CN101727095A - 汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法，包括如下步骤：第1步，计算机通过CAN总线连接汽车电子控制器，计算机作为主设备以CCP协议与汽车电子控制器建立逻辑连接；第2步，计算机将FlashKernel文件传送至汽车电子控制器的RAM，并在RAM中运行Flash Kernel文件；第3步，计算机作为主设备以CCP协议和所述Flash内核程序建立逻辑连接，计算机调用Flash服务程序对汽车电子控制器的Flash进行擦除、修改、覆盖。本发明可以减少ECU的设计难度，降低制作成本，同时不占用Flash空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车电子控制器的在线编程、软件下载方法。
背景技术
汽车的ECU(ELECTRONIC CONTROL UNIT，电子控制器)对整车的能量管理及各部件的协调运作起着关键作用。在监控汽车的工作状态时，常常需要对ECU中的控制软件进行重新的标定、诊断和更新。传统的调试、更新ECU中软件的方法，或者借助于JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动小组)接口或BDM(Background Debug Mode，背景调试模式)接口进行在线烧写，或者将ECU拆卸下来烧写再安装回去。显然，在ECU上增加额外的接口会增加ECU的制造成本，而拆卸再安装则大大增加了调试烧写的复杂程度。
目前在ECU运行期间，已经可以实现外部信号在RAM中的标定。通过专用的测量标定软件，用户可以改变RAM中的参数，但不能改变Flash中的参数。为了解决这个问题，用户可以先下载一个特定的Flash服务程序至Flash中，Flash服务程序是完成对Flash的擦除、读写等操作，然后利用该程序改变Flash中的数据。由于ECU运行时并不需要经常改写Flash中的数据，这么操作显然会浪费Flash的存储空间。
CCP(CAN Calibration Protocol，CAN标定协议)协议是一个基于CAN总线的标定协议。CCP协议采用主从方式通讯，系统中只有一个主设备，它通过CAN总线连接一个或多个从设备。主设备与从设备间通过会话实现数据传送等功能，这些功能的实现是进行标定、监控、诊断等工作的基础。CCP协议已在某些ECU标定中得到应用，但目前尚无用该协议进行ECU在线下载的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法，该方法无需使用ECU的JTAG或BDM接口，也不占用ECU的Flash存储空间，提高了ECU在线调试、更新的便利性。
为解决上述技术问题，本发明汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法包括如下步骤：
第1步，计算机通过CAN总线连接汽车电子控制器，计算机作为主设备以CCP协议与汽车电子控制器建立逻辑连接；
第2步，计算机将Flash Kernel文件传送至汽车电子控制器的RAM，并在RAM中运行Flash Kernel文件；
第3步，计算机作为主设备以CCP协议和所述Flash内核程序建立逻辑连接，计算机调用Flash服务程序对汽车电子控制器的Flash进行擦除、修改、覆盖；
所述CCP协议从设备驱动软件包括CCP协议驱动程序和CAN总线接口驱动程序；
所述Flash Kernel文件包括CCP协议驱动程序、CAN总线接口驱动程序和Flash服务程序。
本发明使用ECU的CAN总线接口，目前汽车上大多使用CAN总线进行通信，因此ECU都具备CAN总线接口。这样无需ECU具有额外的JTAG或BDM接口，因此可以减少ECU的设计难度，减小体积并降低制作成本。同时本发明将Flash Kernel文件下载到ECU的RAM中，因此不占用ECU的Flash存储空间。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明所述方法的流程图；
图2是计算机与汽车电子控制器相连接的示意图；
图3是CCP协议从设备驱动软件的模块示意图；
图4是CCP协议驱动程序的流程图；
图5是计算机向汽车ECU的RAM传送Flash Kernel文件的示意图；
图6是计算机向汽车ECU的Flash覆盖Hex文件的示意图；
图7是本发明所述方法全过程中计算机的流程图；
图8是本发明所述方法全过程中汽车ECU的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法包括如下步骤：
第1步，计算机通过CAN总线连接汽车电子控制器，计算机作为主设备以CCP协议与汽车电子控制器建立逻辑连接。
请参阅图2，计算机作为主设备和汽车电子控制器(作为从设备)相连接。计算机在硬件上具有CAN总线接口卡，汽车ECU在硬件上具有CAN总线驱动器，计算机通过CAN总线连接汽车ECU。CAN总线接口卡例如可采用Vector公司的CANape卡。计算机还具有CCP协议主设备驱动软件，包括CCP协议驱动程序和CAN总线接口驱动程序等。汽车ECU还具有CCP协议从设备驱动软件。计算机采用CANape测试标定工具对汽车ECU进行各项操作。CANape工具包含有CCP协议的所有命令模块以及根据CCP协议编写的子命令模块。
