原文传递
基于优化差分算法的车载CAN网络ECU远程刷写
| 论文题名： | 基于优化差分算法的车载CAN网络ECU远程刷写 |
| 关键词： | 车载CAN网络;ECU远程刷写;OTA;差分算法 |
| 摘要： | 现如今互联网的发展蒸蒸日上，汽车作为人们基础的出行工具也融入到互联网潮流中，逐渐发展为智能汽车。车载软件不断推陈出新，但是现实中每一款新产品的投入都不可能是一蹴而就的，需要根据用户的反馈不断进行改进和调整。如果按照传统的解决方式将汽车召回厂中或4S店中统一进行升级修复，将是一件非常繁重的任务，一方面会影响用户的体验和满意度，在另一方面又将耗费大量的人力物力，因此远程升级软件的空中下载技术OTA(Over-the-Air)被引入到了汽车行业中。汽车OTA技术是指通过通信网络对汽车终端上数据、固件或者应用软件进行远程管理的技术。汽车作为远程升级的终端，车辆上承载的电子控制单元ECU(ElectronicControlUnit)之间的通信主要依赖于车载CAN(ControllerAreaNetwork)网络，其目前存在的缺点是传输带宽有限，难以传输过大的文件从而实现高速升级。因此，如何在汽车OTA升级中兼顾传输速度和传输质量，提升用户的升级体验具有非常重要的研究价值。 首先，本文对OTA技术架构进行了研究，通过分析OTA差分升级流程，在此基础上结合车载CAN网络的特点，提出了一种优化的ECU远程刷写方案。研究首先分析了OTA技术的发展现状，指出OTA发展面临的挑战和问题，提出了ECU远程刷写的需求，并针对性的设计出改进后的OTA流程和技术框架；然后对OTA差分升级的核心步骤展开研究，分析出应用于汽车升级的差分算法Bsdiff具有很大的提升空间，围绕Bsdiff差分过程的两阶段，提出了一种组合优化的方案，引入DivSufSort后缀数组构造算法来优化字符串索引生成阶段，使用Zstd无损压缩算法代替原有算法的Bzip2压缩算法完成压缩和解压差分包的过程。实验结果表明，基于DivSufSort算法和Zstd算法组合的差分升级解决方案，可以有效减少升级需要的总时长，达到提升升级效率的目的。 其次，为了保证升级过程的鲁棒性，本文设计了OTA容错机制以及埋点分析机制。容错机制主要包括两个方面，一方面是在升级前对车辆剩余内存空间进行检测，防止因为内存不足而无法升级的事件发生。另一方面是在升级之后在服务平台保留车辆此次升级软件的旧版软件，以便在新软件升级失败或者出现兼容性问题时能及时进行版本恢复。埋点监控机制通过采集升级过程中的关键数据生成埋点日志，服务平台可以进一步基于埋点日志对数据收集并分析。实验结果表明，通过对OTA升级核心流程的优化与容错机制的设计，有效避免了在车载CAN网络下ECU远程刷写过程中因网络容量不足而引起的升级失败的问题，同时规避了可能因内存不足而导致升级失败的风险。通过加入埋点分析机制，实现了OTA升级过程的可观测性以及服务端的快速根因定位，进一步提升了服务的稳定性。 |
| 作者： | 王樱蓓 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 秦贵和 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
