CN117459190B - 一种异构中央计算架构的ota通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种异构中央计算架构的OTA通信方法，包括如下步骤：OTA主控模块发送连接信号给OTA信息显示模块；OTA主控模块启动计时器；OTA主控模块判断是否收到连接信号响应：若收到响应，则判断连接信号发送成功，开启OTA任务的传输；若未收到连接信号响应，则判断计时器是否到达预定时间：若计时器已到达预定时间，则重新发送连接信号；若计时器未到达预定时间，则继续等待连接信号响应。本发明有益效果：基于系统内IPC通信及系统间以太网通信，通过连接信号发送与响应机制，确保信息能够传递到OTA应用端，提高了OTA过程中任务信息交互的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于信息通信领域，尤其是涉及一种异构中央计算架构的OTA通信方法。
背景技术
车辆OTA升级过程，需要通过车载信息娱乐系统，给用户提供显示及操作界面，用于通知用户升级任务信息、注意事项、升级进度和升级结果，并给用户提供升级任务授权及升级时间设置接口。这些信息需要在OTA主控系统与车载信息娱乐系统间进行传递，当前方案连接信号传递多为单方向无交互的传递方式，无法确保信息真正传递到目的端，从而出现交互信息丢失进而影响OTA任务执行的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种异构中央计算架构的OTA通信方法，以解决当前方案连接信号传递多为单方向无交互的传递方式，无法确保信息真正传递到目的端，从而出现交互信息丢失进而影响OTA任务执行的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种异构中央计算架构的OTA通信方法，包括如下步骤：
OTA主控模块发送连接信号给OTA信息显示模块；
OTA主控模块启动计时器；
OTA主控模块判断是否收到连接信号响应：若收到响应，则判断连接信号发送成功，开启OTA任务的传输；若未收到连接信号响应，则判断计时器是否达到预定时间；
若计时器已到达预定时间，则重新发送连接信号；若计时器未到达预定时间，则继续等待连接信号响应。
进一步的，OAT主控模块与OTA信息显示模块之间的通信过程如下：
OTA主控模块通过Linux系统内的通信IPC组件将连接信号传递给通信模块SOME/IP_Proxy；
SOME/IP_Proxy将连接信号通过车载以太网传递给Android系统内的通信模块CarService；
CarService将连接信号ACK通过车载以太网反馈给SOME/IP_Proxy，并将连接信号通过Android系统内的通信IPC组件传递给OTA信息显示模块；
OTA信息显示模块收到连接信号后，通过Android系统内的通信IPC组件将连接信号响应传递给CarService；
CarService将连接信号响应通过车载以太网传递给SOME/IP_Proxy；
SOME/IP_Proxy将连接信号响应ACK通过车载以太网反馈给CarService，并将连接信号响应通过Linux系统内的通信IPC组件传递给OTA主控模块；
OTA主控模块收到连接信号响应后，认为连接信号已传递给OTA信息显示应用。
进一步的，OTA主控模块收到连接信号响应，开启OTA任务的传输后，将OTA任务划分为多个数据包进行传输，接收OTA任务的一端在接收到OTA任务后进行CRC数据校验；
发送OTA任务的一端周期性地向接收OTA任务的一端发送进度报告，跟踪OTA任务的执行情况。
进一步的，增加冗余数据，设置缓存区域，并使用ACK确认协议机制；
设置OTA任务传输过程中的网络阈值，实时监控网络状况并做出相应调整。
进一步的，在OTA任务传输过程中，使用SSL/TLS加密协议进行数据加密传输；
在接收OTA任务的一端接收到OTA任务后，对OTA任务数据的签名进行认证，检测传输过程中的OTA任务数据是否被篡改；
启用基于公钥密钥的系统级证书，为OTA任务的传输过程定义规则并设定权限。
进一步的，S32G芯片构成的整车控制系统与8155芯片构成的车载信息娱乐系统，两者组成了异构中央计算平台；
内置有OTA主控模块的Linux系统运行在S32G芯片中的A核心上；
内置有OTA信息显示模块的Android系统运行在8155芯片上；
OTA主控模块与OTA信息显示模块，通过Linux系统中的通信模块SOME/IP_Proxy，以及Android系统中的通信模块CarService，并基于以太网SOME/IP协议，进行信息通信；
OTA主控模块与通信模块SOME/IP_Proxy之间，通过Linux系统内的通信IPC组件进行通信；
OTA信息显示模块与通信模块CarService之间，通过Android系统内的通信IPC组件进行通信。
相对于现有技术，本发明所述的一种异构中央计算架构的OTA通信方法具有以下有益效果：
