CN106020870A - 一种全液晶仪表快速升级固件的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全液晶仪表快速升级固件的系统及方法。本发明系统中，全液晶仪表包括应用层，应用层分成两大模块即信号处理固件和人机交互固件；所述的系统包括CAN控制器、CAN驱动模块、传输协议层、诊断层、存储器引导加载程序模块，所述的CAN控制器与整车CAN总线相联，CAN控制器与CAN驱动模块相联，CAN驱动模块与传输协议层、存储器引导加载程序模块都相联；传输协议层与存储器引导加载程序模块、诊断层都相联；存储器引导加载程序模块与诊断层相联；存储器引导加载程序模块与所述全液晶仪表的信号处理固件、人机交互固件都相联。本发明全液晶仪表升级技术方案，可以满足客户定制界面、快速更新升级固件的需求。

Description

一种全液晶仪表快速升级固件的系统及方法

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，特别涉及一种全液晶仪表产品的底层固件升级、HMI人机界面升级的系统及方法。本发明特别适用于仪表出厂后，免拆表便能进行快速升级、升级失败后自恢复等与液晶仪表相关的技术领域。

背景技术

现有的车用仪表多为传统机械式或为组合式仪表，仪表功能及显示部分相对简单。目前此类车用仪表均没有预留快速升级方案。当对仪表升级时，需要将仪表从仪表仓中拆下并取出后，再用串口或用CAN线完成升级，此过程耗时较长、操作麻烦，因此，存在费时、费力且费成本等诸多缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明公开了一种全液晶仪表快速升级固件的系统及方法。

本发明采取如下技术方案：一种全液晶仪表快速升级固件的系统，全液晶仪表包括应用层，所述的应用层分成两大模块即信号处理固件和人机交互固件；系统包括CAN控制器、CAN驱动模块、传输协议层、诊断层、存储器引导加载程序模块，所述的CAN控制器与整车CAN总线相联，CAN控制器与CAN驱动模块相联，CAN驱动模块与传输协议层、存储器引导加载程序模块都相联；传输协议层与存储器引导加载程序模块、诊断层都相联；存储器引导加载程序模块与诊断层相联；存储器引导加载程序模块与所述全液晶仪表的信号处理固件、人机交互固件都相联。

优选的，CAN控制器是用来接收及发送CAN信号的电子器件。

优选的，CAN驱动模块是底层驱动接口，提供基本的CAN数据接收、发送、总线仲裁、总线状态监测。

优选的，传输协议层是CAN分层传输网络架构中的数据链路层，负责CAN数据向诊断层或存储器引导加载程序模块传送。

优选的，诊断层负责实现UDS诊断协议。

优选的，存储器引导加载程序模块负责将升级数据包存入仪表的存储器中，并负责校验升级包的有效性、置位升级标志位、切换引导区、引导系统启动。

本发明一种全液晶仪表快速升级固件的方法，其按如下步骤进行：

1)、全液晶仪表通电后，引导程序启动，读取EEPROM中升级标志位；

2)、判断是否需要升级，若是，则进入第3)步；若否，则进入第4)步；

3)、将升级包从WorkFlash复制到ROM中，清除EEPROM中升级标志位，后跳转至第7)步；

4)、跳转至正常程序；

5)、判断是否请求升级，若否，则跳转至第4步；若是，分别进行以下操作：升级信号处理固件FW-MCU并将升级包写入WorkFlash中；升级人机交互固件FW-HMI并传送升级包给显示单元；

6)、验证升级包是否有效，若是，则设置EEPROM中升级标志位为真；

7)、重启全液晶仪表。

本发明提及的全液晶仪表，其底层固件MCU和人机交互界面HMI部分是分离的，升级时复用整车高速CAN网络，可以实现快速升级。且，本发明将底层信号处理模块固件程序MCU和HMI人机交互界面程序分开升级，分解升级程序，减少升级所需的时间。

