補現有固件、更新閃存。而固件之外的軟件更新，就是SOTA（Software-over-the-air，軟件在線升級）。那些看上去離使用者更近的應用程序和地圖OTA，都屬于SOTA的範疇。FOTA相比SOTA更具挑戰性，這點會到後面再談。

在此之前，我們先了解一下汽車OTA的架構和流程。無論是FOTA還是SOTA，都可以被分成三個階段，和“把大象放進冰箱”一樣簡單易懂：第一步，生成更新包；第二步，傳輸更新包；第三步，安裝更新。

第一步——生成更新包

更新包裡不僅僅有要修複的缺陷或者要加入的新功能，分發包的更新順序、更新前和更新後需要做哪些驗證檢查等等，都會被打包到這個文件裡。

第二步——傳輸更新包

生成之後，更新包會被發到一個OTA雲服務器平台。在汽車行業，這個平台一般由OEM管理，平台上整齊碼放着各種各樣、不同版本的更新包。在收到更新請求後，更新包通過網絡被下載到合适的車載模塊和特定的ECU。一輛車可能有多個設備需要更新，車端會安裝3G/4G/WIFI通訊模塊，也會由一個網關統一下載接收更新包再做具體分發。

第三步——安裝更新

下載好的更新包會正式更新，用新的鏡像文件替換掉舊版本。整個過程會有更新軟件随時監督：正确的更新包是不是被安裝了，更新任務是不是已經順利執行完畢……OTA的過程可以不是連續的，并且能支持任意點對點的軟件版本更新。

當然，整個大流程在哪裡執行，還是有很多考慮的。

比如，因為FOTA需要直接對TCU和ECU直接刷新改寫，車企對直接執行FOTA還存有安全顧慮。在過渡階段，可以考慮由車主把車開到經銷商，在那裡完成在線更新。主機廠會給客戶發送召回郵件，得到确認後把含有更新文件用郵寄硬件或電子發送方式給到經銷商，客人到店更新并現場檢查後再把車取走。

但是未來，随着汽車電子化程度越來越高，每家經銷商的服務能力也會有上限，每一次更新車主都返回經銷商就會成為一種體驗差評。當技術足夠成熟，消費者直接FOTA的方案當然會更受歡迎。在流程上，更新文件不必發到經銷商。但經銷商依然要和車主取得聯系，告訴他們确保更新的時候，車子要處于停駛狀态。後台收到某輛車需要FOTA的請求後，主服務器和車輛相互驗證後，就可以在通訊正常的情況下開始更新。車主在更新完成後自檢，主機廠可以用電話和車主逐一确認更新效果并保證安全。這樣算起來，成本就會大幅削減。

汽車OTA難點和關鍵技術

對于汽車這樣特殊體質的電子産品，OTA要考慮的東西自然更多一些。具體到實操層面，主要是保證安全、效率、用戶體驗這些細節。

安全是要放在首位來強調的問題。英泰斯特OTA總監李立告訴車雲菌，安全是一個系統工程。OTA安全要考慮三段：第一段是雲端的服務器端的安全，第二段是車輛端的安全，另外就是車輛和雲之間的通訊。

更新内容在這三段不僅使用認證，還要使用加密。對這兩點，李立做了一個形象的說明：“加密，是不讓别人看見我傳輸的是什麼内容。認證，就是确保車輛端、雲端是我期望的、認可的對象。”

比如車機進行軟件升級時，要發出認證請求到服務器；服務器收到車端請求信息後，發回反饋，要求發送數字證書自證身份。車端發送數字證書到服務器端；服務器對數字證書進行校驗是否存在問題；驗證無誤後終端管理系統向終端發送驗證結果，這時才可以開始進行相應的軟件升級。更新包會被加密後傳輸到車端，在T-box解密後再分發到車機。另外一個比較重要的車端部分是網關，可以避免ECU與聯網的遠程信息處理單元直接接觸，提高了OTA更新的安全性。

剛剛提到，FOTA相對SOTA要更具挑戰一些，原因之一在于集成固件更新安裝程序的閃存都比較小，FOTA更新包和更新軟件要能在車輛嵌入式設備的小内存中完成安裝。因此更新包會盡可能地壓縮大小，一般會被壓縮到原始大小的5%。

為了保證效率，在技術上我們會用到差分更新的方式，也就是比較新舊版本之間的差異，生成差異文件。當新舊文件差異不是特别大，就可以隻傳輸差異文件。

差分更新的核心技術是各家供應商掌握的字節差分算法。 比如為特斯拉提供OTA技術的Redbend（一家以色列軟件供應商，2015年被哈曼收購），其中一項技術是将更新包碎片化分成多個小的數據流文件，在有限帶寬的網絡中分發，設備獲取多個短小文件的同時進行更新，主要解決的就是汽車内微型ECU、M2M模塊等微型電子設備性能存在局限性的問題。

