CN104809009A - 一种汽车电控单元的程序加载引导方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车电控单元的程序加载引导方法,汽车电控单元通过CAN总线连接PC机,汽车电控单元的存储空间分为以下四个部分:Bootloader存储区:用于存储Bootloader软件;应用程序存储区,用于存储应用程序软件;参数存储区,用于存储汽车电控单元相关参数;程序版本存储区,用于存储汽车电控单元中应用程序的软件版本信息和软件更新记录。本发明便于开发和服务人员了解汽车电控单元的使用情况,使汽车电控单元的软件具有可追溯性,同时减少了现场服务时对汽车电控单元的误操作,防止了产品核心代码的泄漏。
Description
技术领域
本发明属于汽车电控单元的软件管理与维护领域,具体涉及一种汽车电控单元的程序加载引导方法。
背景技术
软件加载引导程序(Bootloader)在嵌入式系统中,是在应用程序之前运行,用于启动和加载应用程序的一段代码,是系统开发的关键步骤。它一方面提供程序下载和更新功能,另一方面为程序调试和扩展提供方便。
传统Bootloader一般通过串口与PC机进行通信,该方式通信的抗干扰能力差,汽车电控单元需要专门留出串口,当汽车电控单元需要更新程序时,往往需要将其从整车上拆卸下来进行更新,耗费人力和时间的同时,也可能会造成车辆部件的损坏。CAN总线通信在汽车电子领域的广泛应用,使得Bootloader可以直接通过CAN总线进行通信,在具备较强抗干扰能力的同时,使用起来也更加灵活。
汽车电控单元上所使用的Bootloader,根据实际使用的需要,在程序加载和更新功能的基础上集成了许多其他功能,如存储区加密、参数标定、故障诊断等。但是对于不同级别的工作人员(开发人员,现场服务人员,修理厂电工),如果不将Bootloader的功能进行划分和限制,就无法协调好汽车电控单元的后期服务和维护,甚至可能造成核心代码的泄密问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车电控单元的程序加载引导方法,以克服上述现有技术存在的缺陷,本发明便于开发和服务人员了解汽车电控单元的使用情况,使汽车电控单元的软件具有可追溯性,同时减少了现场服务时对汽车电控单元的误操作,防止了产品核心代码的泄漏。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种汽车电控单元的程序加载引导方法,汽车电控单元通过CAN总线连接PC机,汽车电控单元的存储空间分为以下四个部分:
Bootloader存储区:用于存储Bootloader软件;
应用程序存储区,用于存储应用程序软件;
参数存储区,用于存储汽车电控单元相关参数;
程序版本存储区,用于存储汽车电控单元中应用程序的软件版本信息和软件更新记录;
程序加载引导方法包括以下步骤:
步骤1、Bootloader在系统上电后从地址0开始自动运行;
步骤2、Bootloader对系统硬件进行初始化;
步骤3、Bootloader进入命令接收模式,等待从CAN总线上接收到的CAN消息;
步骤4、Bootloader判断接收到的CAN消息是否为Bootloader命令请求,若是,则进入Bootloader服务模式;若否,则进入步骤5;
步骤5、Bootloader判断等待时间是否到达设定时限,若是,则进入步骤6;若否,则回到步骤3;
步骤6、Bootloader从指定地址处读取信息并判断存储区中是否存在应用程序,若是,则启动应用程序;若否,则进入步骤7;
步骤7、Bootloader通过CAN总线向PC机发送程序更新请求。
进一步地,步骤4中进入Bootloader服务模式包括以下步骤:
步骤4.1、Bootloader通过CAN总线请求密钥;
步骤4.2、Bootloader判断接收到的密钥是否有效,若是,则进入步骤4.4;若否,则进入步骤4.3;
步骤4.3、Bootloader判断密钥错误次数是否达到上限值,若是,则进入步骤4.7;若否,则进入步骤4.1;
步骤4.4、Bootloader判断所请求功能是否在接收密钥的权限内,若是,则进入步骤4.5;若否,则进入步骤4.3;
