CN114546445A

CN114546445A - 一种基于微服务架构的整车ota控制器升级系统及方法

Info

Publication number: CN114546445A
Application number: CN202210171871.4A
Authority: CN
Inventors: 刘俊; 马云林
Original assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Current assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2042-02-24
Also published as: CN114546445B

Abstract

本发明公开了一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统及方法，包括，OTA客户端，与用户进行交互；升级过程服务，与OTA客户端进行通信，包括多个按照职责单一和闭包的服务划分原则划分的可独立开发、测试及部署的微服务，用于版本管理、升级包管理、升级控制、升级状态监控和升级对象管理；控制器升级服务，与升级过程服务进行通信，用于在控制器上执行软件升级或刷写。本发明为基于微服务架构的整车OTA过程中控制器升级的模块化设计，解决整车OTA中升级控制流程相对固定，电子电器架构变化，以及不同控制器升级方式存在差异的问题。

Description

一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统及方法

技术领域

本发明属于汽车软件技术领域，更具体涉及一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统及方法。

背景技术

OTA是汽车软件升级的通道，其价值是将新软件远程刷写到汽车中。随着汽车智能化、网联化、电动化的进程加速，汽车产业正在迎来“软件定义汽车”的大变革。软件将是未来汽车智能化的基础和核心。OTA作为软件更新的关键基础技术，成为软件定义汽车时代的标配。整车级OTA涉及到越来越多的域控制器以及域控制器之下的电子电器件，都要进行升级。这些基于不同技术的控制器升级方式存在差异，而且供应商也不同,会存在一些特殊的需求。因此一种平台化的OTA解决方案能够实现统一的升级框架以及API接口的标准化，可以解决整车控制升级开发和OTA普及过程中，面临的电子电器架构变化、控制器差异性、升级流程和策略调整等问题，有效缩短开发周期，提高可维护性。

我国专利CN202111014661.6涉及一种整车控制器软件的升级方法及系统，该系统包括：OTA客户端：收集主芯片及其它控制器的版本信息，OTA客户端与服务端通信，OTA客户端从云端获取升级任务信息、下载升级包及回滚包，OTA客户端发送升级状态至云端，同时OTA客户端负责人机交互功能；OTA主控节点：OTA主控节点负责检查整车安装条件、保持安装状态、执行安装策略；OTA子控节点：OTA子控节点包括两个种类，其中一个种类的OTA子控节点负责控制安装有操作系统的主芯片的升级，另一个种类的OTA子控节点负责控制没有安装操作系统的其它控制器的升级。本发明通过将升级对象分类、升级过程分段、升级角色分离，实现控制器的统一管理、升级过程的集中控制、OTA功能组件的平台化。该发明描述的是通过将升级对象分类、升级过程分段、升级角色分离，实现控制器的统一管理、升级过程的集中控制、OTA功能组件的平台化，没有涉及到服务的分解、服务组件的松耦合性以及API接口标准化的设计以提高架构的扩展性。

我国专利CN201710631681.5公开了一种整车控制器软件的远程升级方法及系统，该方法包括：预先划分软件存储区和冗余软件存储区，其中，软件存储区存储整车控制器的软件，冗余软件存储区存储整车控制器的远程升级软件，在整车控制器上电初始化后进入软件存储区的引导区，以执行软件，检查是否有升级指令，并判断该升级指令是否为远程升级指令，如果是，则将远程升级软件刷写至冗余软件存储区，然后对刷写的远程升级软件进行程序完整性校验，如果完整，则在整车控制器复位后进入冗余软件存储区的引导区以执行远程升级软件，如果不完整，则在整车控制器复位后进入软件存储区的引导区以执行软件。利用本发明可以避免远程升级失败导致整车控制器无法运行的情况发生。该技术描述的是整车控制器内部的升级处理，从而避免远程升级失败导致整车控制器无法运行的情况发生，并没有涉及到整车控制器升级的软件架构和平台化设计方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明一种基于微服务架构的整车OTA过程中控制器升级的模块化设计系统及方法，解决整车OTA中升级控制流程相对固定，电子电器架构变化，以及不同控制器升级方式存在差异的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统，包括，

OTA客户端，与用户进行交互；

升级过程服务，与OTA客户端进行通信，包括多个按照职责单一和闭包的服务划分原则划分的可独立开发、测试及部署的微服务，用于版本管理、升级包管理、升级控制、升级状态监控和升级对象管理；

