CN103761112A - 一种车载多媒体装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载多媒体装置及其控制方法，车载多媒体包括车载电脑、汽车状态监控器、与车载电脑以及汽车状态监控器连接的CAN-USB单片机，所述CAN-USB单片机上电或复位后，执行引导程序；引导程序对存储于CAN-USB单片机内部的固件文件进行CRC校验；若校验通过则CAN-USB单片机加载固件文件，通过CAN接口获取汽车状态监控器的监控数据，并转换成USB接口数据发送给车载电脑；若校验失败则CAN-USB单片机从车载电脑更新固件文件或者从单片机内部备份存储区更新固件文件。借此，本发明能够避免车载CAN-USB单片机因固件升级失败而导致程序卡死使车载电脑产生不可恢复性的损坏，提高了CAN-USB单片机的可靠性以及车载电脑的稳定性。

Description

一种车载多媒体装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及车载多媒体领域，具体涉及一种单片机及其固件升级方法。

背景技术

现有车载多媒体主要包括车载电脑、汽车状态监控器、与车载电脑以及汽车状态监控器连接的CAN-USB单片机。其中汽车状态监控器通常包括电压、电流以及速度等传感器，其通过CAN总线与CAN-USB单片机连接，CAN-USB单片机通过USB接口与车载电脑连接，当CAN-USB单片机接收到汽车状态监控器发来的CAN总线数据时，其将CAN总线数据转换为USB数据再转发给车载电脑终端。车载CAN总线是监控电动汽车各项指标的通讯总线，其稳定性要求更严格，所以车载usb-can单片机运行稳定是提高整车稳定的关键因素，而单片机最容易出现问题点是在其更新程序时一些不确定因素导致的程序升级失败，从而使车载CAN总线不能工作。

现有的单片机的内部Flash分为2个区域：应用BOOT和应用程序代码区。应用BOOT为一个简单的应用程序，实现从外部接口(Uart、IIC、SPI等)接收待更新应用程序代码以及向应用程序代码区Flash进行擦除和写入的功能。应用BOOT存放在单片机内部Flash的结束部分，一旦写入后不再修改。

现有的车载多媒体单片机升级方法为：当单片机上电或复位后，指针首先指向应用程序代码区的入口，从应用程序代码区开始执行；当单片机检测到外部接口(Uart、IIC、SPI等)有代码更新命令，则跳转到应用BOOT代码的入口处执行应用BOOT程序，从外部接口(Uart、IIC、SPI等)接收待更新应用固定长度的程序代码；然后向应用程序代码区Flash进行擦除和写入的功能，不断循环接收步骤和擦除写入步骤，以实现单片机的在线升级；更新完成后通过看门狗复位，使单片机重新复位自动运行升级完的应用程序。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，对于现有的单片机在线升级过程，在遇到突发的在线升级异常中止、装置停电、异常复位以及更新程序代码错误等情况时，由于现有方法是从首先从应用程序代码区开始执行的，出现升级异常时，由于下载的升级的应用程序不完整，单片机无法跳转到应用BOOT代码区执行应用BOOT，从而程序卡死，导致单片机不能正常运行，必须通过人为重写程序或者更换FLASH存储部件，当设备数目庞大并且分布范围广泛时，这种升级维护方式的工作量将非常大，而且耗费的时间长、成本高。

综上可知，现有车载多媒体的控制方法在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种单片机的升级方法，可以解决单片机在线升级时遇到异常问题而导致的在线升级失败的问题，能够保证产品的可靠升级。