步骤4.5、Bootloader执行与命令相对应的功能;
步骤4.6、Bootloader判断所执行功能是否对存储区有更改,若是,则进入步骤4.8;若否,则进入步骤4.7;
步骤4.7、Bootloader通过CAN总线发送命令请求消息,并回到命令接收模式;
步骤4.8、系统复位重启。
进一步地,步骤4.3中密钥错误包括密钥无效和密钥与请求功能不匹配。
进一步地,步骤4.6中对存储区的更改包括擦除、写入、加密和解密操作。
进一步地,步骤4.5中Bootloader执行与命令相对应的功能包括以下步骤:
步骤4.5.1、Bootloader跳转到功能函数入口并启动功能程序;
步骤4.5.2、Bootloader判断功能程序所操作存储区是否为Bootloader存储区,若是,则直接进入步骤4.5.6;若否,则进入步骤4.5.3;
步骤4.5.3、Bootloader判断所操作存储区是否已经加密,若是,则通过CAN总线发送解密请求并进入命令接收模式;若否,则进入步骤4.5.4;
步骤4.5.4、Bootloader执行功能;
步骤4.5.5、Bootloader判断所操作存储区是否为应用程序存储区,若是,则通过CAN总线发送加密请求并进入命令接收模式;若否,则进入步骤4.5.6;
步骤4.5.6、功能完成。
进一步地,步骤7中Bootloader通过CAN总线向PC机发送程序更新请求包括以下步骤:
步骤7.1、开始应用程序更新;
步骤7.2、Bootloader以CAN消息的形式接收来自PC机的二进制程序文件;
步骤7.3、Bootloader将接收到的二进制程序文件写入指定存储区;
步骤7.4、Bootloader读取所更新应用程序的软件版本;
步骤7.5、Bootloader判断更新前汽车电控单元是否已存在应用程序,若是,则进入步骤7.6;若否,则进入步骤7.8;
步骤7.6、Bootloader判断所更新程序的软件版本与已存在程序的软件版本是否相同,若是,则进入步骤7.7;若否,则进入步骤7.8;
步骤7.7、应用程序更新结束;
步骤7.8、Bootloader记录软件更新信息。
进一步地,步骤7.8中记录软件更新信息包括软件版本和更新时间。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明的Bootloader软件采用CAN总线通信的方式,抗干扰能力强,通信速度快,软件更新时无需拆卸。专门设置存储区用于存储汽车电控单元中应用程序的软件版本信息以及软件更新记录,便于开发和服务人员了解汽车电控单元的使用情况,使汽车电控单元的软件具有可追溯性。同时为不同级别的工作人员分配密钥来划分其可使用的功能权限,减少了现场服务时对汽车电控单元的误操作,防止了产品核心代码的泄漏。
附图说明
图1是本发明的汽车电控单元系统的整体示意图;
图2是本发明的Bootloader软件运行流程图;
图3是本发明的Bootloader服务模式流程图;
图4是本发明的Bootloader功能服务流程图;
图5是本发明的Bootloader应用程序更新流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步详细描述:
参见图1,一种汽车电控单元的程序加载引导方法,汽车电控单元通过CAN总线连接PC机,汽车电控单元的存储空间分为以下四个部分:
Bootloader存储区:用于存储Bootloader软件;Bootloader软件主要负责应用程序软件的启动引导以及下载更新,同时还集成了存储区加密保护、参数标定、故障诊断、软件版本查询等功能,它存储在汽车电控单元存储空间的0x000000地址上,上电后自动从该地址开始运行。Bootloader软件会对系统硬件进行初始化,根据CAN总线上接收的指令,实现相应的功能,并最终将应用程序软件加载至系统内存中运行;
应用程序存储区,用于存储应用程序软件;
参数存储区,用于存储汽车电控单元相关参数;
程序版本存储区,用于存储汽车电控单元中应用程序的软件版本信息和软件更新记录。