控制器升级服务，与升级过程服务进行通信，用于在控制器上执行软件升级或刷写。

作为优化，所述OTA客户端与升级过程服务之间、升级过程服务与控制器升级服务之间一级各微服务之间通过请求/响应或发布/订阅的方式进行通信。

作为优化，所述OTA客户端与升级过程服务通过通信通道进行通信，所述通信通道包括同一个操作系统内部的进程间通信或不同设备之间的远程过程调用通信。

作为优化，所述升级过程服务与控制器升级服务之间通过通信总线进行通信，所述通信总线采用统一的通信机制和消息格式。

作为优化，所述微服务包括，

版本管理服务，用于对控制器升级对象的版本信息进行收集和管理；将升级对象的版本信息上传到OTA云端，并由OTA云端获取新版本的升级信息，且提供查询接口；

升级包管理服务，用于对升级包文件及升级包路径的管理，并将升级包分发至控制器；提供获取文件下载路径、执行或者暂停文件下载、请求文件数据传输的接口；

升级控制服务，用于管理整个升级过程，提供升级开始或中止的请求接口；

升级状态监控服务，用于在升级过程中，对所有控制器的升级对象的升级状态、升级进度和升级结果进行监控及处理，上报升级状态数据到OTA云端，并提供升级状态和进度的查询接口；

升级对象管理服务，用于管理车辆具备软件升级条件的升级对象，接收控制器升级服务的注册请求，提供注册接口和升级对象信息查询接口。

基于上述系统，本发明还提供了一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级方法，包括以下步骤，

S1，控制器升级服务启动，收集升级对象信息，并向升级对象管理服务请求注册升级对象；

S2，升级对象管理服务收到注册请求，登记和保存升级对象信息，并提供升级对象变化的事件订阅；

S3，版本管理服务订阅升级对象变化的事件，向OTA云端上报升级对象信息，并获取和保存对应于升级对象的新版本信息；

S4,OTA客户端向版本管理服务订阅新版本信息，收到新版本信息后提示用户，并向升级包管理服务查询新版本信息的升级包文件下载进度，进行界面展示；

S5，升级包管理服务向版本管理服务订阅新版本信息，下载和传输新版本信息的升级包；升级包下载或传输完成后，发布升级包准备完成的事件消息；

S6,OTA客户端通过与用户的交互界面触发，向升级控制服务发起升级请求，升级状态监控服务监控升级进度；OTA客户端向升级状态监控服务订阅升级进度，展示升级进度和升级结果。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、服务之间的交互采用API完成，封装了服务的实现细节，允许服务在不影响客户端的情况下，对实现方式做出修改。从而，从软件层面实现了升级框架的统一以及API接口的标准化，能够适配汽车端控制器集中式、非集中式等不同电子电器架构以及控制器的变化，提升整车OTA控制器升级的可维护性，改善开发效率。

2、为了保证升级功能的软件质量，小的、松耦合的服务更容易被理解和测试，从而提高了OTA功能的可测试性。

3、微服务架构的独立部署性和技术异构性，可以在控制器变更、控制器增加减少或者升级业务流程调整的情况下，不影响和改变其他的服务，具有良好的可扩展性。

附图说明

图1为本发明的系统框架图；

图2为本发明的基于微服务的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1-图2，

一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统，包括，

OTA客户端，与用户进行交互；

升级过程服务，与OTA进行通信，为OTA过程中相对固定的业务流程，包括版本查询过程、升级包下载过程、升级控制过程；按照职责单一和闭包的服务划分原则，进一步地将升级过程划分为5个小的，可独立开发、测试及部署的微服务。所述微服务包括，

版本管理服务，用于对控制器升级对象的版本信息进行收集和管理；将升级对象的版本信息上传到OTA云端，并由OTA云端获取新版本的升级信息，且提供查询接口；具体的，负责车端各控制器的升级对象版本信息的收集，管理整车大版本；将车端版本信息上传到OTA云端，获取云端新版本的升级信息，保存升级任务信息以及各个对象的升级信息，提供接口查询车端版本、新版本和升级信息。

升级包管理服务，用于对升级包文件及升级包路径的管理，并将升级包分发至控制器；提供获取文件下载路径、执行或者暂停文件下载、请求文件数据传输的接口；具体的，负责升级包文件及升级包路径的管理，当控制器无联网能力下载升级包时，下载并缓存升级包，并分发至控制器；提供接口获取文件下载路径、执行或者暂停文件下载、请求文件数据的传输。

