汽车OTA测试技术方案
技术干货 2023.06.13

汽车OTA已成为时下热门话题,由于OTA的升级可能会带来一定的风险,针对OTA的测试就尤为重要。本文我们主要通过介绍OTA的发展背景、汽车OTA测试的必要性以及汽车OTA测试内容,为大家分享一套成熟的OTA测试方案。


什么是OTA

OTA(Over-The-Air),又叫空中下载技术,即不需要有线连接就能实现软件下载的技术。


一、OTA的发展背景


这一技术源于手机,手机OTA技术的发展背景可以追溯到2003年,当时Nokia推出了第一款支持OTA更新的手机--Nokia 6600。这款手机可以通过无线网络接收并进行软件更新,而不需要通过数据线连接到电脑上进行更新。从此,手机OTA更新技术进入大众视野。后来随着无线网络的普及和移动互联网的快速发展,手机OTA技术得到了快速发展,其便捷的软件更新方式,受到越来越多手机制造商的支持和推广。


而关于汽车OTA技术,它的发展可以追溯到2010年。当时特斯拉推出了第一款支持OTA更新的电动汽车Model S。这款车可以通过无线网络接收软件更新,使车辆的软件系统可以随时得到更新,从而提高车辆的性能、安全性和使用体验。


随着汽车的智能化和互联化发展,智能汽车拥有更多的传感器和更复杂的软件系统,需要更频繁地进行软件更新以解决问题和提高性能,因此OTA技术在汽车行业中的应用也日益广泛。它可以帮助车辆制造商快速推送软件更新,同时也可以为车主提供更好的使用体验。


汽车OTA技术的发展与互联网的发展密切相关。随着互联网技术的不断发展,汽车制造商开始将互联网技术应用到汽车中,从而实现更多的智能化和互联化功能。汽车OTA技术也成为了实现这些功能的重要手段之一。


二、汽车OTA测试的必要性


汽车制造及迭代周期越来越快,基本上2-3年就会有一款新车出来,但是软件研发可能周期更长,甚至一些新的功能未来得及研发成功,车辆就要上线了,汽车制造商会进行硬件预埋,等待软件研发成功后再远程更新,做到软硬分离。

 

对于新车,修复漏洞、改进汽车性能、提高汽车安全以及客户体验后的个性化配置或体验不佳反馈,研发可进行软件优化。使用汽车OTA技术通过无线网络即可更新汽车的软件和固件,使汽车保持最新状态,但这同时也带来了新的挑战。对于汽车来讲,优先考虑的就是安全性,如果OTA更新不正确或不完全,可能导致汽车出现故障或安全问题,所以前期的OTA测试就尤为重要。


OTA测试涉及面广,与车内各个系统都有交互;复杂度高,云端接口、管端通信、车端接口、车内通信每个环节都需要考虑异常场景测试。目前,一些国家和地区开始制定相关法规和标准,要求汽车制造商提供OTA更新功能,并确保OTA更新的安全性、可靠性和兼容性。随着汽车OTA技术的应用和安全问题的关注,汽车OTA测试已经成为汽车制造商的必要工作。


三、汽车OTA的测试内容


❶ 云平台API接口测试

❷ 云平台UI界面测试

❸ 云平台环境管理

❹ 云平台测试任务管理

❺ OTA正向测试流程(版本检测、下载、升级与安装流程验证,报文检测、信号检测、字段及参数值状态检测,压测)

❻ OTA逆向测试流程(下载及升级前置条件不满足、断点续传)



四、怿星科技OTA测试方案

汽车OTA测试技术方案(图1)


01. 系统框架


汽车OTA测试技术方案(图2)

web用户登录测试管理平台SolarManager,添加要测试的机柜设备,可以进行测试计划管理以及缺陷管理,也可管理测试用例和测试脚本,并且可执行测试用例。执行用例后,上位机软件调用OTA平台接口创建任务,下发到车端TBOX,TBOX与ota master交互,实现被刷ECU升级。升级完成后,车端日志通过TBOX上传到OTA平台。测试用例执行结果情况上传到SolarManager,SolarManager可以统计测试结果。上位机软件同时监控报文,信号,并支持log回放。


