CN104572221A

CN104572221A - 一种车载ecu在线升级系统及方法

Info

Publication number: CN104572221A
Application number: CN201510049613.9A
Authority: CN
Inventors: 程安宇; 黎扬; 许灵斐; 熊良波
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: CN104572221B

Abstract

本发明公开了一种车载ECU在线升级系统及方法，包括上位机和通信接口；上位机通过该通信接口与车载ECU连接；所述上位机包括目标文件存储模块、目标文件解析模块、参数配置模块、可配置文件解析模块、数据处理模块、通信模块和显示模块；目标文件存储模块与目标文件解析模块相耦合，参数配置模块与可配置文件解析模块相耦合，数据处理模块分别与目标文件解析模块、可配置文件解析模块、通信模块和显示模块相耦合，通信模块与通信接口连接。发明增强了ECU在线升级系统的通用性和可复用性。

Description

一种车载ECU在线升级系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车电子工程领域，具体涉及一种车载ECU在线升级系统及方法。

背景技术

随着汽车电子领域软件功能剧增，新技术不断应用，在汽车电子产品生产和售后维护阶段，经常需要更新ECU（Electronic Control Unit）中的应用程序，修改系统参数。传统的解决办法是将ECU模块从整车上拆下来，更新完应用程序之后再安装到车辆中。然而，在很多情况下，装入到车辆中的控制器很不容易拆卸，而且频繁拆卸设备，插拔ECU不仅麻烦而且容易损坏电路板。

随着总线网络技术的不断发展，为了解决上述问题，人们开始利用车载网络技术，通过车内总线（如CAN、LIN、FlexRay）实现ECU的在线升级。当车内ECU需要更新应用程序时，外部设备通过总线接口，将需要更新的数据传递给车内ECU，实现车内ECU的在线升级。但是在产品的研发、生产和售后维护阶段，往往对于ECU在线升级来说有不同的功能需求，如：采用不同的在线升级协议，因此对设备制造商、车辆制造商和现场来说，ECU在线升级系统需要适应不同的应用场合。

但是，目前大部分的车载ECU在线升级系统仅支持固定的总线和在线升级协议，可移植性、通用性不强，在产品的研发、生产和售后维护阶段，需要配置不同的车载ECU在线升级系统对产品进行调试和维护，这样对产品资源造成了极大的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种车载ECU在线升级系统及方法，以增强ECU在线升级系统的通用性和可复用性。

本发明所述的一种车载ECU在线升级系统，包括上位机和通信接口；

所述通信接口用于将不同的通信总线转换成一致的通信总线，上位机通过该通信接口与车载ECU连接；

所述上位机包括目标文件存储模块、目标文件解析模块、参数配置模块、可配置文件解析模块、数据处理模块、通信模块和显示模块；

所述目标文件存储模块内存储有多种格式的目标镜像文件；

所述目标文件解析模块与目标文件存储模块相耦合，该目标文件解析模块能解析目标文件存储模块内的所有目标镜像文件，并提取出有效数据；

所述参数配置模块用于提供参数配置界面，接收用户输入的配置参数，并生成可配置文件；

所述可配置文件解析模块与参数配置模块相耦合，用于对可配置文件进行解析，并提取出通信配置参数；

所述数据处理模块分别与目标文件解析模块、可配置文件解析模块相耦合，数据处理模块对可配置文件解析模块所提取的通信配置参数，以及目标文件解析模块所提取的有效数据进行处理，转换成标准的通信数据；

所述数据处理模块还分别与通信模块、显示模块相耦合，通信模块将所述通信数据经通信接口发送至车载ECU，同时该通信数据还传递给显示模块进行显示；

所述车载ECU内安装有Flashloader在线升级程序，该Flashloader在线升级程序包括Flash驱动，以及与上位机进行通信的在线升级协议，用于实现ECU的在线升级并引导应用程序的运行。

所述可配置文件采用.xml格式，包括通信总线类型、通信速率、通信ID、在线升级协议以及协议中数据报文的格式和在线升级流程，用户可根据需求通过参数配置模块配置以上各参数。

