在车载软件维护成本偏高、汽车制造周期较长及服务受地域限制（4S经销商处）等多重挑战下， Red Bend软件公司（以下简称“Red Bend”）推出的固件无线更新（FOTA）和虚拟化方案为汽车制造商和一级供应商提供了先进的解决方案。

21世纪以来，汽车行业面临众多挑战。其中，预装软件和下载软件激增给车载系统软件管理带来了巨大压力。根据Frost & Sullivan研究报告显示，在不久的将来，汽车中的代码行数（LOC）将增至2～3亿。在电动车中，软件总量将会增加40%～60%。在车载软件维护成本偏高、汽车制造周期较长及服务受地域限制等多重挑战下， Red Bend推出的固件无线更新（FOTA）和虚拟化方案为汽车制造商和一级供应商提供了先进的解决方案。这些方案可以运用无线方式统一更新、管理及提升汽车远程信息处理单元、电子控制单元（ECU）和信息娱乐系统（IVI）的软件性能。汽车设备的使用年限通常为5～10年，FOTA为该领域新功能的引入创造了很好的机会。

FOTA在汽车上的应用

目前，一些汽车制造商已经采用了FOTA等软件管理技术，如通用、梅赛德斯及泰斯拉。但FOTA的应用规模和更新次数还十分有限。为了使汽车行业整体受益，该行业部署软件管理技术的速度还需加速。

Red Bend的vRapid Mobile FOTA解决方案可以通过无线方式实现安全、快速、经济的车载设备固件升级。 基于Red Bend的专利技术，vRapid Mobile FOTA包括更新产生程序和更新安装程序两个部分。

vRapid Mobile更新产生程序可识别现有固件版本与新的升级版本之间的本质差别，并自动为这些变更创建高度压缩的数据包。vRapid Mobile更新安装程序内置于汽车设备中，可执行更新安装功能。 经过优化的更新安装程序可适用于汽车设备有限的存储空间。

2013年11月，Red Bend推出了可远程更新汽车ECU、嵌入式模块及M2M等资源受限电子设备固件的vRapid Mobile Fuse产品，进一步取得了突破。vRapid Mobile Fuse仅需要7kB的业内最小内存作为存储空间就能实施软件更新，不但能将更新时间缩短一半。

图1  通过FOTA为车队Telematics设备提供无线升级服务

案例：后装市场的领先车队管理厂商

本案例研究描述了汽车后装市场领先的车队管理厂商如何将Red Bend的软件更新解决方案集成在公司最新的Android产品上，来为其客户提供FOTA无线更新服务（见图1）。车队管理市场分为两大类：已集成、可由车队经理决定是否订阅的远程信息处理单元（Telematics Unit）和根据服务协议安装在卡车上的后装远程信息处理单元。

该后装车队管理厂商推出了基于Android的智能Telematics设备，可提供移动人力管理，包括驾驶员电子日志、驾驶室导航、扫描和打印、双向通讯和调度等。

在要求中，其中一项功能是能够100％确保Telematics单元固件更新的可靠性，使商用卡车不必到经销商或服务中心处进行升级，也不必因无线升级软件版本向网络连接供应商支付额外数据费用。 在Red Bend与厂商的共同努力下，Red Bend的容错FOTA更新代理和基于标准的OMA-DM客户端在几天之内集成到了Telematics设备上，确保了产品的上市时间。Red Bend的软件解决方案为Telematics制造商开辟了新的机会，在2014年第一季度，该制造商将固件更新作为一项服务提供给了商用车队运营者，并计划在未来通过Telematics设备提供一个应用商店，为客户群提供有针对性的应用程序。

根据IDC的调研报告显示，FOTA技术对汽车行业的OEM和服务供应商来说是一种可行且低成本的方法。FOTA技术能帮助OEM和服务供应商跟上车载嵌入式软件迅速部署的步伐，帮助OEM满足敏感的上市时间表，减少召回并降低保修成本。同时，它能够维护品牌形象并减轻与商用车售后服务、操作相关的法律责任（商用车辆间的软件版本通常各不相同，造成了潜在的安全隐患）。

虚拟化在汽车中的应用

汽车行业在信息娱乐系统中采用了强大的处理器，给现有汽车结构带来了根本性变化。 以前各项功能都需要有专属处理器，而现在数项功能都可通过一个处理器执行，而不会影响性能与可靠性。Red Bend的vLogix Mobile起初设计用于移动市场，目前已经被汽车OEM厂商和一级供应商应用于硬件整合、安全性提升及消除IP污染风险级加快产品上市等方面，可大大降低成本。

图2  汽车中的虚拟化架构

Red Bend的vLogix Mobile解决方案可以在同一硬件上管理多个虚拟机（VM）上平行运行的不同软件栈。汽车中的虚拟化架构见图2。每个域（虚拟机的一个用例）都会以安全和容错的方式，运行最小的 RTOS（实时操作系统）或功能最丰富的高级操作系统中完全不同的软件栈，而且在某一操作系统中出现的故障不会影响另一操作系统。例如，一个域可以运行传统 的RTOS来控制停车传感器，另一域可以运行高级操作系统 如QNX、Android或Linux上的信息娱乐系统。

为最大限度地提供设计自由度，每个虚拟机都可配置关键性能和可用性标准，如启动时间、资源访问权限及和其他虚拟机相比的优先级。例如，可以将停车传感器与高级操作系统隔离开来工作，使得汽车一旦启动并挂入倒挡后可以获得快速的启动时间。同时，在可以向乘客提供服务前，信息娱乐系统可以启动强大的图形处理能力和完整的高级操作系统。

vLogix Mobile允许对实时操作系统（RTOS）等现有的软件组件与应用进行重新利用，如符合行业标准的AUTOSAR平台。vLogix Mobile可以与QNX CAR2、GENIVI等领先汽车平台及标准的Android、Windows系统集成。 此方案可以为单核或多核配置的ARM架构提供广泛支持，包括ARM Cortex-A7 及Cortex-A15处理器。因此，设备生产商可以使用最新的内核系列，而无需改动现有的高级操作系统（HLOS）。此外，vLogix Mobile的Type1型超级管理程序架构利用了ARM引入的硬件辅助虚拟化扩展（VE）新技术。

先进的vLogix Mobile软件可以实现硬件整合，将多个车载系统整合到一个单独、强大的主机上，实现成本节约；确保安全性，在关键与非关键车载系统之间进行隔离，以确保安全性和完整性，即便是在硬件资源共享的条件下也可实现隔离；降低成本和工作量，简化添加新应用和其他功能的过程，获得对虚拟平台的远程管理能力；可以实现IP污染保护，允许开放操作系统接入汽车原系统，但不会对IP资产造成威胁；性能优越，使用部属最广泛的超薄Type1型超级管理程序可实现RTOS与开放HLOS的原生态性能；能帮助实现快速上市，可与vLogix Mobile的综合模块化产品系列快速集成，包括完全虚拟的Linux操作系统。

结语

随着移动应用融入车载应用趋势的加剧，不久的将来，广泛应用联网服务的汽车将变得更加“智能”。FOTA和虚拟化的普及将会带来更大的市场。