CN104699506A - 一种嵌入式加密烧录工具及其实现方法 - Google Patents

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李建刚
盛旺
余胜
张龙
徐雷鸣
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Chengdu Yajun New Energy Automobile Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种嵌入式加密烧录工具及其实现方法。该烧录工具包括MCU主控芯片，分别与MCU主控芯片连接的串口芯片U2、接口P2、LCD显示屏芯片、电源，分别与串口芯片U2连接的UART串口1和UART串口2，与LCD显示屏芯片连接的LCD显示屏，所述接口P2用于与外部PC机连接。本发明借用嵌入式模块技术，实现自动烧录的目的，将程序更新过程中的人工成本节省下来，降低生产售后维护成本；本发明系统是在单芯片内部运行，整个烧录文件以库文件方式封装在MCU主控芯片中，封装时将烧录文件转换为二进制数据存储于MCU主控芯片的FLASH中，烧录过程文件使用非透明方式来传输，增加解密成本与难度，达到相应加密功能。

Description

一种嵌入式加密烧录工具及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种嵌入式加密烧录工具及其实现方法，属于电子加工领域。
背景技术
面对日益剧增的人力成本和知识产权的价值越发受到人们重视，如何降低人力投入同时又满足保密需求是每一个公司迫切需要思考的问题。
目前新能源电动车依赖国家补贴政策发展，未来随着政策逐步退出，新能源电动车面向市场，如何在保证质量的前提下降低成本，成为厂家未来关注焦点。
新能源电动车内部含有大量汽车电子控制单元，有些单元是在软件控制下发挥作用的，例如:整车VCU、电控MCU、电池BMS等，随着行业发展，部分软件需要进行现场更新，需要相应的专业人员和设备来完成，随着经济的发展，新能源电动车占比逐步地提高，对售后维护和保密工作有了新的要求。
目前整车出厂时，内部包含各种电子控制器，通常情况下控制器内部固化了一段引导Bootloader，目的是不拆盖实现在线更新程序。
传统的烧录工具，应用于通过串口烧录的系统，电脑PC上位机端在人工操作指令下，完成系统的程序更新，若有成百上千套系统需要程序更新，需要投入过多的人力才能完成，主要具有以下缺点：
（1）需要现场专业工作人员，同时要求专业设备PC电脑和专业知识，某些情况下需要多人协助；
（2）发生错误后，需要重新引导，没有智能识别错误和自动重启引导功能；
（3）整个过程中，烧录的文件是公开，无法满足保密要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种嵌入式加密烧录工具及其实现方法，主要解决传统烧录工具不够自动化，需要投入一定人力和设备，造成售后维护成本高、效率低的问题。本发明借用嵌入式模块技术，实现自动更新程序，将程序更新过程中的人工成本节省下来，降低生产售后维护成本，同时满足公司对程序文件的保密要求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种嵌入式加密烧录工具，包括MCU主控芯片，分别与MCU主控芯片连接的串口芯片U2、接口P2、LCD显示屏芯片、电源，分别与串口芯片U2连接的UART串口1和UART串口2，与LCD显示屏芯片连接的LCD显示屏，所述接口P2用于与外部PC机连接，MCU主控芯片中存储的所有烧录文件均通过此接口从外部下载并存储至内部FLASH中，内部存储的烧录文件需要更新时，也通过此接口实现内部烧录文件的更新，MCU主控芯片负责驱动UART串口1和UART串口2、LCD显示屏灯外围器件，其中，UART串口1和UART串口2与整车VCU相连实现通讯，整车VCU需要更新的程序直接从MCU主控芯片中获得，并且，LCD显示屏能显示部分操作指令，指导用户进行操作，并在整个过程中，烧录过程是自动实现的，不需要过多的人力成本和专业知识即可实现烧录。
