作者 |李偉 上海控安安全測評部總監

來源 |鑒源實驗室

引言：上一篇文章我們以車載Tbox為例介紹了相關的性能測試（車載TBOX嵌入式設備軟件的性能測試），本篇我們介紹另外一個重要功能的專項測試：OTA（Over the air）測試。OTA測試會因為不同廠家選擇使用的OTA實現方案的不同出現測試上的差異，對于這一點大家要注意，即使是同一個主機廠，不同車型選擇的OTA方案不一樣測試方法也會不一樣。

01正式開始之前

車輛OTA升級目前已經非常普及了，本篇我們不再重復概念上的說明。SOTA(software OTA)主要針對的是客戶應用軟件的升級，通常由用戶從應用商城下載安裝升級實現，技術實現和測試相對FOTA(Firmware OTA)來說較為簡單，本次我們也不做分析，本篇給大家講的主要是FOTA。

整車FOTA升級的復雜程度與參與升級的設備數量密切相關，兩個零部件參與升級和整車二十個零部件升級的復雜程度是完全不一樣的，這一點在實施一次完整的升級測試所花費的時間上體現得更為明顯。特別提醒測試人員對于類似場景的測試設計，必須考慮到測試效率的問題，在不影響測試準確性和有效性的情況下，盡可能在一次升級過程中完成多項單獨的測試設計點。

不同主機廠整車FOTA的技術方案不一樣，通常來講整車升級中的零部件可以分為3類。第一類零部件，升級過程可以完全由零配件自己完成（不考慮后端FOTA升級服務器的情況下），包括獨立完成網絡連接、主動檢查是否有可用升級軟件、主動下載存儲軟件包、主動完成包的升級，如Tbox。第二類零部件，有比較強的自主控制功能，如可以完成獨立的升級包下載存儲和包的自主升級，但是需要其他零部件配合，如娛樂主機系統和智能行車電腦等，能自主獨立下載升級包并檢校存儲，可以獨立完成包的升級更新，但是需要Tbox配合提供上網通道。第三類零部件，不能自主完成程序的升級，需要車輛的FOTA升級主控設備控制自身的軟件升級，如雨刷控制器、空調系統控制器、座椅控制器等。

整車FOTA升級的拓撲圖如下所示：

圖 1

02整車FOTA升級的過程

整車FOTA升級的業務過程大體可以分為以下4個步驟：

第一步，首先在FOTA后臺服務器端創建任務，根據車型、車輛、升級的ECU軟件包等創建升級策略和升級任務。這個過程中要準備好被測試件的軟件包，測試車輛，以及被測試車輛的車型和車輛相關信息。

第二步，車端自動觸發或人為觸發升級過程，下載FOTA升級包到車端本地，并進行升級包的檢驗校準和存儲。不同主機廠采用FOTA方案的不同，升級的主控設備就不一樣，大家需要根據具體項目中的實際情況區分對待。

第三步，ECU執行軟件包的升級。

第四步，升級完成后主控設備控制退出整車FOTA狀態，恢復整車的通訊，診斷更新配置字，清除故障碼，上傳升級記錄到FOTA服務端等。

FOTA功能業務的流程示意圖如下所示：

圖 2

03FOTA升級零部件的交互

整車FOTA的全過程是比較復雜的，我們做測試設計時通常按照需求文檔來編制，將FOTA的測試按升級步驟進行邏輯上的劃分，在各個步驟內部的功能需求點測試設計通常參考需求文檔和當前項目的FOTA技術規范，對本步驟內的升級信息交互進行驗證。

下圖是一個簡單的FOTA升級交互圖，需要主控ECU來控制FOTA升級的過程大體如下圖所示，不依靠主控控制升級的零配件不適用下圖，具體項目中跟本例可能存在差異，大家需要以實際情況為準進行變通。

圖3 FOTA升級交互圖

交互的步驟大體如下：

（1）車輛啟動后，達到一定條件，ICC（智能計算控制器）默認觸發整車OTA版本升級的檢查，通過IAM（智能聯網控制器）的網絡服務，連接到OTA升級服務后臺端進行任務查詢，對比本機和OTA后臺服務中的版本記錄，確認ECU軟件是否存在更新和需要升級。

（2）如果存在新版本軟件且符合服務端的升級策略，則開始進行升級包的下載工作，在這個過程中會有各種下載前置的判斷設定，有的升級方案還規定了版本下載的中斷和續傳，軟件下載完成后會執行軟件包的校準檢查，確認包的正確性和完整性。

（3）新版本下載確認后，ICC主控件會檢查車輛的狀態，確認是否符合當前升級的要求，如車輛檔位在P檔，車輛蓄電池電量大于70%等，在滿足升級條件的情況下，主控零部件會控制車輛或者零配件進入固件刷寫狀態，然后ICC主控零配件會執行刷寫過程，刷寫過程中的進度情況也會同步上報直至升級完成。

（4）軟件版本升級完成后，ICC主控件會執行相應的刷寫后檢查和更新配置信息，如更新被升級件物流信息中的軟件版本、清除故障碼、將整車狀態從FOTA升級狀態恢復到正常狀態、上報本次FOAT升級的過程記錄和結果等等。

升級過程節點步驟的觸發條件如下：

圖 4

04測試要點

整車FOTA測試較復雜，通常主機廠會進行專項測試任務。當整車升級的零配件多達幾十個的時候，測試人員剛接觸會覺得無從下手，同時執行單次完整升級的時間，從準備工作算起到執行結束可能需要花費1天，甚至更多的時間。我們把FOTA測試的要點進行了梳理，希望給大家有所幫助。

（1）FOTA升級涉及零配件多，場景復雜，整個過程和步驟漫長，因此測試設計通常會將FOTA的測試分類、分階段、分步驟地進行。

（2）從少量零配件測起，逐漸增加參與升級的零配件，直至所有部件都參與。

（3）零配件測試增加的順序，通常按照本文第1章節的敘述，從Tbox這類完全獨立自主控制自身升級的零配件，到娛樂主機這類半獨立自主升級零配件，最后擴大到需要ICC主控件來控制自身升級的無獨立自主升級零配件。

（4）FOTA的升級過程通常安裝本文第2章節的4個階段進行劃分，在每個階段的開始和結束設立可觀察條件，測試人員對每個階段的輸入輸出進行驗證和確認。

（5）在集成測試階段，特別是零配件的集成測試階段，測試需要深入到FOTA升級協議的報文間交互中，這就需要在本小節第4點的說的階段基礎上，進一步深入到交互步驟，通過通訊協議來確認升級的零配件每個交互步驟是否正確。

（6）異常測試的場景，通常是按照技術規范給出的各階段或者各步驟的觸發條件，來反向設計，如整車電源狀態、檔位狀態、蓄電池電量、車輛速度等異常條件逐個和組合設計。

審核編輯黃宇