關于用戶體驗的部分，是由很多小細節構成的。

比如汽車更新一定不能影響車輛的安全行駛。車的環境可能會發生很多變化，例如進入到隧道、地下車庫這些沒有信号的地方，出現異常的時候，需要車輛端的電子零部件能夠應對不同的外界環境，做好保護，并且在升級失敗的時候完成自恢複。

當然還有很多人提到，OTA的挑戰不完全是技術挑戰，而是經銷商的壓力。

在OEM依賴的傳統銷售模式下，經銷商會擔心OTA減少他們與車主接觸，少了很多二次銷售的機會。并且汽車維修是經銷商的盈利大頭，OTA在解決越來越多的問題，經銷商反倒會面臨越來越多的經營危機。也有人認為，OTA也會帶來整個CRM體系的變革，經銷商仍然扮演着重要的角色，消費者關系維護需要經銷商，隻不過他們的職責會随之改變。

汽車OTA現狀

在OTA方面，特斯拉是真正玩轉OTA的首家車企。從2013年至今，特斯拉已經使用OTA進行了應用程序、地圖、燈光、語音、空氣懸架升高等在内的多處更新，并且實現了Autopilote在内的駕駛輔助功能的升級。

Fortune雜志撰文評論特斯拉：“Loading cars with hardware that might not be used for years—and requires a software download to unlock the features—is unprecedented in the industry（在汽車上預先搭載可能多年都不會使用的硬件，并且需要通過更新軟件來解鎖新功能，這在汽車行業是前所未有的）.”

不過在過去的1年裡，這種前所未有的創新開始逐漸成為一種風潮。傳統車企也開始陸續公布要用上這項更加便利的更新技術，我們迎來了OTA的新聞的一個小高峰。

2016年11月，豐田汽車宣布，将采用OTA技術更新電子控制單元（ECU），由此可盡早修正ECU的漏洞，并且讨論了車輛上市後通過OTA追加新功能。

2017年1月，大衆公司将使用OTA技術提供一些功能，車主通過訂閱或試用等方式可以獲得軟件方面的升級，例如導航等。

2017年5月，福特宣布将采用OTA技術實現軟件升級，為搭載Sync 3的2016款車新增Android Auto及Apple CarPlay系統。這是福特首次将OTA應用于車載軟件升級。

2017年7月，沃爾沃與HERE簽訂了長期合作協議，選擇部分沃爾沃車主使用OTA服務升級車載地圖。

2017年7月，通用宣布在2020年以前推出能進行空中升級(OTA)的信息娛樂系統。

從這些新聞可以看出，目前車企開始把OTA技術用于地圖、應用程序、信息娛樂系統等方面的更新。隻有豐田提到了電子控制單元OTA，但是這家日企也沒有詳細說明具體是哪些ECU。

咨詢機構IHS的預測也顯示了相同的趨勢，他們認為汽車制造商從OTA軟件更新中節省的成本将從2015年的27億美元增長到2022年的350億美元。大部分的開支節省來自OTA對信息娛樂系統和遠程信息處理系統的更新。控制發動機，制動器和轉向器的ECU在OTA方面仍然還有上面提到的諸多難題要攻克。

值得注意的是，在新能源汽車領域，尤其是國内，OTA服務提供商會迎來比較大的機會。

一方面是政策推動。《電動汽車遠程服務與管理系統技術規範》規定從2017年1月1日起，新生産的全部新能源汽車安裝車載終端，通過企業監測平台對整車及動力電池等關鍵系統運行安全狀态進行監測和管理。

按照國家标準公共服務領域車輛相關安全狀态信息要上傳至地方監測平台。在信息上行監管的同時，電池（主要指BMS）、電機、T-box都會産生OTA需求，車端增加自檢、遠程查詢、遠程參數設置和遠程升級功能也會成為一種新趨勢。

另一方面在于核心技術的掌握。和傳統技術不同，整車廠在新能源汽車領域更有機會掌握一些核心技術。在新能源領域實現OTA，對整車廠來說也更為可控。

車雲小結

智能汽車技術的發展給OTA服務供應商帶來了新機會。在這之前，未來OTA技術成熟，使用OTA技術升級更新的車輛将會規模級增長。供應商在滿足主機廠需求的情況下，要盡最大可能降低整個系統的成本，滿足監管、更新和修複車輛的需要。OTA隻是車聯網的一個切面，在這項火熱技術牽動的，是整個車聯網平台建設乃至商業模式的變革。