在軟件定義汽車的今天，汽車軟件需要更快速地迭代更新（OTA）——這是智能汽車的核心能力。SOA將給汽車軟件生態帶來巨大的變革。

為什么可采用SOA

汽車SOA是對整車智能化的底層能力進行組織，將車端的硬件能力和各種功能服務化。這些服務根據SOA標準進行服務化接口設計拆分成顆粒度更小的接口，基于SOA標準協議進行通信。這樣，各服務組件之間就可以相互訪問，從而擴展了服務的組合形式。

SOA軟件架構的特性是高內聚、松耦合、服務平臺無關化、服務動態部署/動態發現。因而為汽車出廠后的持續軟件迭代降低難度、拓展出更多的可能性。當今的智能汽車，由于技術革新，EE架構（電子電氣架構）的升級和車載以太網應用，讓SOA的應用變得順理成章。

EE架構的升級奠定硬件基礎

以往的傳統汽車采用分布式的EE架構，需要上百個ECU（電子控制單元）。傳統架構下，各個ECU不但直接驅動執行器和傳感器，還承擔了業務功能的很多控制邏輯。因此，一個功能的實現往往需要耦合多個ECU，功能的迭代和單個ECU的升級變更往往需要多個ECU共同配合修改。而各個ECU采購于不同的供應商，最終導致商務復雜性增加，技術復雜性加大，變更成本推高以及軟件交付周期加長。隨著整車EE架構朝著功能域集中式的發展，極氪智能科技上一代EE架構已實現功能域集中架構，由4大功能域主控承擔整車級別的各域功能邏輯軟件部署中心的角色，將執行器和傳感器與功能邏輯分離，普通ECU變成純粹的執行和傳感單元，域內的邏輯接口交互在域控內部就可完成，跨域邏輯接口交互通過FlexRay主干網實現。ECU實現功能業務邏輯和執行器控制邏輯的解耦，功能接口模塊化、標準化。這樣通過4個功能域主控，就能實現對執行傳感層硬件的控制，在架構設計上為SOA提供了良好的基礎。

極氪智能汽車新一代EE架構是以1個中央計算機搭配2個區控制器為核心，在中央計算機上完成對傳感和執行層硬件的能力抽象并基于此開發和部署全部功能邏輯，構建硬件抽象層到功能邏輯層到整車管理層到云端的垂直SOA框架體系。與此同時接管大運算量和復雜任務處理（e.g. Audio/Video處理、Lidar/Radar環境感知處理，Machine learning等）。區控制器作為物理中心承擔該區內的配電、網關和I/O驅動，以及部署一些特殊的時間敏感功能邏輯。這種新架構形態體現了類生物特征的設計理念（中央大腦/區域眼耳手腳）的模式。極氪智能汽車最新EE架構致力于打破功能域邊界，運用物理分區，邏輯分層的方法論，把整車平臺服務、功能邏輯運算、大數據處理等核心能力集中放入中央計算機，各區控制器僅作為執行單元控制。

如下圖：

ZEEKR EE 3.0架構

以太網的應用奠定通信基礎

傳統的車載網絡架構主要由CAN總線組成，按照功能劃分出不同的功能域，比如動力總成、車身控制等總線域。各個ECU都有自己獨立的通信渠道，使得整車線束成本高昂，總裝復雜程度也較大。而且同一個CAN總線上的所有節點共享帶寬，普通CAN總線的通信帶寬僅1Mb/s。目前極氪整車主干網選擇用以太網取代傳統的CAN總線，作為新的車載網絡架構。以太網是交換機式(Switched Network)通信方式，所有的終端節點通過交換機連接到一起，通過交換機轉發傳遞信息，擁有更高的帶寬（大于100 Mb/s）和更低的延時。有了更好的硬件基礎架構，加上帶寬更寬、延時更低的網絡，才為SOA的應用和實現奠定了基礎。

打造全生態OTA解決方案

OTA的發展經歷了如下幾個階段：

OTA發展歷程

極氪汽車的OTA已進入第四階段，在新一代EE架構下打造產業鏈生態OTA解決方案。新一代EE架構，支持基于中央計算平臺+區控制器的OTA方案，可實現車載網絡各系統的OTA升級，為車主提供千人千面的個性化服務，滿足不同客戶的需求，提升用戶對車輛的滿意度和車輛粘性，達到為整車提供全棧和全生命周期的快速OTA更新迭代。