具体地，所述MCU主控芯片采用STM32，串口芯片U2采用MAX232，LCD显示屏芯片采用MC74HC595AN。所述串口芯片U2与STM32的RX1、TX1、 RX2、TX2引脚连接，RX1、TX1引脚控制UART串口1的传输，RX2、TX2引脚控制UART串口2的传输；所述接口P2与MCU主控芯片的RST、TRST、TD0、TD1、TCK、TMS引脚连接。
进一步地，所述LCD显示屏芯片包括相互连接的LCD显示屏芯片U8和LCD显示屏芯片U9，所述LCD显示屏芯片U8与MCU主控芯片的MOSL、SCK、NSS引脚连接；LCD显示屏芯片U9与MCU主控芯片的SCK、NSS引脚连接。
更进一步地，所述STM32的RST引脚还连接有复位电路。所述STM32的PC8、PC9、PA8引脚还连接有指示灯。所述STM32的PC5引脚连接有升级电路。指示灯在整个过程中，可以提示本发明是否正常运行。
一种嵌入式加密烧录工具的实现方法，包括如下步骤：
（1）烧录文件以库文件方式封装在MCU主控芯片中，封装时将烧录文件转换为二进制数据存储于MCU主控芯片的FLASH中；
（2）UART串口1或2与整车VCU的串口连接通讯，MCU主控芯片自动进行串口匹配并识别烧录文件目录，然后发送命令给整车VCU进行bootloader引导；
（3）整车VCU自动返回串口信息至MCU主控芯片；
（4）MCU主控芯片向整车VCU发送复位指令，复位成功后再向整车VCU发送擦除命令；
（5）MCU主控芯片向整车VCU发送文件下载指令，MCU主控芯片根据烧录文件目录查找相应的烧录文件传输至整车VCU，烧录成功。
具体地，所述步骤（5）中，烧录文件传输前先将其加密，然后通过xmodem协议传输至整车VCU。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明借用嵌入式模块技术，实现自动烧录的目的，将程序更新过程中的人工成本节省下来，降低生产售后维护成本，同时满足公司对程序文件的保密要求。
（2）本发明系统是在单芯片内部运行，整个烧录文件以库文件方式封装在MCU主控芯片中，封装时将烧录文件转换为二进制数据存储于MCU主控芯片的FLASH中，烧录过程文件使用非透明方式来传输，增加解密成本与难度，达到相应加密功能。
（3）本发明便携脱机烧录，无需通过PC电脑来传输文件，降低公司设备购置成本。
（4）本发明降低了对现场工作人员的要求，提高了工作效率，降低售后维护成本，同时也提高公司程序文件的保密性，具有很高的实用性。
附图说明
图1为本发明的电路框图。
图2为本发明的工作流程图。
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
1-MCU主控芯片，2-LCD显示屏，3-电源，4- UART串口1，5- UART串口2。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1和图2所示，一种嵌入式加密烧录工具，基于MCU主控芯片STM32开发，具备UART接口，若干LED指示灯，LCD显示屏，本实施例的电路框图如图1所示，包括MCU主控芯片，同时与MCU主控芯片的RX1、TX1、 RX2、TX2引脚连接的串口芯片U2，分别与串口芯片U2连接的UART串口1和UART串口2，同时与MCU主控芯片的RST、TRST、TD0、TD1、TCK、TMS引脚连接的接口P2，同时与MCU主控芯片的MOSL、SCK、NSS引脚连接的LCD显示屏芯片U8，同时与MCU主控芯片的SCK、NSS引脚连接的LCD显示屏芯片U9，同时与LCD显示屏芯片U8和U9连接的接口P3，与MCU主控芯片RST引脚连接的复位电路，为MCU主控芯片提供电能的电源，其中，RX1、TX1引脚控制UART串口1的传输，RX2、TX2引脚控制UART串口2的传输。
在本实施例中，MCU主控芯片采用STM32F103R，串口芯片U2采用MAX232，LCD显示屏芯片U8和U9均采用MC74HC595AN。