本发明所述的一种异构中央计算架构的OTA通信方法，基于系统内IPC通信及系统间以太网通信，通过连接信号发送与响应机制，确保信息能够传递到OTA应用端，提高了OTA过程中任务信息交互的可靠性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种异构中央计算架构的OTA通信方法流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示：一种异构中央计算架构的OTA通信方法，包括如下步骤：
S1：OTA主控模块发送连接信号给OTA信息显示模块；
S2：OTA主控模块启动计时器；
S3：OTA主控模块判断是否收到连接信号响应：
若收到响应，则判断连接信号发送成功，开启OTA任务的传输；
若未收到连接信号响应，则判断计时器是否达到预定时间；
S4：判断计时器是否到达预定时间：
若计时器已到达预定时间，则重新发送连接信号；
若计时器未到达预定时间，则继续等待连接信号响应。
OAT主控模块与OTA信息显示模块之间的通信过程如下：
A1：OTA主控模块通过Linux系统内的通信IPC组件将连接信号传递给通信模块SOME/IP_Proxy；
A2：SOME/IP_Proxy将连接信号通过车载以太网传递给Android系统内的通信模块CarService；
A3：CarService将连接信号ACK通过车载以太网反馈给SOME/IP_Proxy；
A4：CarService将连接信号通过Android系统内的通信IPC组件传递给OTA信息显示模块；
A5：OTA信息显示模块收到连接信号后，通过Android系统内的通信IPC组件将连接信号响应传递给CarService；
A6：CarService将连接信号响应通过车载以太网传递给SOME/IP_Proxy；
A7：SOME/IP_Proxy将连接信号响应ACK通过车载以太网反馈给CarService；
A8：SOME/IP_Proxy将连接信号响应通过Linux系统内的通信IPC组件传递给OTA主控模块；
A9：OTA主控模块收到连接信号响应后，认为连接信号已传递给OTA信息显示应用。
在异构中央计算架构的OTA通信方法中，需要使用可靠的传输协议来进行OTA任务的传输，目前常用的传输协议有TCP和UDP，其中TCP具有可靠性高、传输速度慢的特点；而UDP则具有传输速度快、可靠性相对较低的特点，因此，在选择传输协议时需要考虑终端设备的网络状况和OTA任务的紧急程度，并根据具体情况选择合适的传输协议。
除了传输协议的选择外，异构中央计算架构的OTA通信方法还需要以下关键技术支持：
OTA任务分包：为了减小单个数据包的大小，降低丢包率并避免网络拥塞，需要将OTA任务划分为多个数据包进行传输；
数据校验与确认：在接收端接收到OTA任务后需要进行CRC或哈希算法等方式的数据校验，确保数据的正确性和完整性；
进度报告和错误处理：发送端需要周期性地向接收端发送进度报告，以便及时跟踪OTA任务的执行情况；
此外，在出现错误时需要能够及时通知接收端并停止任务的执行，从而避免进一步影响系统运行。
以上技术支持可以通过开发基于TCP或UDP协议的OTA协议栈来实现，例如LwIP（LightweightIP）和FreeRTOS等嵌入式操作系统中提供的OTA协议栈，这些协议栈提供了OTA任务的传输、数据校验、进度报告和错误处理功能，使得终端设备在OTA过程中能够稳定、高效地完成任务执行，其具体的工作过程如下：
OTA任务发送端根据不同接收端的平台特性，将OTA任务封装成符合其通信协议和语言特性的格式，并通过信号的方式发送至接收端，同时，为保证数据传输的安全性，采用加密技术（如AES、RSA等）对发送内容进行加密处理；
接收端在收到OTA任务后，首先解密并判断接收内容是否符合自身平台要求，确保任务完整性后，对任务进行解析并获取关键信息，诸如版本号、更新包大小、哈希值等，进一步对任务包与本地软件状态进行匹配和校验；
接收端在完成任务分析与匹配后，向发送端发送一个基于其通信协议和语言特性的ACK信号，标志本地已成功接收并校验OTA任务；此ACK信号应包括接收端设备信息、任务相关参数、以及确认信息等内容；
发送端在收到ACK信号后，开始执行OTA任务；过程中，服务器周期性向接收端发送执行进度报告，内容包括任务相关参数、进度百分比、以及环节状态等；同时，接收端将进度报告在本地存储，为之后的任务完成与结果反馈做准备；
接收端在收到所有进度报告并校验无误后，确认任务执行完成，并向发送端发送一个携带执行结果的ACK信号；随后，接收端将OTA更新结果记录于本地，并进行必要的重启和系统稳定性检测。
网络环境的不稳定性是OTA过程中一个重要的挑战，可能导致OTA任务的丢包、拥塞和延迟，进而影响OTA任务的执行效率和准确性，为了提高OTA任务的网络稳定性，需要采取以下措施：
通过增加冗余数据、设置缓存区域来改善网络传输中的数据丢失和延迟问题，并使用ACK确认协议等机制，以保证数据传输的正确性和完整性；
整个OTA任务会被划分为多个数据包进行传输，为了避免某个OTA任务占用过多网络带宽导致其他设备无法正常通信，根据网络带宽的速度以及需要传输的数据包的数量，调整单个数据包的大小，降低整个任务对网络带宽的影响；
设置OTA任务传输过程中的网络阈值（当前网络中每秒最大传输速率等参数），以便实时监控网络状况并做出相应调整。