1、整車全棧升級：基于傳統電子電器架構的局限性，大部分OTA升級主要針對信息娛樂系統，極氪先進的新一代EE架構，實現了軟硬件解耦，可做到對整車軟件的升級，包含中央計算單元，左右岸以及其他控制單元的升級刷寫。

2、全生命周期覆蓋：該模式下的OTA解決方案支持打通整車研發、生產制造、售后體系。研發端釋放整車軟件基線實時同步給OTA系統，制造端生產下線的車輛實時同步至OTA，售后端的售后信息與OTA端協同配合，使得車輛通過OTA軟件升級及維修，形成研發、制造、售后OTA的全生命周期閉環。

其中整車功能基線、服務訂閱對所有控制器縱向軟件版本進行統一管理，不同通訊協議的轉換，整車系統狀態控制、集中式升級服務管理等技術手段，是實現OTA功能的前置條件。

極氪自研OTA方案概要

極氪OTA解決方案由云端平臺，車云管道，車端組件構成，同時支持第三方系統數據對接適配以及借助PKI體系實現升級的安全管控。

OTA云平臺實現了OTA升級范圍內的車輛以及零部件，可升級軟件的管理、服務訂閱，服務訂單以及軟件版本迭代升級過程管理，支持與其他管理系統對接（如TSP，MES，PKI/KMS等）,實現數據同步以及安全管理閉環。

車端為實現不同總線架構的靈活適配，根據功能解耦設計，拆分子功能如：車云通訊管理、下載管理、整車升級狀態管理，具體ECU的升級控制管理，差分升級管理，HMI用戶交互管理等功能。且支持智能型ECU（Android/Linux/QNX操作系統）及非智能型ECU的升級。

車云間的管道借助4G/5G、HTTPS、MQTT、CDN等成熟通信技術，不僅確保通訊符合信息安全規范，同時借助高帶寬、網絡分發技術，提高軟件包觸達每輛車的概率，確保每輛車都能得到OTA服務。整個OTA升級流程主要分為3個大階段：生成升級包，下載和傳輸升級包，安裝升級包。整個階段通過網絡通信連接，最終實現車輛終端代碼和數據的更新，進而增強車輛終端的功能和服務。

OTA整體方案架構

極氪自研OTA軟件功能模塊詳解

極氪自研OTA是基于SOA框架實現，主要包括如下服務：：

1、OTA Client：負責與OTA Server交互，獲取升級信息和升級包；負責與OTA Master進行交互，提供車云通信服務；

2、OTA Master：車端升級控制主程序，負責解析安裝策略，執行安裝流程。

3、APP Install: 負責升級中央計算平臺CSC，左區控制器ZC-L，右區控制器ZC-R的應用程序。

4、Diagnostic Manager：是診斷管理服務，為OTA Master提供診斷刷寫服務。DM 主要分成DCM，DEM 兩個模塊。其中DCM （Diagnostic Communication Management）主要負責診斷通信管理，也就是 UDS 相關命令的處理。DEM（Diagnostic Event Management）即診斷事件管理，主要負責軟件平臺內部事件的處理。

5、Update Agent：為OTA Master提供”還原差分文件”的服務。

OTA 軟件架構

OTA云管端信息安全防護

為確保OTA升級包的機密性、完整性和真實性，在升級包制作過程需采用簽名，數據加密，驗簽技術，實現OTA升級包的合法性驗證。通過云管端一體網絡安全防護體系，結合支持國密算法的獨立安全芯片，對通信鏈路、升級數據存儲、分發等方面，進行了全方位的信息安全防護。

車云安全防護方案

為極氪帶來的價值

數據驅動，提升生態運營能力

基于SOA架構下的OTA方案，拓寬了“服務”和“運營”的范疇，增加了車輛的附加價值。隨著極氪智能汽車OTA頻次的增加，通過用數據替代人力，數據驅動算法的高速進化來形成車輛更新迭代閉環。搭配極氪智能科技的開發者平臺，應用商店，數字貨柜等多層聯動，打造基于軟件、應用、資源、內容等服務，構建推送、分發等策略，支持多樣化的運營場景。

軟硬件解耦，打造良好的汽車軟件生態

整車SOA架構的實現，讓應用開發與整車硬件平臺解耦，一次開發可以適配不同的車型平臺，同時為應用開發提供一個標準的基礎平臺。從平臺化到產業化，助力極氪汽車向科技服務數字化轉型，持續迭代XOTA（FOTA/SOTA/DOTA）聯動的技術方案，在軟件+服務的核心競爭要素上持續賦能，持續進化整車能力，拉長用戶生命周期，構建完整的生態閉環。

審核編輯 ：李倩