本发明提供的一种车载多媒体装置的控制方法，所述车载多媒体包括车载电脑、汽车状态监控器、与所述车载电脑以及所述汽车状态监控器连接的CAN-USB单片机，

所述CAN-USB单片机上电或复位后，执行引导程序；

所述引导程序对存储于所述CAN-USB单片机内部的固件文件进行CRC校验；

若校验通过则所述CAN-USB单片机加载所述固件文件，通过CAN接口获取所述汽车状态监控器的监控数据，并转换成USB接口数据发送给所述车载电脑；

若校验失败则所述CAN-USB单片机从所述车载电脑更新所述固件文件或者从所述单片机内部备份存储区更新固件文件。

其中，所述CRC校验具体为：

通过所述引导程序对所述固件文件的应用程序代码进行CRC计算，所述固件文件包括公共信息以及应用程序代码，所述公共信息包括固件文件类型、固件文件长度及CRC校验码；

将所述CRC计算所得到的CRC校验码与所述固件文件中存储的CRC校验码进行比对，若一致则校验通过加载所述固件文件，否则校验失败。

其中，所述CRC校验之前还包括：

将所述单片机内部固件文件的固件文件类型与所述BOOT代码中预存的固件文件类型进行对比；

若一致则进行CRC校验，若不一致则所述CAN-USB单片机从所述车载电脑更新所述固件文件或者从所述单片机内部备份存储区更新固件文件。

其中，所述车载多媒体的单片机控制方法还包括：若所述CAN-USB单片机从所述车载电脑接收到外部升级指令，则根据所述外部升级指令进行固件升级。

其中，所述CAN-USB单片机从所述车载电脑更新所述固件文件具体为：

所述CAN-USB单片机执行其内部FLASH存储器中的U盘模式代码，所述CAN-USB单片机进入U盘模式，所述FLASH存储器包括引导程序存储区、U盘模式代码存储区以及固件文件存储区，所述U盘模式代码存储于所述U盘模式代码存储区；

所述CAN-USB单片机通过USB接口从所述车载电脑接收更新固件文件，并保存至所述固件文件存储区。

其中，所述CAN-USB单片机的接口从外部设备更新所述固件文件之后还包括：所述CAN-USB单片机通过看门狗电路进行复位。

本发明还提供一种车载多媒体装置，所述车载多媒体包括车载电脑、汽车状态监控器、与所述车载电脑以及所述汽车状态监控器连接的CAN-USB单片机，

所述CAN-USB单片机包括：

引导单元，用于所述CAN-USB单片机上电或复位后，对存储于所述CAN-USB单片机内部的固件文件进行CRC校验；

加载单元，用于CRC校验通过后加载所述固件文件，通过CAN接口获取所述汽车状态监控器的监控数据，并转换成USB接口数据转发给所述车载电脑；

更新单元，用于CRC校验失败后从所述车载电脑更新所述固件文件或者从所述CAN-USB单片机内部备份存储区更新固件文件。

其中，所述CAN-USB单片机包括FLASH存储器，所述FLASH存储器包括引导程序存储区、U盘模式代码存储区以及固件文件存储区，所述U盘模式代码存储于所述U盘模式代码存储区。

其中，所述CAN-USB单片机包括用于与所述汽车状态监控器进行数据通信的CAN接口以及与所述车载电脑进行数据通信的USB接口。

其中，所述CAN-USB单片机还包括用于复位的看门狗电路。

本发明通过在车载电脑的CAN-USB单片机上电或复位后，执行引导程序；引导程序对存储于CAN-USB单片机内部的固件文件进行CRC校验；若校验通过则CAN-USB单片机加载固件文件；若校验失败则所述CAN-USB单片机从车载电脑更新固件文件或者从单片机内部备份存储区更新固件文件。从而，车载电脑每次启动时候，首先对单片机内部的固件进行校验，再执行该固件程序，相对于现有车载单片机首先执行固件文件，在升级时再跳转到应用BOOT的升级方法，不会出现升级错误卡死而导致单片机损坏的问题，避免单片机因程序升级失败，从而使车载CAN总线不能工作，从而提高了车载电脑的稳定性。借此，本发明能够避免车载CAN-USB单片机因固件升级失败而导致程序卡死使车载电脑产生不可恢复性的损坏，提高了CAN-USB单片机的可靠性以及车载电脑的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种车载多媒体装置的控制方法的流程图；

