CN108282177A - 一种基于车载ota终端容错设计的升级方法 - Google Patents

一种基于车载ota终端容错设计的升级方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法，包括：主微处理器MCU和从微处理器MCU运行同一份程序，同时接收无线通信模块通过SPI通信接口发送的数据；通过主微处理器MCU和从微处理器MCU之间的SPI通信接口进行数据互验，保证SPI通信接口数据通信正常；主微处理器MCU和从微处理器MCU对于下发的CAN数据包进行内部表决判定，确认由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送升级数据包，由从微处理器MCU监控其发送的数据。本发明一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法，采用同构双核架构，对车载OTA终端工作过程中突发的故障实现容错设计，保障车内电子控制器ECU固件升级的准确性。

Description

一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法
技术领域
本发明涉及车载电子控制系统升级领域，特别涉及一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法。
背景技术
在整个车辆生命周期中，车载电子控制系统的软件升级可能是多次甚至是反复的，除了部分为了提高客户使用满意度的升级(如车载信息娱乐系统等)，更重要的安全升级可能涉及汽车的召回，而传统的紧急通知车主到经销商处进行升级的解决措施往往意味着低效率和高成本，同时车企还可能背负巨大的品牌价值损失的代价。对车载电子控制系统的升级要求所传输的数据准确无误，而且不能影响驾驶员的安全驾驶。申请号201310184686.X，专利名称“车载终端远程升级方法及车联网系统”的中国发明提出一种车载终端远程升级方法，该方法仅限于车载终端自身升级，无法实现对其他的车载电子控制系统进行升级，而且对升级过程的突发故障的情况无法容错以保证升级顺利进行。
OTA(Over-the-Air Technology)空间下载技术升级是Android系统提供的标准软件升级方式。它功能强大，可以无损失升级系统，主要通过无线网络(如WIFI、3G)自动下载OTA升级包、自动升级。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法，采用同构双核架构，对车载OTA终端工作过程中突发的故障实现容错设计，保障车内电子控制器ECU固件升级的准确性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法，所述车载OTA终端包括无线通信模块、主微处理器MCU、从微处理器MCU、主CAN收发器和从CAN收发器，升级方法包括：
所述无线通信模块接收远程服务器发送的升级数据包，并将数据包通过第一SPI通信接口发送给所述主微处理器MCU，同时通过第二SPI通信接口发送给所述从微处理器MCU；
所述主微处理器MCU接收所述第一SPI通信接口发送的数据并存储，所述从微处理器MCU接收所述第二SPI通信接口发送的数据并存储；
所述主微处理器MCU通过第三SPI通信接口将接收的数据发送给所述从微处理器MCU；所述从微处理器MCU接收所述第三SPI通信接口发送的数据，将其与从所述第二SPI通信接口接收的数据进行对比和校验；
由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据；
如果所述从微处理器MCU监控到主微处理器MCU发送的数据正常，则车内电子控制器ECU接收主微处理器MCU发送的数据包；如果所述从微处理器MCU监控到主微处理器MCU发送的数据异常，则由从微处理器MCU通过从CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU和主CAN收发器。
所述车载OTA终端采取同构双核架构，所述主微处理器MCU和从微处理器MCU运行同一份程序，同时接收所述无线通信模块发送的数据。
所述车载OTA终端还包括解密模块；所述无线通信模块接收远程服务器发送的升级数据包，并将数据包通过第一SPI通信接口发送给所述主微处理器MCU，同时通过第二SPI通信接口发送给所述从微处理器MCU包括：
所述无线通信模块接收远程服务器发送的加密升级数据包，将所述加密升级数据包发送给所述解密模块进行解密；
所述解密模块将解密后的升级数据包返回给所述无线通信模块；所述无线通信模块接收所述解密模块发送的升级数据包，并将数据通过第一SPI通信接口发送给所述主微处理器MCU，同时通过第二SPI通信接口发送给所述从微处理器MCU。
所述无线通信模块通过USB通信接口将所述加密升级数据包发送给所述解密模块进行解密。
所述无线通信模块发送给所述主微处理器MCU和所述从微处理器MCU的每一包数据携带帧数、校验和及分包序数。
所述主微处理器MCU通过第三SPI通信接口将接收的数据发送给所述从微处理器MCU；所述从微处理器MCU接收所述第三SPI通信接口发送的数据，将其与从所述第二SPI通信接口接收的数据进行对比和校验包括：
所述主微处理器MCU将每一包数据的帧数、校验和及分包序数通过第三SPI通信接口发送给从微处理器MCU，从微处理器MCU将接收的主微处理器MCU发送的数据与内部存储的从所述无线通信模块接收的数据进行对比和校验。
