PCM会重塑汽车OTA格局吗(1)

目录

1.汽车OTA概述

2.ST如何考虑OTA?

2.1 Stellar四大亮点

2.2 PCM技术视角下的OTA

3.小结


1.汽车OTA概述

随着智能网联汽车的飞速发展,汽车OTA也越来越盛行;

目前来讲OTA分为FOTA和SOTA(Software-over-the-air)两种,区别如下:

  • FOTA:Firmware Over-The-Air,从广义上将,就是当一个控制器新增或者修复一个完整功能的代码更新。例如以前改装车通过刷ECU来提升动力;通过升级制动控制器来提升整车的制动性能;通过升级智驾域,可以得到体验更多的智能驾驶辅助功能。例如特斯拉就经常推送自动泊车试用,用起来还挺方便。
  • SOTA:Software Over-The-Air,个人理解这个更偏向于座舱域的贴近用户的软件增量升级,例如IVI某音乐软件的更新、仪表盘风格更新、车机导航地图的更新等等,这不会影响整车的动力控制等。

今天我们主要讨论FOTA的升级。由于FOTA是控制器的大版本升级并且响应整车性能,因此对于升级流程、回滚和升级条件都有严格的限制条件。当然这些我们供应商就不必烦心了,扔给OEM去考虑吧。

一般来讲,目前主流FOTA分为2种(主要受MCU的eFlash容量影响):

单固件升级:

该种方式受限于MCU的Flash容量较小,只能存放固件和引导程序,结构如下:

具体实现是应用程序收到指令后将设置更新标志位,然后进行复位重新进入BootManager,其中Updater根据标志位开始擦除旧APP,接收新的APP 数据并直接写在APP运行的Flash地址空间。但是由于该方案不能实现回滚,因此衍生出了软件A\B SWAP的FOTA方案。

双固件升级:

该方案要求MCU需要更大的Flash容量,从软件角度把Flash划分出两块相同大小的区域,分为Active区和Backup区,均存放APP,但在同一时间下只能是一个程序有效运行的。

例如,出厂阶段,A、B均存有程序,但是A为有效程序,因此BootManager会跳转至A运行;当有升级请求后,可以选择在程序A里的Updater去刷写新程序到B区,刷写完成后设置标志位,然后复位由BootManager选择跳转至B区运行。

很明显,这种方式需要编译两次,并且链接文件也需要重新定义;所以如果MCU硬件本身支持A\B SWAP那就再好不过了,例如英飞凌TC3xx的SWAP机制就可以完美解决上述问题,缺点是稍有不慎就锁板子。

那么上述两个方法的形成其实都是对MCU的eFlash容量的挑战,特别是这种双固件升级,假设当前MCU的eFlash容量为10MB,那么从使用者角度来说,要支持双固件升级,可供使用的flash就仅仅剩下5MB了;

那么随着跨域融合架构的出现,这种容量肯定是无法支持多个功能集中到一个MCU。例如TC4xx支持25MB,如果把BMS\VCU\INV等等使用虚拟化融合到一个MCU,同时要支持A\B SWAP,那么这时候最大可用Flash就只能12MB-13MB了,还不考虑Security的独占空间。

这容量显然有点尴尬,太浪费了。

那么能不能从物理硬件结构上针对OTA去优化这个机制呢?

意法半导体率先亮相。

2.ST如何考虑OTA?

根据意法半导体公开资料,该公司针对跨域融合推出的Stellar系列有四大特征:

  • 高性能CPU、功能安全ASIL D、信息安全

  • 硬件虚拟化支持多ECU集成

  • 硬件加速器

  • .高效OTA

很明显,该公司针对汽车OTA是有自己独立的见解的,从上图可以看到,MCU在运行模式和OTA编程模式memory空间是不一样的(20MB和40MB),并且没有多余的消耗,也不会停机。

既然是A\B Swap,那么个人理解应该是有对应大小的两个物理介质,才能完成,这和我们之前讨论的没啥区别呢。

但是仔细看上图,它在MCU Run Mode写的2 cells/bit,一下恍然大悟,因为ST采用自研PCM技术用于取代eFlash,在设计存储时考虑到OTA特性,做到1个bit存到两个Cell,这样是否就可以克服A\B SWAP需要两倍容量的存储介质问题呢?

我们接着往下看。

3.小结

本节讲了Stellar的四大特征,下一节我将继续详细描述OTA。

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