图2为本发明一种车载多媒体装置的单片机存储器的结构图；

图3为本发明一种车载多媒体装置的控制方法一种实施例的具体流程图；

图4是本发明一种车载多媒体装置的原理结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明一种车载多媒体装置的控制方法，所述车载多媒体包括车载电脑、汽车状态监控器、与所述车载电脑以及所述汽车状态监控器连接的CAN-USB单片机，所述控制方法包括：

S101、CAN-USB单片机上电或复位后，执行引导程序。该引导程序为BOOT代码，负责CAN-USB单片机内部程序的启动。

S102、引导程序对存储于CAN-USB单片机内部的固件文件进行CRC校验。固件文件包括公共信息以及应用程序代码，所述公共信息包括固件文件类型、固件文件长度、CRC校验码。CRC校验过程具体为：通过所述引导程序对所述固件文件的应用程序代码进行CRC计算；将所述CRC计算所得到的CRC校验码与所述固件文件中存储的CRC校验码进行比对，若一致则校验通过加载所述固件文件，否则校验失败。通过CRC校验可以判断固件文件是否正确，若不正确则需要重新升级固件文。

优选的是，在CRC校验过程之前还包括对固件文件类型进行校验，具体为：将单片机内部固件文件的固件文件类型与BOOT代码中预存的固件文件类型进行对比；若一致则进行CRC校验，若不一致则所述CAN-USB单片机从所述车载电脑更新所述固件文件或者从述单片机内部备份存储区更新固件文件。

S103、若校验通过则CAN-USB单片机加载固件文件，通过CAN接口获取汽车状态监控器的监控数据，并转换成USB接口数据发送给车载电脑。检验通过则说明CAN-USB单片机内部程序正确，CAN-USB单片机可以进行CAN数据和USB数据之间的转换，车载电脑可通过该CAN-USB单片机获取汽车状态监控器的监控数据。其中，汽车状态监控器优选为设置于车体的多个传感器。

S104、若校验失败则CAN-USB单片机从车载电脑更新固件文件或者从单片机内部备份存储区更新固件文件。单片机出厂时会内部备份存储区固化备份程序，当单片机升级失败时，可从该内部备份存储区获取原始固件，避免单片机升级卡死导致车载电脑不能采集监控数据。

其中，所述CAN-USB单片机从车载电脑更新所述固件文件具体为：所述CAN-USB单片机执行其内部FLASH存储器中的U盘模式代码，CAN-USB单片机进入U盘模式；CAN-USB单片机通过USB接口从车载电脑接收更新固件文件，并保存至固件文件存储区。FLASH存储器包括引导程序存储区、U盘模式代码存储区以及固件文件存储区，U盘模式代码存储于U盘模式代码存储区。本发明的升级过程是通过U盘模式的方式升级的，即把升级过程模拟成U盘操作，通过CAN-USB单片机的USB接口传送数据，将待升级固件文件通过USB接口直接拷贝到固件文件代码区。U盘模式的具体执行过程包括：单片机执行U盘模式代码使单片机进入U盘模式；单片机通过USB接口从外部设备获取固件文件，并将固件文件保存到所述固件文件代码区。当然也可通过UART、SPI、I2C接口进行升级拷贝，但是基于USB接口的U盘模式升级方式数据传输速度较快，且USB协议的具有大容量存储的优势。

优选的是，车载多媒体的单片机控制方法还包括：若CAN-USB单片机从车载电脑接收到外部升级指令，则根据外部升级指令进行固件升级。从而用户可以通过车载电脑控制CAN-USB单片机进行固件升级。

优选的是，所述CAN-USB单片机的接口从外部设备更新固件文件之后还包括：CAN-USB单片机通过看门狗电路进行复位。从而使单片机在更新完升级程序后能够自动运行升级完的应用程序，同时，若固件文件更新失败也通过看门狗电路进行复位，程序重新跳转至步骤S101执行，避免升级卡死。