所述由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据包括：
如果对比和校验结果一致，由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据；
如果对比和校验结果不一致，则所述主微处理器MCU和所述从微处理器MCU同时要求所述无线通信模块对不一致的数据包进行重发，对比和校验结果一致后，由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据。
所述从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据包括：
从微处理器MCU作为车内CAN总线网络的节点，实时获取主微处理器MCU下发的每一包CAN数据，提取帧数、校验和及分包序数，并与内部存储的数据进行对比和校验。
如果所述从微处理器MCU监控到主微处理器MCU发送的数据异常，则由从微处理器MCU通过从CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU和主CAN收发器包括：
如果所述从微处理器MCU从CAN总线上获取的数据与内部存储的数据不一致，则通过所述第三SPI通信接口要求主微处理器MCU对此帧数据进行重发，若连续三次对比和校验不一致，则判定主CAN收发器失效或主微处理器MCU的CAN通信模块异常；此时，由从微处理器MCU通过从CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU和主CAN收发器。
本发明一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法，采用同构双核架构，对车载OTA终端工作过程中突发的故障实现容错设计，保障车内电子控制器ECU固件升级的准确性。具体的，通过主微处理器MCU和从微处理器MCU之间的第三SPI通信接口进行数据互验，如果数据互验结果不一致，则要求无线通信模块重发，保证第一SPI通信接口和第二SPI通信接口数据通信正常；主微处理器MCU和从微处理器MCU对于下发的CAN数据包进行内部表决判定，确认由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送升级数据包，由从微处理器MCU监控其发送的数据，如果从微处理器MCU监控到的总线数据与内部校验的数据不一致，则从微处理器MCU通过第三SPI通信接口通知主微处理器进行重发；若连续三次校验不一致，则判定主CAN收发器失效或主微处理器MCU的CAN通信模块异常，调整为由从微处理器MCU通过从CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU和主CAN收发器。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法不局限于实施例。
附图说明
图1为本发明实施例的车载OTA终端原理框图；
图2为本发明实施例的车内电子控制器ECU的升级流程图。
具体实施方式
本发明一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法，参见图1所示，所述车载OTA终端包括无线通信模块101、主微处理器MCU103、从微处理器MCU104、主CAN收发器105和从CAN收发器106。
所述无线通信模块101与所述主微处理器MCU103通过第一SPI通信接口SPI1进行数据交互，所述无线通信模块101与所述从微处理器MCU104通过第二SPI通信接口SPI2进行数据交互，具体的，所述车载OTA终端采取同构双核架构，所述主微处理器MCU103和从微处理器MCU104运行同一份程序，同时接收所述无线通信模块101发送的数据。
所述主微处理器MCU103与所述从微处理器MCU104通过第三SPI通信接口SPI3进行数据交互，用于数据的对比和校验。
所述主微处理器MCU103通过TTL电平的收发信号(接收管脚CAN_RX和发送管脚CAN_TX)与所述主CAN收发器105相连，所述从微处理器MCU104通过TTL电平的收发信号(接收管脚CAN_RX和发送管脚CAN_TX)与所述从CAN收发器106相连。具体的，所述主微处理器MCU103和所述从微处理器MCU104用于将欲收发的信息(报文)转化为符合CAN规范的CAN帧，通过CAN收发器，在CAN-BUS上交换信息。
所述主CAN收发器105和所述从CAN收发器106均通过CAN-H(高位数据线)和CAN-L(低位数据线)与所述ECU CAN模块107相连。
进一步的，所述车载OTA终端还包括解密模块102，所述解密模块用于当远程服务器发送给所述无线通信模块101的升级数据包为加密升级数据包时，对数据包进行解密。
参见图2所示，本发明一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法，包括：
步骤201，所述无线通信模块101接收远程服务器发送的升级数据包，并将数据包通过第一SPI通信接口SPI1发送给所述主微处理器MCU103，同时通过第二SPI通信接口SPI2发送给所述从微处理器MCU104；
步骤202，所述主微处理器MCU103接收所述第一SPI通信接口SPI1发送的数据并存储，所述从微处理器MCU104接收所述第二SPI通信接口SPI2发送的数据并存储；
步骤203，所述主微处理器MCU103通过第三SPI通信接口SPI3将接收的数据发送给所述从微处理器MCU104；所述从微处理器MCU104接收所述第三SPI通信接口SPI3发送的数据，将其与从所述第二SPI通信接口SPI2接收的数据进行对比和校验；