Bootloader软件启动后,根据CAN总线上接收到的命令,提供相应的功能服务,若在限定时间内未接收到任何命令,则直接加载并引导应用程序存储区内的软件启动运行;Bootloader软件为不同级别的工作人员分配不同的密钥,根据工作人员的密钥来判断其所请求功能是否在其功能权限范围内,如果在范围内,则Bootloader提供相应的功能服务;如果不在,则Bootloader不会提供相应服务并重新回到接收命令状态。
参见图2,程序加载引导方法包括以下步骤:
步骤1、Bootloader在系统上电后从地址0开始自动运行;
步骤2、Bootloader对系统硬件进行初始化;
步骤3、Bootloader进入命令接收模式,等待从CAN总线上接收到的CAN消息;
步骤4、Bootloader判断接收到的CAN消息是否为Bootloader命令请求,若是,则进入Bootloader服务模式;若否,则进入步骤5;
步骤5、Bootloader判断等待时间是否到达设定时限,若是,则进入步骤6;若否,则回到步骤3;
步骤6、Bootloader从指定地址处读取信息判断存储区中是否存在应用程序,若是,则启动应用程序;若否,则进入步骤7;
步骤7、Bootloader通过CAN总线向PC机发送程序更新请求。
其中,参见图3,步骤4中进入Bootloader服务模式包括以下步骤:
步骤4.1、Bootloader通过CAN总线请求密钥;
步骤4.2、Bootloader判断接收到的密钥是否有效,若是,则进入步骤4.4;若否,则进入步骤4.3;
步骤4.3、Bootloader判断密钥错误次数是否为3次,这里的密钥错误包括密钥无效和密钥与请求功能不匹配若是,则进入步骤4.7;若否,则进入步骤4.1;
步骤4.4、Bootloader判断所请求功能是否在接收密钥的权限内,若是,则进入步骤4.5;若否,则进入步骤4.3;
步骤4.5、Bootloader执行与命令相对应的功能;
步骤4.6、Bootloader判断所执行功能是否对存储区有更改,对存储区的更改包括擦除、写入、加密和解密等操作,若是,则进入步骤4.8;若否,则进入步骤4.7;
步骤4.7、Bootloader通过CAN总线发送命令请求消息,并回到命令接收模式;
步骤4.8、系统复位重启。
其中,参见图4,步骤4.5中Bootloader执行与命令相对应的功能包括以下步骤:
步骤4.5.1、Bootloader跳转到功能函数入口并启动功能程序;
步骤4.5.2、Bootloader判断功能程序所操作存储区是否为Bootloader存储区,若是,则直接进入步骤4.5.6;若否,则进入步骤4.5.3;
步骤4.5.3、Bootloader判断所操作存储区是否已经加密,若是,则通过CAN总线发送解密请求并进入命令接收模式;若否,则进入步骤4.5.4;
步骤4.5.4、Bootloader执行功能;
步骤4.5.5、Bootloader判断所操作存储区是否为应用程序存储区,若是,则通过CAN总线发送加密请求并进入命令接收模式;若否,则进入步骤4.5.6;
步骤4.5.6、功能完成。
另外,参见图5,步骤7中通过CAN总线向PC机发送程序更新请求包括以下步骤:
步骤7.1、开始应用程序更新;
步骤7.2、Bootloader以CAN消息的形式接收来自PC机的二进制程序文件;
步骤7.3、Bootloader将接收到的二进制程序文件写入指定存储区;
步骤7.4、Bootloader读取所更新应用程序的软件版本;
步骤7.5、Bootloader判断更新前汽车电控单元是否已存在应用程序,若是,则进入步骤7.6;若否,则进入步骤7.8;
步骤7.6、Bootloader判断所更新程序的软件版本与已存在程序的软件版本是否相同,若是,则进入步骤7.7;若否,则进入步骤7.8;
步骤7.7、应用程序更新结束;
步骤7.8、Bootloader记录软件更新信息,包括软件版本和更新时间。
Claims (7)
1.一种汽车电控单元的程序加载引导方法,其特征在于,汽车电控单元通过CAN总线连接PC机,汽车电控单元的存储空间分为以下四个部分:
Bootloader存储区:用于存储Bootloader软件;
应用程序存储区,用于存储应用程序软件;