升级控制服务，用于管理整个升级过程，提供升级开始或中止的请求接口；具体的，管理整个升级过程，提供升级开始或者中止的请求接口。在升级过程中，负责整车升级状态的管理，包括与控制器进行CAN信号或者数据的交互，检测升级条件，控制电源状态、行车档位状态等；负责升级对象调度管理，包括向版本管理服务查询升级信息、确定升级对象的升级顺序，向升级服务请求升级或者中止升级；在升级出现异常时进行重试、回滚等容错处理。

升级对象管理服务，用于管理车辆具备软件升级条件的升级对象，接收控制器升级服务的注册请求，提供注册接口和升级对象信息查询接口。具体的，负责管理车辆具备软件升级条件的升级对象，接受升级服务的注册请求，保存所有升级对象的ID、所属控制器、当前的硬件版本、软件版本等信息，提供注册接口和升级对象信息查询接口。

控制器升级服务，与升级过程服务进行通信，用于在控制器上执行软件升级或刷写。具体的，控制器升级服务是运行在控制器上执行软件升级功能的模块或者插件，适配不同的车型和不同的控制器，升级服务的实现方式会存在差异；但需按照约定的通信机制和消息格式，提供版本查询、升级条件设置、升级控制、升级进度查询等接口。升级服务除了管理控制器自身的升级活动外、还包括由它负责的电子元件的软件刷写或者软件更新功能，因此，每个控制器上的升级服务管理的升级对象可能不止1个。

所述OTA客户端与升级过程服务之间、升级过程服务与控制器升级服务之间一级各微服务之间通过请求/响应或发布/订阅的方式进行通信。所述OTA客户端与升级过程服务通过通信通道进行通信，OTA客户端和OTA服务之间的通信通道，根据OTA客户端、OTA服务的部署情况而定，可以是同在一个操作系统内部的进程间通信，也可以是不同设备之间的远程过程调用通信。所述升级过程服务与控制器升级服务之间通过通信总线进行通信，所述通信总线采用统一的通信机制和消息格式。通信总线，是各个服务之间的通信通道，服务会根据电子电器架构特性部署到不同的控制器上，硬件通道会有差异，但需约束通信机制和消息格式，如采用gRPC和Protocol Buffers组合，或者其他消息中间件。

具体的，本发明将整车级OTA车端系统分为三部分，包括：

OTA客户端，实现OTA与用户交互的入口，包括版本查询和展示、新版本提示、升级的触发、升级进度的展示、升级结果的查看。OTA客户端是实现OTA与用户交互的入口，它运行在具备人机交互能力的设备上，可以是手机或者车机等智能终端设备上的应用程序。OTA客户通过调用服务，实现包括版本查询和展示、新版本提示、下载和升级的触发、下载和升级中止、升级进度展示、升级结果查看等功能。

升级过程服务，实现OTA过程中的控制流程，按照职责单一和闭包的原则，拆分为版本管理服务，升级包管理服务、升级控制服务、升级状态监控服务、升级对象管理服务。

控制器升级服务，实现执行控制器升级或者控制器刷写功能的模块，对外提供统一的接口。

上述客户端与服务之间、服务与服务之间的消息通信采用的实际无代理架构，以消除消息代理中心可能存在的性能瓶颈，通信方式分为两种，包括：

请求/响应方式：包括查询或者读取服务的数据、命令服务执行相应操作；为避免请求发起方因为等待响应而产生阻塞，使用异步的响应方式。

发布/订阅方式：向服务订阅事件，当服务的数据发生变化时，服务主动向订阅方发布事件消息。

S1，控制器升级服务启动，收集升级对象信息，并向升级对象管理服务请求注册升级对象。控制器开机后，升级服务会被启动，升级服务主动获取所辖的升级对象信息，并向升级对象管理服务请求注册升级对象，以示车辆支持软件升级的固件或者电子元件。

具体的，控制器开机后，升级服务会被启动，升级服务主动获取升级对象信息，并向升级对象管理服务请求注册升级对象，注册完成后升级对象管理服务会回复响应。如果升级对象管理服务未响应注册请求，升级服务会以一定时间间隔周期性发起请求，直至超过请求次数。

S2，升级对象管理服务收到注册请求，登记和保存升级对象信息，并提供升级对象变化的事件订阅。升级对象管理服务登记所有的升级对象信息并保存，提供升级对象更新的事件订阅。

