艾拉比：智能化零部件的OTA选型方案
作者|陈弋，艾拉比研发中心
出品|汽车电子与软件
“3分钟座舱系统升级，30分钟全车升级，小米创新应用流式OTA升级技术，更快的智能OTA升级体验。”
创新应用流式升级技术，实现3分钟座舱升级、30分钟整车升级，为用户带来了更为便捷、即时的升级体验。小米汽车一发布，流式OTA升级技术也顺势冲上了今年汽车OTA升级的热点问题，备受关注。也引发了业内对流式升级以及OTA升级方式和技术的讨论。
随着汽车智能化的发展，智能零部件在整车上越来越多，面对越来越多样化的升级方式，主机厂该如何选择更匹配、更合适的升级技术，来满足汽车整车升级的技术要求和用户体验。
今天我们就从OTA技术和应用出发，结合艾拉比在汽车行业服务的经验以及常见问题，与大家一起来聊一聊智能化零部件的OTA选型方案。
#01
OTA升级的两大方式：整包和差分
在OTA（Over-The-Air）升级中，从内容传输的角度简单来说分成两大类：整包升级和差分升级。
整包升级，是指将完整的软件包或系统镜像传输到目标设备上。无论是更新的内容有多少，都需要传输完整的软件包，然后在设备端进行安装和更新。整包传输的三大特点：完整传输、简单直接、兼容性和广泛性。这也意味着，需要更多的流量、更大的存储空间。
差分升级，又叫做增量升级。是指通过比较新旧版本之间的差异，只传输变化的部分数据到目标设备上。在差分升级中，需要精准识别出两个版本之间的差异，并只传输必要的更新数据。因而，差分升级大大减少了数据传输量和下载时间，特别是在网络带宽有限或更新频繁的情况下，提高了资源利用率和效率，节省了用户的时间和成本。
时下，汽车制造商更倾向于使用差分升级，一方面，相比整包升级而言，差分升级在尽可能减少数据传输量，从而提高效率和降低成本，另一方面，对于用户感知来说，减少了升级等待时间，提升了用户体验。
#02
差分升级的两大技术：镜像和文件
流式OTA的破圈，小米汽车功不可没。
事实上，流式OTA技术应用已久，在艾拉比服务的汽车项目案例中，也不乏主机厂使用了这项技术以提升升级效率。
在技术派眼里，流式升级是属于目前主流升级技术中“文件OTA”升级方式的一种，这里我们还要先从差分升级的技术方式展开说说，在这里重点谈一下目前的主流差分方式：镜像差分和文件差分。
镜像差分升级
在镜像差分中，系统会比较新旧版本的完整镜像，并仅传输两者之间的差异部分。这种差异通常以二进制形式表示，并被应用到用户设备上，以实现新版本的安装或更新。其优势在于：
文件差分升级
文件差分是另一种常见的差分升级方式，相对比镜像而言，它关注的是文件级别的变化而不是整个系统镜像。以文件为单位划分多个模块进行，差分/还原操作，最终也细化到 “文件模块”为单位。其优势在于：
无论采取那种差分方式，其共同的目标都是致力于提高升级效率和用户体验，在节省带宽、时间和成本方面发挥着重要作用，具体选择哪种方式取决于具体的应用场景、系统架构和需求。
流式差分升级
从OTA技术角度来说，流式差分升级是基于文件差分的一种应用，流式差分以“文件模块”为单位，升级完一个模块再继续下一个模块。其特点在于：
由于流式升级可以边下载边升级的特性，在节省宽带和时间方面具有一定的优势，为用户带来更加便捷、智能的出行体验，因此，在提升用户满意度和品牌忠诚度方面也将会更具优势。
在艾拉比服务的案例中，流式升级技术不仅适用于车载软件和固件的更新，还可以应用于其他领域，例如智能家居、智能穿戴设备等。通过流式升级，用户可以实现即时、灵活的设备升级，提升了整体的用户体验。
从上述OTA升级的方式和技术方案来看，每种方式都有其特定的优势和适用场景，选用何种升级方式和技术还是要取决于具体的应用需求和更新策略。
根据艾拉比在汽车行业多年的服务经验以及与主机厂的交流沟通中发现，在OTA选型过程中如何根据自身实际需求来匹配最合理的OTA方案，是主机厂OTA方案制定过程中普遍关心和讨论的话题，比如在选型过程中究竟用整包还是用差分，从客户体验出发选择何种方式更有利于提升效率和用户体验。在这里我们以几个热点的问题为例，详解一下。
#03
对于具备A/B无缝升级能力的项目而言，差分是否还有需要？
在日常与主机厂的交流和沟通中，不乏收到类似的问题。
首先来说一说A/B分区的无缝升级能力。A/B分区是通过在设备上创建两个完全相同的分区（A分区和B分区），并在其中一个分区中进行系统更新，在车辆重新启动时，激活新系统，以实现无缝、安全的更新过程。AB分区的诞生是为了系统的稳定性，可以让用户无感的完成升级，升级异常时能保证系统正常启动，并继续尝试下次升级。
两者是相辅相成的，差分升级在具备A/B分区的车辆和设备上，同样能发挥升级效率大大提升的优势。
以某客户的差分案例的数据为例，镜像2.6G文件，整包1.08G，差分包21M，在DoIP传输下(1.5M/s)，整包需要737.28s，而差分包只需要 21.25s。在进入准备升级的阶段，差分包比整包的效率有质的提升 ，能更快进入升级，因此完成升级的时间也会比整包快。
由此可以看出，选择整包还是差分，与A/B分区并不冲突。无论是否具备A/B分区的无缝升级能力，都要根据实际需求和策略来选择适合的升级方式。
#04
为什么有些时候差分升级比整包升级时间还长？
虽然差分升级通常被设计为更有效率的更新方式，但在某些情况下，它的确有可能比整包升级花费更多时间。
相比整包升级的简单粗暴，差分升级在实际应用中需要更多的时间步骤，这包括数据处理的时间、差分时间、传输时间、还原时间以及在复杂系统下的校验、更新等。
因而某些情况下比整包花费更多时间的原因有几点：
汽车智能化的发展，智能化零部件越来越多，涉及到多模块或者多系统的差分升级也会变得更加复杂，加上汽车OTA升级对安全性和稳定性的高要求，更需要合理的选择OTA升级方案。因而，在选择更新方式时，我们通常会综合考虑更新内容、网络状况、设备性能以及用户体验等多因素的组合需求，为客户提出更适合的OTA实现方式。
随着汽车科技的不断进步，汽车OTA升级方式的创新和应用将进一步推动汽车行业的发展。进入软件定义汽车时代，OTA升级技术已经不仅仅是为了修复bug或添加新功能，更是为了不断提升用户体验、安全性和性能。OTA技术方式的持续革新和应用，将为智能汽车和智慧交通的发展带来新的机遇和挑战。
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