本发明通过在车载电脑的CAN-USB单片机上电或复位后，执行引导程序；引导程序对存储于CAN-USB单片机内部的固件文件进行CRC校验；若校验通过则CAN-USB单片机加载固件文件；若校验失败则所述CAN-USB单片机从车载电脑更新固件文件或者从单片机内部备份存储区更新固件文件。从而，车载电脑每次启动时候，首先对单片机内部的固件进行校验，再执行该固件程序，相对于现有车载单片机首先执行固件文件，在升级时再跳转到应用BOOT的升级方法，不会出现升级错误卡死而导致单片机损坏的问题，避免单片机因程序升级失败，从而使车载CAN总线不能工作，从而提高了车载电脑的稳定性。借此，本发明能够避免车载CAN-USB单片机因固件升级失败而导致程序卡死使车载电脑产生不可恢复性的损坏，提高了CAN-USB单片机的可靠性以及车载电脑的稳定性。

在车载终端产品中，车载CAN总线是监控电动汽车各项指标的通讯总线，其稳定性要求更严格，所以车载CAN-USB单片机运行稳定是提高整车稳定的关键因素，而单片机最容易出现问题点是在其更新程序时一些不确定因素导致的程序升级失败，从而使车载CAN总线不能工作。而本方法就可以有效解决单片机程序升级失败导致的问题。

在本发明的实施例中，CAN-USB单片机包括FLASH存储器以及USB接口，FLASH存储器被划分为：引导程序存储区、U盘模式代码存储区以及固件文件存储区。其中，引导程序存储区用于存储BOOT程序；U盘模式代码存储区存储用于使单片机以U盘模式工作的U盘模式代码；固件文件存储区用于存储固件文件。

根据本发明的实施例，单片机的FLASH存储器的一种地址划分结构如图2所示，从地址(0x00000000)到(0x00001000)为BOOT代码区201，BOOT代码区201位于最低地址区，用于负责系统的启动。从地址(0x00001000)到(0x00003000)为U盘模式代码区202，U盘模式代码区存储有使单片机进入U盘模式的代码。从地址(0x00003000)到(0x00008000)为固件文件代码区203，其中固件文件代码区203又可分为存储应用程序代码和公共信息的区域，例如从地址(0x00003000)到(0x00003010)存储公共信息，从地址(0x00003010)到(0x00008000)存储应用程序代码。

在单片机上电或复位时，首先执行从地址(0x00000000)到(0x00001000)中的BOOT代码，然后BOOT代码从地址(0x00003010)开始读取应用程序代码进行CRC16校验，如果校验正确则跳到地址(0x00003010)位置运行应用程序代码，如果错误跳到地址(0x00001000)位置运行U盘模式代码，使单片机以U盘模式工作，进行固件升级。

固件文件结构包括公共信息和应用程序代码，公共信息为整个固件的相关信息，主要包括固件文件类型、固件文件长度以及CRC校验码；应用程序代码用于执行单片机功能。在本发明的一个实施例中，公共信息具体的数据结构信息如下：

#define PAK_MAGIC 0x41435358

struct pak_header {

uint16_t crc16；

uint16_t len；

uint32_t magic；

uint8_t ver[8]；

}；

其中，magic字段为魔数，即固件文件类型，通过公共信息中的魔数可以判断下载的固件文件的类型是否正确；len字段用于存放包含公共信息的固件文件的长度；crc16字段用于存放CRC校验码，生成校验码所使用的数据是从len字段开始到固件文件末尾的所有数据；ver字段用于定义固件文件的版本号，可以判断待升级固件文件的版本和目标单片机运行的固件文件版本是否一致。

图3是本发明单片机升级方法一种具体实施例的流程图，该流程包括如下步骤：

步骤S301，读取固件文件公共信息中的魔数。

步骤S302，判断魔数是否正确，是则进入步骤S303，否则进入步骤S307。魔数的具体判断方法为：将公共信息中的魔数与BOOT代码中预存的魔数进行对比，若一致则正确，若不一致则不正确。