OTA任务包含固件更新等关键信息，若安全性得不到保障，则攻击者可通过OTA漏洞实现远程控制，对系统和设备造成潜在威胁，因此，在实现异构中央计算架构的OTA通信方法时，也需要考虑数据传输和存储的安全性，这可以通过以下方式来实现：
在OTA任务传输过程中，采用SSL/TLS加密协议，使得通信双方之间的数据加密传输，从而防止中间人攻击和窃取数据等问题；
在OTA任务接收端接收到任务数据后，对数据签名或校验码进行认证或验证，确保传输过程中数据没有被篡改；
对OTA管理平台及终端设备均启用基于公钥密钥的系统级证书，为OTA过程提前定义规则、设定权限的同时加强卡口管理。
一种异构中央计算架构的OTA通信系统，包括：
S32G芯片构成的整车控制系统与8155芯片构成的车载信息娱乐系统，两者组成了异构中央计算平台；
内置有OTA主控模块的Linux系统运行在S32G芯片中的A核心上；
内置有OTA信息显示模块的Android系统运行在8155芯片上；
OTA主控模块与OTA信息显示模块，通过Linux系统中的通信模块SOME/IP_Proxy，以及Android系统中的通信模块CarService，并基于以太网SOME/IP协议，进行信息通信；
OTA主控模块与通信模块SOME/IP_Proxy之间，通过Linux系统内的通信IPC组件进行通信；
OTA信息显示模块与通信模块CarService之间，通过Android系统内的通信IPC组件进行通信。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种异构中央计算架构的OTA通信方法，其特征在于：
包括如下步骤：
OTA主控模块发送连接信号给OTA信息显示模块；
OTA主控模块启动计时器；
OTA主控模块判断是否收到连接信号响应：若收到响应，则判断连接信号发送成功，开启OTA任务的传输；若未收到连接信号响应，则判断计时器是否达到预定时间；
若计时器已到达预定时间，则重新发送连接信号；若计时器未到达预定时间，则继续等待连接信号响应；
OAT主控模块与OTA信息显示模块之间的通信过程如下：
OTA主控模块通过Linux系统内的通信IPC组件将连接信号传递给Linux系统中的通信模块SOME/IP_Proxy；
SOME/IP_Proxy将连接信号通过车载以太网传递给Android系统内的通信模块CarService；
CarService将连接信号ACK通过车载以太网反馈给SOME/IP_Proxy，并将连接信号通过Android系统内的通信IPC组件传递给OTA信息显示模块；
OTA信息显示模块收到连接信号后，通过Android系统内的通信IPC组件将连接信号响应传递给CarService；
CarService将连接信号响应通过车载以太网传递给SOME/IP_Proxy；
SOME/IP_Proxy将连接信号响应ACK通过车载以太网反馈给CarService，并将连接信号响应通过Linux系统内的通信IPC组件传递给OTA主控模块；
OTA主控模块收到连接信号响应后，认为连接信号已传递给OTA信息显示模块。
2.根据权利要求1所述的一种异构中央计算架构的OTA通信方法，其特征在于，还包括：
OTA主控模块收到连接信号响应，开启OTA任务的传输后，将OTA任务划分为多个数据包进行传输，接收OTA任务的一端在接收到OTA任务后进行CRC数据校验；
发送OTA任务的一端周期性地向接收OTA任务的一端发送进度报告，跟踪OTA任务的执行情况。
3.根据权利要求1所述的一种异构中央计算架构的OTA通信方法，其特征在于，还包括：
增加冗余数据，设置缓存区域，并使用ACK确认协议机制；
设置OTA任务传输过程中的网络阈值，实时监控网络状况并做出相应调整。
4.根据权利要求1所述的一种异构中央计算架构的OTA通信方法，其特征在于，还包括：
在OTA任务传输过程中，使用SSL/TLS加密协议进行数据加密传输；
在接收OTA任务的一端接收到OTA任务后，对OTA任务数据的签名进行认证，检测传输过程中的OTA任务数据是否被篡改；
启用基于公钥密钥的系统级证书，为OTA任务的传输过程定义规则并设定权限。
5.一种应用权利要求1-4任一所述的一种异构中央计算架构的OTA通信方法的系统，其特征在于，包括：
S32G芯片构成的整车控制系统与8155芯片构成的车载信息娱乐系统，两者组成了异构中央计算平台；
内置有OTA主控模块的Linux系统运行在S32G芯片中的A核心上；
内置有OTA信息显示模块的Android系统运行在8155芯片上；
OTA主控模块与OTA信息显示模块，通过Linux系统中的通信模块SOME/IP_Proxy，以及Android系统中的通信模块CarService，并基于以太网SOME/IP协议，进行信息通信；
OTA主控模块与通信模块SOME/IP_Proxy之间，通过Linux系统内的通信IPC组件进行通信；
OTA信息显示模块与通信模块CarService之间，通过Android系统内的通信IPC组件进行通信。
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