本发明全液晶仪表升级技术方案，可以满足客户定制界面、快速更新升级固件的需求。

本发明采用复用整车通信网络(CAN或LIN)来升级仪表程序，避免传统升级模式时需要拆表的过程。本发明中的升级方案通过已有的整车CAN通信网络来完成。如图4所示，本发明升级方案只需借助整车已有的CAN网络下载升级包，接入整车网络的接口OBD为车载诊断接口。

本发明支持基于CAN诊断UDS协议的FBL(Flash Boot Loader)，可以使不同仪表升级过程标准化，降低了不同车厂、不同车型仪表升级的差异性。

本发明中将全液晶仪表固件划分成两大功能模块：底层外部信号处理及通信模块(FW-MCU)和图形处理人机交互模块(FW-HMI)。仪表需要升级时，将根据需要升级的功能分别下载FW-MCU、FW-HMI，采用此方案可以节省下载时间。

本发明中的升级方案基于CAN网络的UDS诊断协议以及FBL(Flash BootLoader)技术。Flash BootLoader就是通过CAN总线刷写ECU程序的技术，UDS诊断协议是国际通用的标准技术协议，本发明升级方案采用UDS协议可以兼容多数的车载诊断仪，使本发明有更广泛的使用范围，因此本发明中使用的升级设备可以是支持基于CAN诊断协议UDS的诊断仪，PC机或其它设备。

本发明采用大文件传输协议及断点续传技术。本发明中的升级方法支持具有升级失败自动恢复功能，以防止升级失效后仪表不能正常工作。

附图说明

图1是本发明系统的应用框图。

图2是本发明系统的架构图。

图3是本发明升级步骤流程图。

图4是本发明升级方案操作简图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明优选实施例作详细说明。

如图1所示，仪表软件分成两大层：存储器引导层(Flash Boot Loader层)和应用层(Application层)，其中，Flash Boot Loader层负责Interrupt Vector、Bootloader和Flash Driver等功能，实现仪表中断处理、启动引导和Flash驱动功能。

如图1所示，将仪表应用层(Application)根据功能分成两大模块即信号处理固件(FW-MCU)和人机交互固件(FW-HMI)，其中，模块FW-MCU完成底层外部信号处理及底层通信功能；模块FW-HMI完成图形界面显示和人机交互功能实现。

如图1所示，仪表升级时，对信号处理固件FW-MCU和人机交互固件FW-HMI分别升级，这样可以减小升级包大小，缩短数据传输时间。

如图2所示，本发明升级方案通过整车OBD接口中的CAN总线完成。本发明升级方案中的CAN控制器(CAN Controller)、传输协议层(Transportprotocol)符合汽车行业规范。本发明升级方案中的诊断层(Diagnostic Layer)层采用UDS诊断协议，本发明升级方案可以通过车载诊断仪完成。本发明升级方案可以用于整车厂、4S店或其它符合UDS诊断协议的场合。

如图2所示，各模块的联接关系如下(由底层往上层)：

CAN控制器通过整车CAN总线与外界升级设备(如PC机、诊断仪等)相联。CAN控制器与CAN驱动模块(硬件抽象层)相联，CAN驱动模块(硬件抽象层)与传输协议层、存储器引导加载程序模块都相联。传输协议层与存储器引导加载程序模块、诊断层都相联。存储器引导加载程序模块与诊断层相联。存储器引导加载程序模块与信号处理固件、人机交互固件都相联。

CAN控制器是用来接收/发送CAN信号的电子器件(物理层通道)。

CAN驱动(硬件抽象层)是底层驱动接口，提供基本的CAN数据接收、发送、总线仲裁、总线状态监测等服务。CAN驱动(硬件抽象层)接收CAN控制器的差分信号，转化成CAN数据流，发送给传输协议层。