步骤S303，读取应用程序代码进行CRC计算，本步骤由BOOT程序完成。

步骤S304，判断CRC计算结果与公共信息中的CRC校验码是否一致，若一致则进入步骤S305，否则进入步骤S307。

步骤S305，执行应用程序代码。

步骤S306，判断是否接收到外部升级指令，是则进入步骤S307，否则回到步骤S305。

步骤S307，执行U盘模式代码，单片机进入U盘模式。

步骤S308，将固件文件复制到单片机的固件文件代码区。

步骤S309，升级完成，进行看门狗复位，并回到步骤S301。

在本实施例的升级过程中，在升级前还会将待升级固件文件版本号与所述公共信息中的固件版本号相比较，如果一致则是同一版本，即提醒无需升级；如果不一致，则提醒用户判断是否升级。

在图3所示的流程中，单片机上电或复位后，首先执行BOOT代码，再对固件文件进行固件文件类型判断和CRC校验，判断其是否是正确的固件文件，正确则运行该固件文件，若不正确则重新升级固件文件。若程序升级时异常中断及异常复位等情况时，单片机通过看门狗电路复位后，重新对固件文件进行正确性，校验失败后自动通过单片机的接口从外部设备再次更新固件文件。从而不会在固件升级异常中止、单片机停电或异常复位时不会出现升级错误卡死而导致单片机损坏的问题。

本发明的单片机固件升级方法优选用于将CAN总线数据转换成USB接口数据的CAN-USB单片机。在车载终端产品中，车载CAN总线是监控电动汽车各项指标的通讯总线，其稳定性要求更严格，所以车载CAN-USB单片机运行稳定是提高整车稳定的关键因素，而单片机最容易出现问题点是在其更新程序时一些不确定因素导致的程序升级失败，从而使车载CAN总线不能工作。而本方法就可以有效解决单片机程序升级失败导致的问题。

如图4所示，本发明还提供一种车载多媒体装置100，车载多媒体包括车载电脑10、汽车状态监控器20、与车载电脑10以及汽车状态监控器20连接的CAN-USB单片机30，CAN-USB单片机包括30：

引导单元31，用于所述CAN-USB单片机30上电或复位后，对存储于CAN-USB单片机30内部的固件文件进行CRC校验；

加载单元32，用于CRC校验通过后加载固件文件，通过CAN接口获取汽车状态监控器20的监控数据，并转换成USB接口数据转发给车载电脑10；

更新单元33，用于CRC校验失败后从车载电脑10更新所述固件文件或者从CAN-USB单片机30内部备份存储区更新固件文件。

其中，CAN-USB单片机30包括FLASH存储器，FLASH存储器包括引导程序存储区、U盘模式代码存储区以及固件文件存储区，所述U盘模式代码存储于所述U盘模式代码存储区。

其中，CAN-USB单片机30还包括用于与汽车状态监控器20进行数据通信的CAN接口以及与车载电脑10进行数据通信的USB接口。

其中，CAN-USB单片机还包括用于复位的看门狗电路。

综上所述，本发明通过在车载电脑的CAN-USB单片机上电或复位后，执行引导程序；引导程序对存储于CAN-USB单片机内部的固件文件进行CRC校验；若校验通过则CAN-USB单片机加载固件文件；若校验失败则所述CAN-USB单片机从车载电脑更新固件文件或者从单片机内部备份存储区更新固件文件。从而，车载电脑每次启动时候，首先对单片机内部的固件进行校验，再执行该固件程序，相对于现有车载单片机首先执行固件文件，在升级时再跳转到应用BOOT的升级方法，不会出现升级错误卡死而导致单片机损坏的问题，避免单片机因程序升级失败，从而使车载CAN总线不能工作，从而提高了车载电脑的稳定性。借此，本发明能够避免车载CAN-USB单片机因固件升级失败而导致程序卡死使车载电脑产生不可恢复性的损坏，提高了CAN-USB单片机的可靠性以及车载电脑的稳定性。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种车载多媒体装置的控制方法，其特征在于，所述车载多媒体包括车载电脑、汽车状态监控器、与所述车载电脑以及所述汽车状态监控器连接的CAN-USB单片机，