具体的，升级对象管理服务收到注册请求，会登记并保存升级对象信息，包括升级对象所属的升级服务地址，用于其他过程服务去访问升级服务。如果升级服务再次请求注册，升级对象管理服务会重新更新数据。升级对象管理服务提供升级对象变化的事件订阅。

S3，版本管理服务订阅升级对象变化的事件，向OTA云端上报升级对象信息，并获取和保存对应于升级对象的新版本信息；版本管理服务启动后，向OTA云端查询车辆的配置；并向升级对象管理服务订阅升级对象事件，查询车端的升级对象信息，向OTA云端上报车端的版本信息；获取新版本的信息，保存新版本升级信息。

具体的，版本管理服务启动后，向OTA云端查询车辆的配置；并订阅升级对象变化事件，收到事件消息后，查询所有的升级对象信息，对比是否满足当前车辆的配置。版本管理服务需要判断升级对象是否匹配配置的软件信息，保证在整车大版本的完整性的情况下，向OTA云端上报车端的版本信息；否则，在整车版本未读取完整的情况下，也可考虑向OTA云端同步已有的升级对象信息。当版本管理服务从OTA云端获取新版本的信息后，对信息进行解析并保存数据，包括升级任务ID、升级任务信息、新版本号及各个升级对象的升级信息。

S4,OTA客户端向版本管理服务订阅新版本信息，收到新版本信息后提示用户，并向升级包管理服务查询新版本信息的升级包文件下载进度，进行界面展示；OTA客户端启动后，向版本管理服务订阅新版本事件，收到新版本消息后提示用户；并向升级包管理服务查询新版本升级包下载进度，进行界面展示。

S5，升级包管理服务向版本管理服务订阅新版本信息，下载和传输新版本信息的升级包；升级包下载或传输完成后，发布升级包准备完成的事件消息；升级包管理服务向版本管理服务订阅新版本事件，查询新版本升级信息，执行下载和传输新版本升级包；升级包下载或者传输完成后，发布升级包准备完成的事件消息。

S6,OTA客户端通过与用户的交互界面触发，向升级控制服务发起升级请求，升级状态监控服务监控其进度；OTA客户端向升级状态监控服务订阅升级进度，并展示升级进度和升级结果。OTA客户端界面触发，向升级控制服务发起升级请求。升级状态监控服务向升级服务订阅升级状态变化，查询升级对象的进度并进行整车升级进度的计算。OTA客户端向升级状态监控服务订阅整车升级进度变化，展示升级进度和升级结果。

本发明提供了基于微服务架构的整车控制器升级的实现方法，通过使模块微服务化、约束通信方式、统一接口，使得各个微服务模块之间只有轻耦合关联，彼此之间影响较小，一个微服务的功能需要更新或维护时不影响其他微服务模块的业务功能的正常使用，因此设计实现及更新迭代也更为容易，使系统具有更好的可扩展性和可修改性。而且，服务的组合能为客户提供更加丰富的、可变化的交互功能。

本发明，1、服务之间的交互采用API完成，封装了服务的实现细节，允许服务在不影响客户端的情况下，对实现方式做出修改。从而，从软件层面实现了升级框架的统一以及API接口的标准化，能够适配汽车端控制器集中式、非集中式等不同电子电器架构以及控制器的变化，提升整车OTA控制器升级的可维护性，改善开发效率。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统，其特征在于，包括，

OTA客户端，与用户进行交互；

2.根据权利要求1所述的一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统，其特征在于，所述OTA客户端与升级过程服务之间、升级过程服务与控制器升级服务之间以及各微服务之间通过请求/响应或发布/订阅的方式进行通信。

3.根据权利要求1所述的一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统，其特征在于，所述OTA客户端与升级过程服务通过通信通道进行通信，所述通信通道包括同一个操作系统内部的进程间通信或不同设备之间的远程过程调用通信。

4.根据权利要求1所述的一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统，其特征在于，所述升级过程服务与控制器升级服务之间通过通信总线进行通信，所述通信总线采用统一的通信机制和消息格式。

5.根据权利要求1所述的一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级系统，其特征在于，所述微服务包括，

6.一种基于微服务架构的整车OTA控制器升级方法，其特征在于，包括以下步骤，

S6,OTA客户端通过与用户的交互界面触发，向升级控制服务发起升级请求，升级状态监控服务监控升级进度；OTA客户端向升级状态监控服务订阅升级进度，并展示升级进度和升级结果。