在本实施例中，MCU主控芯片的PC8、PC9、PA8引脚还连接有指示灯，PC5引脚连接有升级电路，其中，接口P2为升级烧录文件时，与外部PC连接的接口。
本发明的实现方法为：
（1）烧录文件以库文件方式封装在MCU主控芯片中，封装时将烧录文件转换为二进制数据存储于MCU主控芯片的FLASH中；
（2）UART串口1或2与整车VCU的串口连接通讯，MCU主控芯片自动进行串口匹配并识别烧录文件目录，然后发送命令给整车VCU进行bootloader引导；
（3）整车VCU自动返回串口信息至MCU主控芯片；
（4）MCU主控芯片向整车VCU发送复位指令，复位成功后再向整车VCU发送擦除命令；
（5）MCU主控芯片向整车VCU发送文件下载指令，MCU主控芯片根据烧录文件目录查找相应的烧录文件，将其加密后通过xmodem协议传输至整车VCU，烧录成功。
在本实施例中，串口的波特率为115200bit/s。
本发明为便携脱机烧录，无需通过PC电脑来传输文件，降低了公司的设别购置成本；降低了对现场工作人员的要求，提高了工作效率，降低售后维护成本，同时也提高公司程序文件的保密性。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种嵌入式加密烧录工具，其特征在于，包括MCU主控芯片，分别与MCU主控芯片连接的串口芯片U2、接口P2、LCD显示屏芯片、电源，分别与串口芯片U2连接的UART串口1和UART串口2，与LCD显示屏芯片连接的LCD显示屏，所述接口P2用于与外部PC机连接。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式加密烧录工具，其特征在于，所述MCU主控芯片采用STM32，串口芯片U2采用MAX232，LCD显示屏芯片采用MC74HC595AN。
3.根据权利要求2所述的一种嵌入式加密烧录工具，其特征在于，所述串口芯片U2与STM32的RX1、TX1、 RX2、TX2引脚连接，RX1、TX1引脚控制UART串口1的传输，RX2、TX2引脚控制UART串口2的传输；所述接口P2与MCU主控芯片的RST、TRST、TD0、TD1、TCK、TMS引脚连接。
4. 根据权利要求3所述的一种嵌入式加密烧录工具，其特征在于，所述LCD显示屏芯片包括相互连接的LCD显示屏芯片U8和LCD显示屏芯片U9，所述LCD显示屏芯片U8与MCU主控芯片的MOSL、SCK、NSS引脚连接；LCD显示屏芯片U9与MCU主控芯片的SCK、NSS引脚连接。
5.根据权利要求4所述的一种嵌入式加密烧录工具，其特征在于，所述STM32的RST引脚还连接有复位电路。
6.根据权利要求5所述的一种嵌入式加密烧录工具，其特征在于，所述STM32的PC8、PC9、PA8引脚还连接有指示灯。
7.根据权利要求6所述的一种嵌入式加密烧录工具，其特征在于，所述STM32的PC5引脚连接有升级电路。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种嵌入式加密烧录工具的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）烧录文件以库文件方式封装在MCU主控芯片中，封装时将烧录文件转换为二进制数据存储于MCU主控芯片的FLASH中；
（2）UART串口1或2与整车VCU的串口连接通讯，MCU主控芯片自动进行串口匹配并识别烧录文件目录，然后发送命令给整车VCU进行bootloader引导；
（3）整车VCU自动返回串口信息至MCU主控芯片；
（4）MCU主控芯片向整车VCU发送复位指令，复位成功后再向整车VCU发送擦除命令；
（5）MCU主控芯片向整车VCU发送文件下载指令，MCU主控芯片根据烧录文件目录查找相应的烧录文件传输至整车VCU，烧录成功。
9.根据权利要求8所述的一种嵌入式加密烧录工具的实现方法，其特征在于，所述步骤（5）中，烧录文件传输前先将其加密，然后通过xmodem协议传输至整车VCU。
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