所述CAN-USB单片机上电或复位后，执行引导程序；

所述引导程序对存储于所述CAN-USB单片机内部的固件文件进行CRC校验；

若校验通过则所述CAN-USB单片机加载所述固件文件，通过CAN接口获取所述汽车状态监控器的监控数据，并转换成USB接口数据发送给所述车载电脑；

若校验失败则所述CAN-USB单片机从所述车载电脑更新所述固件文件或者从所述单片机内部备份存储区更新固件文件。

2.根据权利要求1所述的车载多媒体装置的控制方法，其特征在于，所述CRC校验具体为：

通过所述引导程序对所述固件文件的应用程序代码进行CRC计算，所述固件文件包括公共信息以及应用程序代码，所述公共信息包括固件文件类型、固件文件长度及CRC校验码；

将所述CRC计算所得到的CRC校验码与所述固件文件中存储的CRC校验码进行比对，若一致则校验通过加载所述固件文件，否则校验失败。

3.根据权利要求1所述的车载多媒体装置的控制方法，其特征在于，所述CRC校验之前还包括：

将所述单片机内部固件文件的固件文件类型与所述BOOT代码中预存的固件文件类型进行对比；

若一致则进行CRC校验，若不一致则所述CAN-USB单片机从所述车载电脑更新所述固件文件或者从所述单片机内部备份存储区更新固件文件。

4.根据权利要求1所述的车载多媒体装置的控制方法，其特征在于，所述车载多媒体的单片机控制方法还包括：若所述CAN-USB单片机从所述车载电脑接收到外部升级指令，则根据所述外部升级指令进行固件升级。

5.根据权利要求1所述的车载多媒体装置的控制方法，其特征在于，所述CAN-USB单片机从所述车载电脑更新所述固件文件具体为：

所述CAN-USB单片机执行其内部FLASH存储器中的U盘模式代码，所述CAN-USB单片机进入U盘模式，所述FLASH存储器包括引导程序存储区、U盘模式代码存储区以及固件文件存储区，所述U盘模式代码存储于所述U盘模式代码存储区；

所述CAN-USB单片机通过USB接口从所述车载电脑接收更新固件文件，并保存至所述固件文件存储区。

6.根据权利要求1所述的车载多媒体装置的控制方法，其特征在于，所述CAN-USB单片机的接口从外部设备更新所述固件文件之后还包括：所述CAN-USB单片机通过看门狗电路进行复位。

7.一种车载多媒体装置，其特征在于，所述车载多媒体包括车载电脑、汽车状态监控器、与所述车载电脑以及所述汽车状态监控器连接的CAN-USB单片机，

所述CAN-USB单片机包括：

引导单元，用于所述CAN-USB单片机上电或复位后，对存储于所述CAN-USB单片机内部的固件文件进行CRC校验；

加载单元，用于CRC校验通过后加载所述固件文件，通过CAN接口获取所述汽车状态监控器的监控数据，并转换成USB接口数据转发给所述车载电脑；

更新单元，用于CRC校验失败后从所述车载电脑更新所述固件文件或者从所述CAN-USB单片机内部备份存储区更新固件文件。

8.根据权利要求7所述的车载多媒体装置，其特征在于，所述CAN-USB单片机包括FLASH存储器，所述FLASH存储器包括引导程序存储区、U盘模式代码存储区以及固件文件存储区，所述U盘模式代码存储于所述U盘模式代码存储区。

9.根据权利要求7所述的车载多媒体装置，其特征在于，所述CAN-USB单片机包括用于与所述汽车状态监控器进行数据通信的CAN接口以及与所述车载电脑进行数据通信的USB接口。

10.根据权利要求7所述的车载多媒体装置，其特征在于，所述CAN-USB单片机还包括用于复位的看门狗电路。

Images