步骤204，由主微处理器MCU103通过主CAN收发器105向车内电子控制器ECU(ECUCAN模块107)发送数据包，从微处理器MCU104监控主微处理器MCU103发送的数据；
步骤205，从微处理器MCU104监控到主微处理器MCU103发送的数据是否正常；如果正常，转步骤206，如果不正常，转步骤207；
步骤206，车内电子控制器ECU(即ECU CAN模块107)接收主微处理器MCU103发送的数据包；
步骤207，从微处理器MCU104通过从CAN收发器106向车内电子控制器ECU(即ECUCAN模块107)发送数据包，并复位主微处理器MCU103和主CAN收发器105。
进一步的，当所述车载OTA终端包括解密模块102时，步骤201包括：
所述无线通信模块101接收远程服务器发送的加密升级数据包，将所述加密升级数据包发送给所述解密模块102进行解密；
所述解密模块102将解密后的升级数据包返回给所述无线通信模块101；所述无线通信模块101接收所述解密模块102发送的升级数据包，并将数据通过第一SPI通信接口SPI1发送给所述主微处理器MCU103，同时通过第二SPI通信接口SPI2发送给所述从微处理器MCU104。
进一步的，所述无线通信模块101通过USB通信接口将所述加密升级数据包发送给所述解密模块102进行解密。
进一步的，所述无线通信模块101发送给所述主微处理器MCU103和所述从微处理器MCU104的每一包数据携带帧数、校验和及分包序数。
进一步的，所述主微处理器MCU103通过第三SPI通信接口SPI3将接收的数据发送给所述从微处理器MCU104；所述从微处理器MCU104接收所述第三SPI通信接口SPI3发送的数据，将其与从所述第二SPI通信接口SPI2接收的数据进行对比和校验包括：
所述主微处理器MCU103将每一包数据的帧数、校验和及分包序数通过第三SPI通信接口SPI3发送给从微处理器MCU104，从微处理器MCU104将接收的主微处理器MCU103发送的数据与内部存储的从所述无线通信模块101接收的数据进行对比和校验。
所述由主微处理器MCU103通过主CAN收发器105向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU104监控主微处理器MCU103发送的数据包括：
如果对比和校验结果一致，由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据；
如果对比和校验结果不一致，则所述主微处理器MCU103和所述从微处理器MCU104同时要求所述无线通信模块101对不一致的数据包进行重发，对比和校验结果一致后，由主微处理器MCU103通过主CAN收发器105向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU104监控主微处理器MCU103发送的数据。
所述从微处理器MCU104监控主微处理器MCU103发送的数据包括：
从微处理器MCU104作为车内CAN总线网络的节点，实时获取主微处理器MCU103下发的每一包CAN数据，提取帧数、校验和及分包序数，并与内部存储的数据进行对比和校验。
如果所述从微处理器MCU104监控到主微处理器MCU103发送的数据异常，则由从微处理器MCU104通过从CAN收发器106向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU103和主CAN收发器105包括：
如果所述从微处理器MCU104从CAN总线上获取的数据与内部存储的数据不一致，则通过所述第三SPI通信接口SPI3要求主微处理器MCU103对此帧数据进行重发，若连续三次对比和校验不一致，则判定主CAN收发器105失效或主微处理器MCU103的CAN通信模块异常；此时，由从微处理器MCU104通过从CAN收发器106向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU103和主CAN收发器105。
本发明一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法，采用同构双核架构，对车载OTA终端工作过程中突发的故障实现容错设计，保障车内电子控制器ECU固件升级的准确性。具体的，通过主微处理器MCU和从微处理器MCU之间的第三SPI通信接口进行数据互验，如果数据互验结果不一致，则要求无线通信模块重发，保证第一SPI通信接口和第二SPI通信接口数据通信正常；主微处理器MCU和从微处理器MCU对于下发的CAN数据包进行内部表决判定，确认由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送升级数据包，由从微处理器MCU监控其发送的数据，如果从微处理器MCU监控到的总线数据与内部校验的数据不一致，则从微处理器MCU通过第三SPI通信接口通知主微处理器进行重发；若连续三次校验不一致，则判定主CAN收发器失效或主微处理器MCU的CAN通信模块异常，调整为由从微处理器MCU通过从CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU和主CAN收发器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，所述车载OTA终端包括无线通信模块、主微处理器MCU、从微处理器MCU、主CAN收发器和从CAN收发器，升级方法包括：
