一种车载软件底座应用层数字孪生验证与OTA闭环系统的制作方法

本发明涉及电数字数据处理，具体为一种车载软件底座应用层数字孪生验证与ota闭环系统。

背景技术：

1、随着车载软件平台向集中化、服务化方向发展，车辆控制、诊断、通信、执行器保护和ota升级管理逐渐由软件系统统一调度，应用层功能通常通过标准化接口调用底层平台服务。该类软件交互过程涉及接口请求、响应记录、运行状态判断和升级控制，属于车载应用软件验证与数据处理控制的重要技术场景。

2、现阶段在安全保护区与客户应用区相互隔离的车载电控平台中，现有ota验证或数字孪生验证难以将同一次接口调用请求、接口调用响应与安全运行窗口可靠绑定，导致接口调用是否跨窗口、是否占用限制窗口或禁止窗口难以准确判定，进而使数字孪生验证、hil复测、影子分区加载、正式切换和回滚缺少统一依据，增加升级误放行或误阻断风险。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的技术方案如下：

2、一种车载软件底座应用层数字孪生验证与ota闭环系统，包括窗口记录模块、接口记录模块、边界关联模块和升级控制模块；

3、窗口记录模块用于记录安全保护区的运行窗口，生成含有窗口状态和窗口序号的窗口记录，窗口状态至少包括开放状态、限制状态和禁止状态；

4、接口记录模块用于记录客户应用区中待验证应用层版本发出的接口调用请求和接口调用响应，生成含有调用开始记录和调用结束记录的接口记录；

5、边界关联模块设于安全保护区与客户应用区之间的隔离边界，边界关联模块在接口调用请求经过隔离边界时写入关联序号，在接口调用响应返回至隔离边界时写入相同关联序号，并将相同关联序号对应的调用开始记录、调用结束记录、窗口记录以及接口调用持续期间的窗口轨迹序列合成为验证记录；

6、边界关联模块依据验证记录中的窗口轨迹序列、窗口序号和窗口状态确定最终调用状态，最终调用状态用于表征接口调用在安全保护区运行窗口中的完成情况、跨窗口情况、限制窗口进入情况和禁止窗口进入情况；

7、升级控制模块依据最终调用状态和待验证应用层版本对应的验证记录集合发出升级控制指令，升级控制指令用于控制待验证应用层版本对应的升级流程执行数字孪生验证、硬件在环hil复测、差分包生成、影子分区加载、正式切换、延迟切换、影子分区加载阻断和版本回滚中的对应升级路径。

8、进一步的，边界关联模块在同一接口对象存在多个未闭合调用时，依据由边界通道标识、接口调用对象、请求序列号和调用句柄组成的调用键值维护未闭合调用队列，并在接口调用响应返回时根据调用键值查找对应调用开始记录。

9、进一步的，验证记录还包括窗口轨迹序列，窗口轨迹序列用于记录接口调用从请求经过隔离边界至响应返回隔离边界期间经过的全部窗口序号和窗口状态。

10、进一步的，窗口记录模块根据安全保护区的底座服务状态、诊断响应状态、通信收发状态、执行器保护状态和ota刷写状态划分运行窗口；

11、并在运行窗口发生切换时更新窗口序号和窗口状态。

12、进一步的，接口记录模块在接口调用请求由客户应用区发出时生成调用开始记录，在接口调用响应返回客户应用区时生成调用结束记录；

13、调用开始记录和调用结束记录分别记录接口调用方向和接口调用对象。

14、进一步的，边界关联模块在接口调用请求首次经过隔离边界时生成关联序号，并将关联序号写入调用开始记录；

15、边界关联模块在接口调用响应返回至隔离边界时，将同一关联序号写入调用结束记录。

16、进一步的，边界关联模块在写入关联序号时读取当前窗口记录；

17、并将接口调用请求对应的窗口记录写入调用开始记录；

18、将接口调用响应对应的窗口记录写入调用结束记录。

19、进一步的，验证记录包括关联序号、调用开始记录、调用结束记录、调用开始记录对应的窗口序号和窗口状态、调用结束记录对应的窗口序号和窗口状态以及接口调用持续期间的窗口轨迹序列。

20、进一步的，窗口轨迹序列按照窗口切换时间顺序记录接口调用持续期间经过的窗口序号、窗口状态、窗口开始时刻和窗口结束时刻。

21、进一步的，边界关联模块先根据窗口轨迹序列中的窗口状态确定窗口占用风险，再根据窗口轨迹序列中的窗口序号确定调用跨越情况；

22、窗口轨迹序列中任一窗口状态为禁止状态的，确定为禁止窗口占用状态；

23、窗口轨迹序列中不存在禁止状态且存在限制状态的，确定为限制窗口占用状态；

24、窗口轨迹序列中不存在禁止状态和限制状态，且包含两个以上不同窗口序号的，确定为跨窗口状态；

25、窗口轨迹序列中不存在禁止状态和限制状态，且仅包含一个窗口序号的，确定为窗口内完成状态。

26、进一步的，升级控制模块在最终调用状态为窗口内完成状态时，将验证记录输入数字孪生验证环境；

27、并在数字孪生验证通过后，根据待验证应用层版本和当前运行应用层版本生成差分包生成指令、影子分区加载指令和正式切换指令，在数字孪生验证未通过时生成延迟切换指令或影子分区加载阻断指令。

28、进一步的，数字孪生验证环境根据验证记录中的接口对象、调用参数摘要、调用持续时间、窗口轨迹序列和最终调用状态生成仿真工况，若仿真工况下的接口返回状态、执行器响应偏差、通信发送确认时间和存储写入结果均满足预设验证阈值，则输出数字孪生验证通过结果，否则输出数字孪生验证未通过结果。

29、进一步的，升级控制模块在最终调用状态为跨窗口状态或限制窗口占用状态时，将验证记录作为硬件在环hil复测输入；

30、并在硬件在环hil复测完成前保持延迟切换指令，在硬件在环hil复测通过后解除延迟切换指令，在硬件在环hil复测未通过时保持延迟切换指令或生成影子分区加载阻断指令。

31、进一步的，硬件在环hil复测根据验证记录生成复测脚本，复测脚本至少包括接口对象、调用参数摘要、窗口切换时刻、限制状态或禁止状态触发条件、执行器响应采样项、通信确认采样项和存储写入校验项。

32、进一步的，升级控制模块在最终调用状态为禁止窗口占用状态时发出影子分区加载阻断指令；

33、在待验证应用层版本已经加载至影子分区且未切换运行时，发出影子分区清除指令；

34、在待验证应用层版本已经切换运行时，发出版本回滚指令，使车载电控平台恢复至待验证应用层版本切换前的稳定版本。

35、进一步的，升级控制模块以待验证应用层版本对应的验证记录集合为版本级决策对象，验证记录集合中存在禁止窗口占用状态或数字孪生验证未通过结果的，不生成正式切换指令；验证记录集合中存在跨窗口状态或限制窗口占用状态且硬件在环hil复测未完成的，保持延迟切换指令；验证记录集合中的窗口内完成状态均通过数字孪生验证且需复测的验证记录均通过hil复测的，才允许生成正式切换指令。

36、本发明的有益效果如下：

37、1、通过在隔离边界处为接口调用请求和接口调用响应写入相同关联序号，并将其与安全保护区的窗口记录和窗口轨迹序列合成为验证记录，使得同一次接口调用能够与对应安全运行窗口建立可追溯关联，从而解决了现有技术中隔离场景下接口调用状态难以准确判定、升级控制缺少统一依据的问题。