传输协议层是CAN分层传输网络架构中的数据链路层，负责CAN数据向诊断层或存储器引导加载程序层传送。

诊断层负责实现UDS诊断协议，即升级程序的数据包是经过UDS协议打包的，这样，只要符合UDS诊断协议的诊断设备均可以用来给仪表升级。

存储器引导加载程序负责将升级数据包存入仪表的存储器中，并负责校验升级包的有效性、置位升级标志位、切换引导区、引导系统启动等。

存储器引导加载程序(Flash Bootloader)既可以直接接收传输协议层的CAN升级包，也可以接收经诊断层(Diagnostic Layer)打包后的符合UDS诊断协议之后的数据包。

本发明升级方法的流程如图3所示：

1、仪表上电后，引导程序(Boot loader)启动，读取EEPROM中升级标志位；

2、判断是否需要升级，若是，则进入第3步；若否，则进入第4步；

3、将升级包从WorkFlash(单片机中用来存放用户数据的存储器)复制到ROM中，清除EEPROM中升级标志位，后跳转至第7步；

4、跳转至正常程序；

5、诊断仪是否请求升级，若否，则跳转至第4步；若是，分别进行以下操作：升级信号处理固件FW-MCU并将升级包写入WorkFlash中；升级人机交互固件FW-HMI并传送升级包给显示单元；

6、验证升级包是否有效，若是，则设置EEPROM中升级标志位为真；

7、重启仪表。

本发明全液晶仪表升级方法可以显著提高固件的升级速度，升级过程中无需拆卸仪表、多种车型仪表可以统一升级等技术的应用，可以提高仪表升级效率。

Claims (7)

1.一种全液晶仪表快速升级固件的系统，其特征是：所述的全液晶仪表包括应用层，所述的应用层分成两大模块即信号处理固件和人机交互固件；

所述的系统包括CAN控制器、CAN驱动模块、传输协议层、诊断层、存储器引导加载程序模块，所述的CAN控制器与整车CAN总线相联，CAN控制器与CAN驱动模块相联，CAN驱动模块与传输协议层、存储器引导加载程序模块都相联；传输协议层与存储器引导加载程序模块、诊断层都相联；存储器引导加载程序模块与诊断层相联；存储器引导加载程序模块与所述全液晶仪表的信号处理固件、人机交互固件都相联。

2.如权利要求1所述全液晶仪表快速升级固件的系统，其特征是：所述的CAN控制器是用来接收及发送CAN信号的电子器件。

3.如权利要求1所述全液晶仪表快速升级固件的系统，其特征是：所述的CAN驱动模块是底层驱动接口，提供基本的CAN数据接收、发送、总线仲裁、总线状态监测。

4.如权利要求1所述全液晶仪表快速升级固件的系统，其特征是：所述的传输协议层是CAN分层传输网络架构中的数据链路层，负责CAN数据向诊断层或存储器引导加载程序模块传送。

5.如权利要求1所述全液晶仪表快速升级固件的系统，其特征是：所述的诊断层负责实现UDS诊断协议。

6.如权利要求1所述全液晶仪表快速升级固件的系统，其特征是：所述的存储器引导加载程序模块负责将升级数据包存入仪表的存储器中，并负责校验升级包的有效性、置位升级标志位、切换引导区、引导系统启动。

7.一种全液晶仪表快速升级固件的方法，其按如下步骤进行：

1)、全液晶仪表通电后，引导程序启动，读取EEPROM中升级标志位；

2)、判断是否需要升级，若是，则进入第3)步；若否，则进入第4)步；

3)、将升级包从WorkFlash复制到ROM中，清除EEPROM中升级标志位，后跳转至第7)步；

4)、跳转至正常程序；

5)、判断是否请求升级，若否，则跳转至第4步；若是，分别进行以下操作：升级信号处理固件FW-MCU并将升级包写入WorkFlash中；升级人机交互固件FW-HMI并传送升级包给显示单元；

6)、验证升级包是否有效，若是，则设置EEPROM中升级标志位为真；

7)、重启全液晶仪表。