所述多种文件格式为.hex、.s19、.bin和.vbf中的任一种或多种。

本发明所述的一种车载ECU在线升级方法，采用如权利要求1至3任一所述的车载ECU在线升级系统，上位机首先根据车载ECU的硬件平台下载对应格式的目标镜像文件，然后再读取通过参数配置模块配置的相关通信参数，最后上位机与车载ECU按照请求-应答的方式进行通信，并采用可配置文件里定义的通信协议控制在线升级流程，具体升级流程包括以下步骤：

步骤1、上位机对车载ECU的编程条件进行检查：

上位机首先检测当前车载ECU的环境是否满足在线升级条件，若不满足，则结束此次升级；若满足，则车载ECU对上位机进行安全身份验证；若身份验证通过，则执行Flash编程；若身份验证未通过，则结束此次升级；

步骤2、Flash编程：

2a、上位机读取目标镜像文件里的数据组成一个传送块，该传送块包含数据的首地址、数据长度和数据字节；

2b、上位机将数据的首地址和数据长度传送给车载ECU；并等待车载ECU的肯定响应；

2c、当上位机收到车载ECU的肯定响应后，上位机再将该传送块的数据字节传送给车载ECU；

2d、车载ECU将数据字节写入到Flash中，并向上位机返回肯定响应；

步骤3、车载ECU对自身编程属性检查：

在Flash编程完成之后，对写入到Flash里的数据字节进行校验，检测新下载的应用程序是否有错，若有错，则判断此次升级不成功；若正确，则检测新升级的应用程序所对应的软件版本号和ECU硬件识别号与车载ECU自身对应的信息是否一致，若一致则完成此次升级；若不一致，判断此次升级失败。

本发明解决了当前车载ECU在线升级系统通用性不强的问题。通过本发明对车载ECU进行在线升级时，用户只需根据车载ECU的硬件平台下载对应格式的目标镜像文件，同时根据自身需求通过参数配置模块配置相关通信参数即可，从而使车载ECU在线升级系统能够支持不同的应用场合（比如:能支持不同的总线和在线升级协议等），大大提高了车载ECU在线升级系统的复用性，避免了车载ECU在线升级系统的重复开发，缩短了开发时间，降低了开发成本。

附图说明

图1是本发明的在线升级系统的结构示意图；

图2是本发明的在线升级方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。

本实例基于CAN总线，采用自定义协议，对车内的ECU进行在线升级。

如图1所示的一种车载ECU在线升级系统，包括上位机1和通信接口9。上位机1通过该通信接口9与车载ECU10连接，该通信接口9用于将不同的通信总线转换成一致的通信总线。

如图1所示，所述上位机1包括目标文件存储模块6、目标文件解析模块7、参数配置模块4、可配置文件解析模块5、数据处理模块3、通信模块2和显示模块8。

所述目标文件存储模块6内存储有多种格式的目标镜像文件；比如：.hex、.s19、.bin和.vbf中的任一种或多种，用户可根据车载ECU10的硬件平台下载对应格式的目标镜像文件。当车载ECU10的硬件平台所需要的文件格式为.hex时，在对该车载ECU10进行升级时，用户只需选择.hex的目标镜像文件进行下载即可。当车载ECU10的硬件平台所需要的文件格式为.s19时，在对该车载ECU10进行升级时，用户只需选择.s19的目标镜像文件进行下载即可。

目标文件解析模块7与目标文件存储模块6相耦合，该目标文件解析模块7能解析目标文件存储模块6内的所有目标镜像文件，并提取出有效数据。目标文件解析模块7不仅能够对.hex、.s19、.bin和.vbf格式的目标镜像文件进行解析，还支持对文件内容进行判断和分析，从而解析出正确的内容。

参数配置模块4用于提供参数配置界面，接收用户输入的配置参数，并生成可配置文件。可配置文件采用.xml格式，包括通信总线类型、通信速率、通信ID、在线升级协议以及协议中数据报文的格式和在线升级流程，用户可根据需求通过参数配置模块4配置以上各参数。