02. 硬件方案


汽车OTA测试技术方案(图3)


一套多功能测试台架,办公桌面与测试台架合二为一,同时还配备办公设备(椅子)。测试台架可连接一辆车的被测ECU件,也可同时连接多辆实车,可根据需要决定是否接入实车。


多功能台架主要由以下部分组成:电源控制模块、程控电源、IO机箱、工控机、BOB控制器(ETS6124-BR,EPT自研的2路CAN/4路lin故障仿真模块;ETS6204-CR,EPT自研的4路以太网故障仿真模块)、网络接口卡。


· 硬件设备01


汽车OTA测试技术方案(图4)


ETS6124-BR 是一种基于 CAN 总线远程控制的总线故障仿真模块。该设备主要用于汽车 CAN/LIN 的系统级测试,可实现系统中两个 ECU 的各 3 路电源控制,1 路地控制和 2-4 路总线通信控制,同时具备故障注入功能。多个 ETS6124-BR 级联时,可使用1路专用 CAN 总线对每个 ETS6124-BR 进行单独控制。ETS6124-BR 具有接线简单,布置方便和扩展能力强等优点,能够有效的降低使用和升级难度。


· 硬件设备02

汽车OTA测试技术方案(图5)

ETS6204 是一种基于 CAN 总线远程控制的汽车以太网故障仿真模块,该设备主要用于汽车以太网的系统级测试,可实现中单个ECU 的 3 路电源控制,2 路地控制,4 路汽车以太网通信控制功能,同时具备故障注入功能。多个 ETS6204- CR 级联时,可使用一路专用 CAN 总线对每个 ETS6204-CR 进行单独控制, ETS6204-CR 具有接线简单,布置方便和扩展能力强等优点,能够有效降低使用和升级难度。


03. 软件框架


汽车OTA测试技术方案(图6)


· 软件介绍——SolarManager


汽车OTA测试技术方案(图7)


在测试管理平台上编辑测试用例,通过标准的Thrift API,下发给上位机软件执行,上位机软件的测试结果也可通过Thrift API上传至测试管理平台。具备统计功能。


汽车OTA测试技术方案(图8)


· 软件介绍——TSP接口调用模块


汽车OTA测试技术方案(图9)


通过调用TSP接口,实现TSP平台API自动化操作。


· 软件介绍——eXTester-ADB


汽车OTA测试技术方案(图10)



ADB模块主要功能

◆ 点击、滑动、长按、文本输入等模拟触控操作

◆ 图像采集

◆ 界面一键跳转

◆ 双指缩放


特点

◆ 基于ADB Tools和UiAutomator2开发,适配不同测试场景下的模拟触控操作

◆ 可支持运行.bat文件,自动抓取车机Log

◆ 可支持触控操作回放

◆ 基于元素识别,减少标定频次


ADB模块已适配各类操作系统:Android、IOS、HarmonyOS、AliOS等,并在各大OEM的座舱域测试中得到广泛应用。



04. OTA测试流程


①CANoe与Python模块建立Socket通信;

②CANoe发送指令到Python:自动清除旧任务,并完成新任务的创建;

③云平台下发任务指令;

④车云交互:TBOX将 OTA 管理平台通过 MQTT 协议下发的 FOTA 控制/状态消息通过 SOME/IP 转发给 中央网关;中央网关将 SOME/IP 接口发送的 FOTA 控制/状态消息转发给TBOX,TBOX通过 MQTT 协议转发给 OTA 管理平台;

⑤仿真/监控CAN/Lin/ETH报文:对CAN/Lin/ETH进行报文Check,确认流程及报文参数值是否符合升级要求;

⑥ADB/UiAutomator2模拟触控模块:可以模拟手指点击立即升级,或预约升级,并设置预约时间点;

⑦测试结束,生成测试报告,打印相关Log信息;





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汽车OTA测试技术方案(图11)