首先，配置主设备(计算机)的CANape Graphic界面。在CANape软件的菜单栏中确定需要配置Deviec选项为CCP Drive。在Driver Setting配置中，对所需的参数项要依次配置。包括：Protocol Parameters，其中CRO ID(命令发送帧)和DTO ID(数据发送帧)应与从设备(汽车ECU)中CCP.h定义一致。Flash参数项中地址段的填写应与从设备中的Flash地址空间一致。在Flash option选项中调入之前编译好的Flash Kernel文件。
其次，在CANape软件主菜单栏的Calibration选项中选择Download toFlash一栏，加载需要下载到Flash中进行覆盖的Hex文件。CANape内部会对Hex文件进行解包，将地址信息和Flash段的设置进行匹配，并且进行校验和的校验。
再次，通过CCP协议的Connect命令，建立主设备与从设备的逻辑连接。
第2步，计算机将Flash Kernel文件传送至汽车电子控制器的RAM，并在RAM中运行Flash Kernel文件。
请参阅图5，计算机以CCP协议与汽车ECU建立逻辑连接。由于CCP协议从设备驱动软件在汽车ECU的Flash中，因此实际上是计算机与汽车ECU的Flash中的CCP协议从设备驱动软件建立逻辑连接(图中虚线所示)。然后，计算机向汽车ECU的RAM传送Flash Kernel文件，传送完毕后在汽车ECU的RAM中运行Flash Kernel文件。
首先，调用CCP协议的命令模块中的SET_MTA子模块，设置目标控制器的数据指针，确定需要下载的FLASH Kernel文件在汽车ECU的RAM中的地址。
其次，调用CCP协议的命令模块中的DOWNLOAD6模块向汽车ECU传送Flash Kernel文件，直至最后一个CAN数据帧传送完毕。
第3步，计算机作为主设备以CCP协议和所述Flash内核程序建立逻辑连接，计算机调用Flash服务程序对汽车电子控制器的Flash进行擦除、修改、覆盖。
请参阅图6，计算机以CCP协议与Flash Kernel文件建立逻辑连接。由于Flash Kernel文件在汽车ECU的RAM中，因此实际上是计算机与汽车ECU的RAM中的Flash Kernel文件建立逻辑连接(图中虚线所示)。然后，计算机调用Flash Kernel文件中的Flash服务程序对汽车ECU的Flash进行各项操作，包括擦除、修改、覆盖等。例如，计算机调用Flash服务程序对汽车电子控制器的Flash进行全部擦除，再传送一个新的Hex文件对汽车电子控制器的Flash进行全部覆盖。
首先，调用CCP协议的命令模块中的SET_MTA子模块，设置目标控制器的数据指针，确定需要下载的HEX文件(即用于覆盖汽车ECU的Flash的文件)在ECU内存中的位置。
其次，调用CCP协议的命令模块中的Clear_MTA子模块，擦除汽车ECU的Flash。
再次，调用CCP协议的命令模块中的PROGRAM6命令将需要在汽车ECU上运行的HEX文件写入FLASH中进行覆盖操作。
在上述方法的3个步骤之前，需要首先编写汽车电子控制器的CCP协议从设备驱动软件和Flash Kernel文件。
请参阅图3，CCP协议从设备驱动软件包括CCP协议驱动程序和CAN总线接口驱动程序。其中，CCP协议驱动程序用于建立符合CCP协议的通信，可以通过CANbedded工具配置生成，并且需要按照CAN 2.0的要求和CAN模块芯片资料的要求对CAN模块进行初始化，生成相应的.c和.h文件。CAN总线接口驱动程序用于建立CAN总线通信，完成CAN信息帧在CAN总线上的发送和接收，并为CCP协议驱动程序提供两个函数接口。调用CAN_vPutMsgObj()函数可以将CAN信息帧发送到CAN总线上，调用CAN_CAN_vGetMsgObj()函数可以从CAN总线上接受CAN信息帧。编写好的CCP协议从设备驱动软件可以存储在汽车ECU的Flash中。
所述Flash Kernel文件是用编译好的Hex文件改写的，包括CCP协议驱动程序、CAN总线接口驱动程序和Flash服务程序，编译后再生成Hex文件。其中的Flash服务程序实现对Flash的擦除、读写、覆盖等操作的功能。Flash Kernel文件在具体组成上分为两部分：其一为Flash Kernel Data(Flash Kernel的数据域)，由FLASH、CAN、CCP驱动程序集成编译通过后的Hex文件组成；其二为Flash kernel Config(Flash Kernel的配置头文件)，由Flash_kernel_Name(文件名)、Flash_kernel_file_ADDR(HEX文件的起始地址)、Flash_kernel_size(Hex文件的大小)、Flash_kernel_RAM_ADDR(Hex文件中RAM的地址)、Flash_kernel_RAM_ADDR_START(Hex文件中RAM的起始地址)组成。由于Flash Kernel文件最终下载到汽车ECU的RAM中，因此需要在生成HEX文件时，将整段程序都定义到实际RAM区域内。
请参阅图4，这是CCP协议驱动程序的流程图。CCP协议驱动程序以一个无限循环的形式工作。首先等待主设备的CRO(命令接收帧)，若CAN总线上没有CRO帧，则任务挂起。若发现主设备的CRO帧则继续执行后面的步骤。若CAN总线上有CRO帧，则CCP协议驱动程序调用CAN总线接口驱动程序的CAN_vGetMsgObj()函数来获取主设备的CRO帧。随后解析CRO命令帧，获取主设备发送的命令码及命令参数。根据该命令执行相应动作。执行完毕后，调用ccpSend()函数发送DTO(数据发送帧)，在ccpSend()函数中调用CAN_vPutMsgObj()函数，回送成功执行完毕的应答帧。若需回送参数则在DTO帧中相应位置回送应答参数。CCP协议为确保主设备与从设备之间正常通信，每次发送后，程序必须通过调用CCP driver中的ccpSendCallback()子函数检查刚才的DTO是否已经发送，否则不能发送下一帧报文。针对不同的CAN driver实现，该函数调用的位置不同。当检测出DTO正常发送后，主函数将CCP标志位清空，CCP协议驱动程序回到第一步，继续等待CAN总线上的CRO帧。