采用CAN总线和自定义协议，生成的可配置文件内容如下所示：

<ECU_Update>

<Basic>

<Source_Address>ID = 0x740</Source_Address>

<Target_Address> ID = 0x780</Target_Address>

</Basic>

<Transport_Layer>None</Transport_Layer>

<Application_Layer>User_Define</Application_Layer>

<format>Command[0],Data[1-7]</format>

checkProgrammingPreconditions(0xF0);

RequestDownload(0xF1);

TransferData(0xF1);

ProgrammeDependencyCheck(0xF3);

</Command>

</Protocol>

STEP1:0xF0;

STEP2:0xF1;0xF2;

STEP3:0xF3;

</Processes>

</ECU_Update>。

可配置文件解析模块5与参数配置模块4相耦合，用于对可配置文件进行解析，并提取出通信配置参数，即提取出可配置文件中用户自行配置的各项参数。当车载ECU10需要升级时，用户只需根据实际需求将通信参数输入到参数配置模块4中，即可自动生成对应的可配置文件。从而提高了车载ECU在线系统的复用性，方便用户的开发和拓展，同时对数据处理模块3提供标准的函数接口。数据处理模块3通过调用相应的函数接口，可得到目标镜像文件中有用的数据，用于在线升级。

数据处理模块3分别与目标文件解析模块7、可配置文件解析模块5、通信模块2及显示模块8相耦合，数据处理模块3是整个上位机1的核心，控制整个ECU在线升级流程。当上位机1需要向车载ECU10发送数据时，数据处理模块3首先提取可配置文件解析模块5提供的相关通信配置参数以及目标文件解析模块7提供的有效数据，转换成标准的通信数据，然后将该通信数据传递给通信模块2，再通过通信接口9发送给对应的车载ECU10，并将发送的数据传递给显示模块8。当上位机1的通信模块2收到车载ECU10传来的数据时，通信模块2将数据传递给数据处理模块3，数据处理模块3对数据进行解析，并将收到的数据传递给显示模块8。显示模块8按照通信总线的数据类型，对每次上位机1发送的报文和接收的报文进行显示，以供观察和分析。

车载ECU10内安装有Flashloader在线升级程序， Flashloader程序采用单独的存储空间，与ECU应用程序分开存放。Flashloader在线升级程序包括Flash驱动，以及与上位机1进行通信的在线升级协议，用于实现ECU的在线升级并引导应用程序的运行。

如图2所示，本发明所述的一种车载ECU10在线升级方法，采用本发明所述的车载ECU在线升级系统，上位机1首先根据车载ECU的硬件平台下载对应格式的目标镜像文件，然后再读取通过参数配置模块配置的相关通信参数，最后上位机1与车载ECU按照请求-应答的方式进行通信，并采用可配置文件里定义的通信协议控制在线升级流程，具体升级流程包括以下步骤：

步骤1、上位机1对车载ECU10的编程条件进行检查：

上位机1首先检测当前车载ECU10的环境是否满足在线升级条件，比如：编程电压是否符合，若不满足，则结束此次升级；若满足，则车载ECU10对上位机1进行安全身份验证；若身份验证通过，则执行Flash编程；若身份验证未通过，则结束此次升级。

步骤2、Flash编程：

2a、上位机1读取目标镜像文件里的数据组成一个传送块，该传送块包含数据的首地址、数据长度和数据字节。

2b、上位机1将数据的首地址和数据长度传送给车载ECU10；并等待车载ECU10的肯定响应。

2c、当上位机1收到车载ECU10的肯定响应后，上位机1再将该传送块的数据字节传送给车载ECU10。

2d、车载ECU10将数据字节写入到Flash中，并向上位机1返回肯定响应。

步骤3、车载ECU10对自身编程属性检查：

在Flash编程完成之后，对写入到Flash里的数据字节进行校验，检测新下载的应用程序是否有错，若有错，则判断此次升级不成功；若正确，则检测新升级的应用程序所对应的软件版本号和ECU硬件识别号与车载ECU10自身对应的信息是否一致，若一致则完成此次升级；若不一致，判断此次升级失败。