所述无线通信模块接收远程服务器发送的升级数据包，并将数据包通过第一SPI通信接口发送给所述主微处理器MCU，同时通过第二SPI通信接口发送给所述从微处理器MCU；
所述主微处理器MCU接收所述第一SPI通信接口发送的数据并存储，所述从微处理器MCU接收所述第二SPI通信接口发送的数据并存储；
所述主微处理器MCU通过第三SPI通信接口将接收的数据发送给所述从微处理器MCU；所述从微处理器MCU接收所述第三SPI通信接口发送的数据，将其与从所述第二SPI通信接口接收的数据进行对比和校验；
由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据；
如果所述从微处理器MCU监控到主微处理器MCU发送的数据正常，则车内电子控制器ECU接收主微处理器MCU发送的数据包；如果所述从微处理器MCU监控到主微处理器MCU发送的数据异常，则由从微处理器MCU通过从CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU和主CAN收发器。
2.根据权利要求1所述的基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，所述车载OTA终端采取同构双核架构，所述主微处理器MCU和从微处理器MCU运行同一份程序，同时接收所述无线通信模块发送的数据。
3.根据权利要求1所述的基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，所述车载OTA终端还包括解密模块；所述无线通信模块接收远程服务器发送的升级数据包，并将数据包通过第一SPI通信接口发送给所述主微处理器MCU，同时通过第二SPI通信接口发送给所述从微处理器MCU包括：
所述无线通信模块接收远程服务器发送的加密升级数据包，将所述加密升级数据包发送给所述解密模块进行解密；
所述解密模块将解密后的升级数据包返回给所述无线通信模块；所述无线通信模块接收所述解密模块发送的升级数据包，并将数据通过第一SPI通信接口发送给所述主微处理器MCU，同时通过第二SPI通信接口发送给所述从微处理器MCU。
4.根据权利要求3所述的基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，所述无线通信模块通过USB通信接口将所述加密升级数据包发送给所述解密模块进行解密。
5.根据权利要求1所述的基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，所述无线通信模块发送给所述主微处理器MCU和所述从微处理器MCU的每一包数据携带帧数、校验和及分包序数。
6.根据权利要求5所述的基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，所述主微处理器MCU通过第三SPI通信接口将接收的数据发送给所述从微处理器MCU；所述从微处理器MCU接收所述第三SPI通信接口发送的数据，将其与从所述第二SPI通信接口接收的数据进行对比和校验包括：
所述主微处理器MCU将每一包数据的帧数、校验和及分包序数通过第三SPI通信接口发送给从微处理器MCU，从微处理器MCU将接收的主微处理器MCU发送的数据与内部存储的从所述无线通信模块接收的数据进行对比和校验。
7.根据权利要求1所述的基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，所述由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据包括：
如果对比和校验结果一致，由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据；
如果对比和校验结果不一致，则所述主微处理器MCU和所述从微处理器MCU同时要求所述无线通信模块对不一致的数据包进行重发，对比和校验结果一致后，由主微处理器MCU通过主CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据。
8.根据权利要求5所述的基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，所述从微处理器MCU监控主微处理器MCU发送的数据包括：
从微处理器MCU作为车内CAN总线网络的节点，实时获取主微处理器MCU下发的每一包CAN数据，提取帧数、校验和及分包序数，并与内部存储的数据进行对比和校验。
9.根据权利要求8所述的基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，如果所述从微处理器MCU监控到主微处理器MCU发送的数据异常，则由从微处理器MCU通过从CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU和主CAN收发器包括：
如果所述从微处理器MCU从CAN总线上获取的数据与内部存储的数据不一致，则通过所述第三SPI通信接口要求主微处理器MCU对此帧数据进行重发，若连续若干次对比和校验不一致，则判定主CAN收发器失效或主微处理器MCU的CAN通信模块异常；此时，由从微处理器MCU通过从CAN收发器向车内电子控制器ECU发送数据包，并复位主微处理器MCU和主CAN收发器。
10.根据权利要求9所述的基于车载OTA终端容错设计的升级方法，其特征在于，所述若干次为三次。
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