请参阅图7，这是本发明所述方法全过程中主设备计算机的流程图。首先配置计算机的CANape Graphic界面，对所需的参数项要依次配置。包括：Protocol Parameters，其中CRO ID和DTO ID应与从设备汽车ECU中CCP.h定义一致。Flash参数项中地址段的填写应与汽车ECU中的Flash地址空间一致。Flash option选项中调入之前编译好的Flash Kernel文件。然后在主菜单栏的Calibration选项中选择Download to Flash一栏，加载需要下载到Flash中的Hex文件。CANape内部会对Hex文件进行解包，将地址信息和Flash段的设置进行匹配，并且进行校验和的校验。主设备界面配置好后，就开始和从设备连接传输命令。调用CCP命令模块中的SET_MTA子模块，设置目标控制器的数据指针，确定需要下载的FLASH kernel在汽车ECU的RAM中的地址。接收到ECU回送成功的应答帧后，调用DOWNLOAD6模块向汽车ECU传送Flash Kernel文件；调用DOWNLOAD模块完成最后一帧数据的下载。调用SET_MTA子模块，设置汽车ECU的数据指针，确定需要下载的HEX文件在ECU内存中的位置。调用Clear_MTA，擦除Flash。调用PROGRAM6命令将需要在ECU上运行的程序HEX文件写入FLASH中。
请参阅图8，这是本发明所述方法全过程中从设备汽车ECU的流程图。打开CAN接受中断。当总线上有CAN报文出现时，依次接受并解析执行命令。主函数通过判断标志位的状态，调用CCP driver的ccpCommand()子函数。该函数是命令处理器的主要组成部分，也是命令处理器与CAN driver的接口函数，它负责解释并执行收到的CRO命令，调用CCP driver中的其他函数，进行数据处理并组织需要反馈的数据。调用ccpCommand()子函数，依次完成设置数据指针，把Flash Kernel下载到RAM中，然后程序跳转到RAM中，运行Flash Kernel部分的程序。依次完成设置要下载的Flash的首地址，擦除Flash，最后完成对Flash的烧写。
综上所述，本发明汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法，首先按照CCP协议编写从设备驱动软件和Flash Kernel文件。然后计算机作为主设备与汽车ECU的Flash中的从设备驱动软件进行CCP通信，传送FlashKernel文件至汽车ECU的RAM中。再后计算机作为主设备与汽车ECU的RAM中的Flash Kernel文件进行CCP通信，传送新的Hex文件对汽车ECU的Flash进行在线烧写。该方法简便易行，有利于精简汽车ECU的硬件设计，减小汽车ECU的体积，降低汽车ECU的制造成本。同时该方法不占用汽车ECU的Flash存储空间。
Claims (5)
1.一种汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：
第1步，计算机通过CAN总线连接汽车电子控制器，计算机作为主设备以CCP协议与汽车电子控制器建立逻辑连接；
第2步，计算机将Flash Kernel文件传送至汽车电子控制器的RAM，并在RAM中运行Flash Kernel文件；
第3步，计算机作为主设备以CCP协议和所述Flash Kernel文件建立逻辑连接，计算机调用Flash服务程序对汽车电子控制器的Flash进行擦除、修改、覆盖；
所述CCP协议从设备驱动软件包括CCP协议驱动程序和CAN总线接口驱动程序；
所述Flash Kernel文件包括CCP协议驱动程序、CAN总线接口驱动程序和Flash服务程序。
2.根据权利要求1所述的汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法，其特征是：所述计算机采用CANape测试标定工具。
3.根据权利要求1所述的汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法，其特征是：所述方法的第1步中，编写好的CCP协议从设备驱动软件存储在汽车电子控制器的Flash中。
4.根据权利要求3所述的汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法，其特征是：所述方法的第2步中，计算机作为主设备以CCP协议与汽车电子控制器的Flash中的CCP协议从设备驱动软件建立逻辑连接。
5.根据权利要求1所述的汽车电子控制器的Flash的在线烧写方法，其特征是：所述方法的第4步中，计算机作为主设备以CCP协议和汽车电子控制器的RAM中的Flash内核程序建立逻辑连接，计算机调用汽车电子控制器的RAM中的Flash服务程序对汽车电子控制器的Flash进行全部擦除，再传送一个新的Hex文件对汽车电子控制器的Flash进行全部覆盖。
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