通过以上实施例可以看出，用户在进行ECU在线升级系统开发时可以有效利用本方法，只需根据需求在参数配置界面对各项通信参数进行配置，无需频繁的开发车载ECU在线升级系统。

Claims

1.一种车载ECU在线升级系统，其特征在于：包括上位机（1）和通信接口（9）；

所述通信接口（9）用于将不同的通信总线转换成一致的通信总线，上位机（1）通过该通信接口（9）与车载ECU（10）连接；

所述上位机（1）包括目标文件存储模块（6）、目标文件解析模块（7）、参数配置模块（4）、可配置文件解析模块（5）、数据处理模块（3）、通信模块（2）和显示模块（8）；

所述目标文件存储模块（6）内存储有多种格式的目标镜像文件；

所述目标文件解析模块（7）与目标文件存储模块（6）相耦合，该目标文件解析模块（7）能解析目标文件存储模块（6）内的所有目标镜像文件，并提取出有效数据；

所述参数配置模块（4）用于提供参数配置界面，接收用户输入的配置参数，并生成可配置文件；

所述可配置文件解析模块（5）与参数配置模块（4）相耦合，用于对可配置文件进行解析，并提取出通信配置参数；

所述数据处理模块（3）分别与目标文件解析模块（7）、可配置文件解析模块（5）相耦合，数据处理模块（3）对可配置文件解析模块（5）所提取的通信配置参数，以及目标文件解析模块（7）所提取的有效数据进行处理，转换成标准的通信数据；

所述数据处理模块（3）还分别与通信模块（2）、显示模块（8）相耦合，通信模块（2）将所述通信数据经通信接口（9）发送至车载ECU（10），同时该通信数据还传递给显示模块（8）进行显示；

所述车载ECU（10）内安装有Flashloader在线升级程序，该Flashloader在线升级程序包括Flash驱动，以及与上位机（1）进行通信的在线升级协议，用于实现车载ECU的在线升级并引导应用程序的运行。

2.根据权利要求1所述的车载ECU在线升级系统，其特征在于：所述可配置文件采用.xml格式，包括通信总线类型、通信速率、通信ID、在线升级协议以及协议中数据报文的格式和在线升级流程，用户可根据需求通过参数配置模块（4）配置以上各参数。

3.根据权利要求1或2所述的车载ECU在线升级系统，其特征在于：所述多种格式为.hex、.s19、.bin和.vbf中的任一种或多种。

4.一种车载ECU在线升级方法，其特征在于：采用如权利要求1至3任一所述的车载ECU在线升级系统，上位机（1）首先根据车载ECU的硬件平台下载对应格式的目标镜像文件，然后再读取通过参数配置模块配置的相关通信参数，最后上位机（1）与车载ECU按照请求-应答的方式进行通信，并采用可配置文件里定义的通信协议控制在线升级流程，具体升级流程包括以下步骤：

步骤1、上位机（1）对车载ECU（10）的编程条件进行检查：

上位机（1）首先检测当前车载ECU（10）的环境是否满足在线升级条件，若不满足，则结束此次升级；若满足，则车载ECU（10）对上位机（1）进行安全身份验证；若身份验证通过，则执行Flash编程；若身份验证未通过，则结束此次升级；

步骤2、Flash编程：

2a、上位机（1）读取目标镜像文件里的数据组成一个传送块，该传送块包含数据的首地址、数据长度和数据字节；

2b、上位机（1）将数据的首地址和数据长度传送给车载ECU（10）；并等待车载ECU（10）的肯定响应；

2c、当上位机（1）收到车载ECU（10）的肯定响应后，上位机（1）再将该传送块的数据字节传送给车载ECU（10）；

2d、车载ECU（10）将数据字节写入到Flash中，并向上位机（1）返回肯定响应；

步骤3、车载ECU（10）对自身编程属性检查：

在Flash编程完成之后，对写入到Flash里的数据字节进行校验，检测新下载的应用程序是否有错，若有错，则判断此次升级不成功；若正确，则检测新升级的应用程序所对应的软件版本号和ECU硬件识别号与车载ECU自身对应的信息是否一致，若一致则完成此次升级；若不一致，则判断此次升级失败。