参数存储区,用于存储汽车电控单元相关参数;
程序版本存储区,用于存储汽车电控单元中应用程序的软件版本信息和软件更新记录;
程序加载引导方法包括以下步骤:
步骤1、Bootloader在系统上电后从地址0开始自动运行;
步骤2、Bootloader对系统硬件进行初始化;
步骤3、Bootloader进入命令接收模式,等待从CAN总线上接收到的CAN消息;
步骤4、Bootloader判断接收到的CAN消息是否为Bootloader命令请求,若是,则进入Bootloader服务模式;若否,则进入步骤5;
步骤5、Bootloader判断等待时间是否到达设定时限,若是,则进入步骤6;若否,则回到步骤3;
步骤6、Bootloader从指定地址处读取信息并判断存储区中是否存在应用程序,若是,则启动应用程序;若否,则进入步骤7;
步骤7、Bootloader通过CAN总线向PC机发送程序更新请求。
2.根据权利要求1所述的一种汽车电控单元的程序加载引导方法,其特征在于,步骤4中进入Bootloader服务模式包括以下步骤:
步骤4.1、Bootloader通过CAN总线请求密钥;
步骤4.2、Bootloader判断接收到的密钥是否有效,若是,则进入步骤4.4;若否,则进入步骤4.3;
步骤4.3、Bootloader判断密钥错误次数是否达到上限值,若是,则进入步骤4.7;若否,则进入步骤4.1;
步骤4.4、Bootloader判断所请求功能是否在接收密钥的权限内,若是,则进入步骤4.5;若否,则进入步骤4.3;
步骤4.5、Bootloader执行与命令相对应的功能;
步骤4.6、Bootloader判断所执行功能是否对存储区有更改,若是,则进入步骤4.8;若否,则进入步骤4.7;
步骤4.7、Bootloader通过CAN总线发送命令请求消息,并回到命令接收模式;
步骤4.8、系统复位重启。
3.根据权利要求2所述的一种汽车电控单元的程序加载引导方法,其特征在于,步骤4.3中密钥错误包括密钥无效和密钥与请求功能不匹配。
4.根据权利要求2所述的一种汽车电控单元的程序加载引导方法,其特征在于,步骤4.6中对存储区的更改包括擦除、写入、加密和解密操作。
5.根据权利要求2所述的一种汽车电控单元的程序加载引导方法,其特征在于,步骤4.5中Bootloader执行与命令相对应的功能包括以下步骤:
步骤4.5.1、Bootloader跳转到功能函数入口并启动功能程序;
步骤4.5.2、Bootloader判断功能程序所操作存储区是否为Bootloader存储区,若是,则直接进入步骤4.5.6;若否,则进入步骤4.5.3;
步骤4.5.3、Bootloader判断所操作存储区是否已经加密,若是,则通过CAN总线发送解密请求并进入命令接收模式;若否,则进入步骤4.5.4;
步骤4.5.4、Bootloader执行功能;
步骤4.5.5、Bootloader判断所操作存储区是否为应用程序存储区,若是,则通过CAN总线发送加密请求并进入命令接收模式;若否,则进入步骤4.5.6;
步骤4.5.6、功能完成。
6.根据权利要求1所述的一种汽车电控单元的程序加载引导方法,其特征在于,步骤7中Bootloader通过CAN总线向PC机发送程序更新请求包括以下步骤:
步骤7.1、开始应用程序更新;
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步骤7.4、Bootloader读取所更新应用程序的软件版本;
步骤7.5、Bootloader判断更新前汽车电控单元是否已存在应用程序,若是,则进入步骤7.6;若否,则进入步骤7.8;
步骤7.6、Bootloader判断所更新程序的软件版本与已存在程序的软件版本是否相同,若是,则进入步骤7.7;若否,则进入步骤7.8;
步骤7.7、应用程序更新结束;
步骤7.8、Bootloader记录软件更新信息。
7.根据权利要求6所述的一种汽车电控单元的程序加载引导方法,其特征在于,步骤7.8中记录软件更新信息包括软件版本和更新时间。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |