CN109375941B - 一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法，包括两个flash boot loader程序：Boot loader 1和Boot loader 2，仪表微控制器的Code Flash区域划分为Boot loader 1分区、Boot loader 2分区和Applications分区，仪表微控制器上电后，启动Boot loader 1和Boot loader 2中任一个，检查是否收到升级flash boot loader程序或Applications程序的请求，若收到升级flash boot loader程序的请求，检查是否处在Boot loader 1运行中，若是，升级Boot loader 2，否则升级Boot loader 1；若收到升级Applications程序的请求，则执行Applications程序升级，并在程序升级结束后退出升级，微控制器正常执行Application程序。通过该方法在使用flash boot loader程序升级其它资源程序的同时可以实现flash boot loader程序自身的升级。

Description

一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件 升级方法
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及汽车组合仪表产品的软件升级方法，特别涉及一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法。
背景技术
随着技术的发展，车辆中越来越多的使用各种显示面板来作为仪表，显示面板作为仪表时，功能丰富，界面多样，主题多样，用户体验较好，并且厂商还可以对仪表系统文件进行升级，以满足客户的各种新需求。
Boot Loader又称引导加载程序，是系统加电/复位后在应用程序前运行的一段软件代码。目前大多数仪表的软件升级还是依靠flash boot loader程序将相关的应用程序及资源文件下载到组合仪表中进行升级的，这种flash boot loader 大多采用的被动式升级设计，即主要由上位机软件给作为下位机软件的flash boot loader程序发送升级命令，flash boot loader开始接收上位机传输过来的数据。这种升级方式大多采用CAN通讯协议，且flash boot loader自身无法实现升级，另外，它作为从设备，始终依赖于上位机工具，升级效率不高，且升级速度较慢，升级成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法，在该方法中采用双flash boot loader程序，可同时兼容CAN通讯协议和SPI通讯协议，并且在使用flash boot loader程序升级其它资源程序的同时可以实现flashboot loader程序自身的升级。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法，该方法包括两个flash boot loader程序：Bootloader 1和Boot loader 2，汽车组合仪表微控制器的Code Flash区域划分为Boot loader1分区、Boot loader 2分区和Applications分区，所述汽车组合仪表微控制器上电后，启动Boot loader 1和Boot loader 2中的任意一个，检查是否收到升级flash boot loader程序或Applications程序的请求，如果收到升级flash boot loader程序的请求，则检查是否处在Boot loader 1运行中，若是，则升级Boot loader 2，否则升级Boot loader 1；如果收到升级Applications程序的请求，则执行Applications程序升级，并在flash boot loader程序或Applications程序升级结束后退出升级，汽车组合仪表微控制器正常执行Application程序。
作为本发明的一种改进，所述Boot loader 1和Boot loader 2均采用主从式设备模式，既能工作在主设备模式，也能工作在从设备模式，所述汽车组合仪表微控制器能够通过工作在主设备模式下的Boot loader 1/Boot loader 2发送升级数据对工作在从设备模式下的Boot loader 2/Boot loader 1以及处于待升级状态的汽车组合仪表微控制器的Applications程序进行升级。
作为本发明的一种改进，通过上位机能够对处于待升级状态的汽车组合仪表微控制器中工作在从设备模式下的Boot loader 1或Boot loader 2以及Applications程序进行升级。
作为本发明的一种改进，所述Boot loader 1采用SPI通讯协议进行数据传输，其集成了SPI驱动程序，使用SPI接口线连接上位机或其他汽车组合仪表微控制器，所述Bootloader 2采用CAN通讯协议进行数据传输，其集成了CAN驱动程序，使用CAN接口线连接上位机或其他汽车组合仪表微控制器。
作为本发明的一种改进，所述Boot loader 1通过SPI协议本身的全双工模式进行主设备模式和从设备模式之间的切换，为了采用Boot loader 1对 flash boot loader程序或Applications程序进行升级，在汽车组合仪表微控制器的PCB板上，将四个SPI端口通过四路接线引出作为SPI外接端口，将GPIO端口通过接线引出与电源VCC形成主从设备模式切换端口。
作为本发明的一种改进， 所述汽车组合仪表微控制器PCB板上的GPIO端口采用下拉设计，在采用Boot loader 1对 flash boot loader程序或Applications程序进行升级时，GPIO端口默认输入采样到的是低电平信号，Boot loader 1默认工作在从设备模式，此时通过上位机来对汽车组合仪表微控制器进行升级，上位机通过SPI连接器连接汽车组合仪表微控制器的SPI外接端口；在完成了汽车组合仪表微控制器的软件升级后，通过短路线短接主从设备模式切换端口使得GPIO端口输入采样到的是高电平信号，Boot loader 1工作在主设备模式下，此时通过该汽车组合仪表微控制器对其他待升级的汽车组合仪表微控制器进行升级，该汽车组合仪表微控制器的SPI外接端口通过SPI连接器与其他待升级的汽车组合仪表微控制器的SPI外接端口互联。
作为本发明的一种改进， 所述汽车组合仪表微控制器PCB板上的GPIO端口与主从设备模式切换端口之间串接有第一电阻，主从设备模式切换端口与电源VCC之间串接有第二电阻，主从设备模式切换端口与电源地之间串接有第三电阻。
作为本发明的一种改进，所述Boot loader 2通过诊断指令进行主设备模式和从设备模式之间的切换，采用Boot loader 2对 flash boot loader程序或Applications程序进行升级的汽车组合仪表微控制器能够通过诊断指令触发升级，该汽车组合仪表微控制器通过CAN通讯设备连接上位机或其他汽车组合仪表微控制器。
作为本发明的一种改进， 当汽车组合仪表装车后，通过采用Boot loader 2对flash boot loader程序或Applications程序进行升级，将汽车组合仪表微控制器的CAN通讯端口连接至整车的OBD-II接口上，使用OBD接口实现CAN通讯连接的软件升级，方便工作人员操作。
相对于现有技术，本发明所提出的主从式flash boot loader软件升级方法中采用双flash boot loader程序，使得汽车组合仪表在使用flash boot loader程序升级其它资源程序的同时可以实现flash boot loader程序自身的升级，能够使得汽车组合仪表自身变成升级设备来继续升级其它待升级的汽车组合仪表，获得组合仪表升级组合仪表的链式升级模式，可以脱离PC机等上位机工具，操作简单，大大提高汽车组合仪表升级效率，降低升级成本；另外，由于汽车组合仪表中可同时兼容CAN通讯协议和SPI通讯协议，有效提高了组合仪表在研发阶段、工厂生产阶段、客户端仓库、4S店装车后等多个应用场景下的升级速度，大大降低了操作复杂度，有效提高了软件升级操作的便利性。
附图说明
图1为应用本发明所提出的软件升级方法的组合仪表与上位机/组合仪表间的连接示意图。
图2为本发明所提出的软件升级方法的工作流程图。
图3为本发明所提出的软件升级方法的详细工作流程图。
图4为应用本发明所提出的软件升级方法的组合仪表的电路结构框图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
如图1-3所示，一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法，该方法包括两个flash boot loader程序：Boot loader 1和Boot loader 2，汽车组合仪表微控制器的Code Flash区域划分为Boot loader 1分区、Boot loader 2分区和Applications分区，其中，所述Boot loader 1和Boot loader 2均采用主从式设备模式，既能工作在主设备模式，也能工作在从设备模式，所述汽车组合仪表微控制器能够通过工作在主设备模式下的Boot loader 1/Boot loader 2发送升级数据对工作在从设备模式下的Boot loader 2/Boot loader 1以及处于待升级状态的汽车组合仪表微控制器的Applications程序进行升级。同时也能够通过上位机能够对处于待升级状态的汽车组合仪表微控制器中工作在从设备模式下的Boot loader 1或Boot loader 2以及Applications程序进行升级。
所述汽车组合仪表微控制器上电后，先启动Boot loader 1和Boot loader 2中的任意一个，然后执行Applications程序，同时实时检查是否进入编程模式（当接收到用于触发编程模式的诊断指令时，汽车组合仪表微控制器进入编程模式，此时程序会由App跳转到loader模式下开始编程），即检查是否收到升级flash boot loader程序或Applications程序的请求，如果收到升级flash boot loader程序的请求，则检查是否处在Boot loader 1运行中，若是，则升级Boot loader 2，否则升级Boot loader 1；如果收到升级Applications程序的请求，则执行Applications程序升级，并在flash boot loader程序或Applications程序升级结束后退出升级，汽车组合仪表微控制器正常执行Application程序。
所述Boot loader 1采用SPI通讯协议进行数据传输，其集成了SPI驱动程序，使用SPI接口线连接上位机或其他汽车组合仪表微控制器，所述Boot loader 2采用CAN通讯协议进行数据传输，其集成了CAN驱动程序，使用CAN接口线连接上位机或其他汽车组合仪表微控制器。在不同的应用场合，可以选择其中任何一个方式去实现汽车组合仪表的软件资源程序的升级。
当Boot loader 1或Boot loader 2工作在从设备模式时，它会处于等待升级的状态，用来接收工作在主设备模式下的Boot loader 2或Boot loader 1发过来的升级数据。当Boot loader 1或Boot loader 2工作在主设备模式时，可以利用它去升级其它处于从设备模式的汽车组合仪表产品。由于采用了双Boot loader程序，使得一个汽车组合仪表产品自身就变成了一个升级工具，用它替代上位机工具继续去升级其它待升级的产品。如此可以实现一升级二，二升级四，四升级八的分裂式升级效果，大大提高汽车组合仪表产品的软件升级效率。这样将汽车组合仪表产品本身也变成一套升级工具，既降低了升级成本，又提高了升级效率。
另外，在当flash boot loader程序（即Boot loader 1或Boot loader 2）自身需要升级时，可通过切换Boot loader 1和Boot loader 2的工作模式（即主设备模式和从设备模式）来实现Boot loader 1和Boot loader 2之间的相互升级操作。例如，可以先使用带有SPI通讯协议的Boot loader1去升级带有CAN通讯协议的Boot loader2程序，然后，可以再使用升级好的Boot loader2去升级Boot loader1程序，反之亦然。这样flash bootloader程序自身的升级可以在一个汽车组合仪表上完成，如此，既可以使用flash bootloader去升级Applications资源程序，又可以实现flash boot loader程序的自身升级。在采用SPI通讯协议进行升级数据传输时，采用2KB为最小CRC单元，并在当校验失败时，重启当前升级数据的发送，确保升级数据的准确性。
进一步地，如图4所示，所述Boot loader 1通过SPI通讯协议本身的全双工模式进行主设备模式和从设备模式之间的切换。为了采用Boot loader 1对 flash boot loader程序或Applications程序进行升级，在汽车组合仪表微控制器的PCB板上，将四个SPI端口通过四路接线引出作为SPI外接端口（具体为图4中的预留排针点位置1-4），将GPIO端口通过接线引出与电源VCC形成主从设备模式切换端口（具体为图4中的预留排针点位置5-6）。
所述汽车组合仪表微控制器PCB板上的GPIO端口采用下拉设计，所述汽车组合仪表微控制器PCB板上的GPIO端口与主从设备模式切换端口之间串接有第一电阻，主从设备模式切换端口与电源VCC之间串接有第二电阻，主从设备模式切换端口与电源地之间串接有第三电阻。实际应用时，第一电阻的取值为10KΩ，第二电阻的取值为1KΩ，第三电阻的取值为3KΩ。
在采用Boot loader 1对 flash boot loader程序或Applications程序进行升级时，GPIO端口默认输入采样到的是低电平信号，Boot loader 1默认工作在从设备模式，此时通过上位机来对汽车组合仪表微控制器进行升级，上位机通过SPI连接器连接汽车组合仪表微控制器的SPI外接端口；在完成了汽车组合仪表微控制器的软件升级后，通过短路线短接主从设备模式切换端口使得GPIO端口输入采样到的是高电平信号，Boot loader 1工作在主设备模式下，此时通过该汽车组合仪表微控制器对其他待升级的汽车组合仪表微控制器进行升级，该汽车组合仪表微控制器的SPI外接端口通过SPI连接器与其他待升级的汽车组合仪表微控制器的SPI外接端口互联。默认情况下，待升级的汽车组合仪表的Bootloader 1是处于从设备模式，如此一主一从就可以实现组合仪表产品之间的互相升级了。由此可以做到一升级二，二升级四，四升级八的分裂式升级，大大提高升级效率和升级速度。将汽车组合仪表产品本身变成升级工具，有效降低了升级成本。
进一步地，所述Boot loader 2通过诊断指令进行主设备模式和从设备模式之间的切换，采用Boot loader 2对 flash boot loader程序或Applications程序进行升级的汽车组合仪表微控制器能够通过诊断指令触发升级，该汽车组合仪表微控制器通过CAN通讯设备连接上位机或其他汽车组合仪表微控制器。实际应用时，可使用诊断的0x31服务来控制例程的执行，当Boot loader2收到 31 01 01 00指令时处于主设备模式运行，当Bootloader2 收到 31 01 01 01指令时处于从设备模式运行。当Boot loader2处于从设备模式时，它将等待处于主设备模式的汽车组合仪表或上位机发出升级数据实现Applications资源程序的升级，而它处于主设备模式时，就相当于一个上位机升级工具，因此使用它就可以去升级其它处于从设备模式下的汽车组合仪表产品。
当一套汽车组合仪表升级完成后，可以使用诊断指令将这套升级后的汽车组合仪表进入主设备模式，而将待升级的汽车组合仪表产品进入从设备模式，并且这两套组合仪表之间使用CAN通讯连接，然后发送指令诊断指令31 01 01 02触发升级，这样就可以使用一套组合仪表去升级另一套组合仪表，而不需要再使用上位机升级工具了，这样组合仪表产品本身在升级后就变成了升级设备可以继续去升级其它的产品，从而实现细胞分裂式的高效升级。
由于使用SPI通讯协议的数据传输速度要远远快于使用CAN通讯协议的数据传输速度，因此，在汽车组合仪表产品的研发阶段、工厂试生产阶段及客户端仓库，可以采用Boot loader 1以SPI通讯连接方式实现对汽车组合仪表产品的flash boot loader程序或Applications程序快速升级；而当汽车组合仪表装车后，可采用Boot loader 2以CAN通讯连接方式实现对汽车组合仪表产品的 flash boot loader程序或Applications程序进行升级，此时可将汽车组合仪表微控制器的CAN通讯端口连接至整车的OBD-II接口上，使用OBD接口实现CAN通讯连接的软件升级，方便工作人员操作。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法，其特征在于：该方法包括两个flash boot loader程序：Boot loader 1和Boot loader 2，汽车组合仪表微控制器的Code Flash区域划分为Boot loader 1分区、Boot loader 2分区和Applications分区，所述汽车组合仪表微控制器上电后，启动Boot loader 1和Bootloader 2中的任意一个，检查是否收到升级flash boot loader程序或Applications程序的请求，如果收到升级flash boot loader程序的请求，则检查是否处在Boot loader 1运行中，若是，则升级Boot loader 2，否则升级Boot loader 1；如果收到升级Applications程序的请求，则执行Applications程序升级，并在flash boot loader程序或Applications程序升级结束后退出升级，汽车组合仪表微控制器正常执行Application程序；
所述Boot loader 1和Boot loader 2均采用主从式设备模式，既能工作在主设备模式，也能工作在从设备模式，所述汽车组合仪表微控制器能够通过工作在主设备模式下的Boot loader 1/Boot loader 2发送升级数据对工作在从设备模式下的Boot loader 2/Boot loader 1以及处于待升级状态的汽车组合仪表微控制器的Applications程序进行升级；
所述Boot loader 1采用SPI通讯协议进行数据传输，其集成了SPI驱动程序，使用SPI接口线连接上位机或其他汽车组合仪表微控制器，所述Boot loader 2采用CAN通讯协议进行数据传输，其集成了CAN驱动程序，使用CAN接口线连接上位机或其他汽车组合仪表微控制器；
所述Boot loader 1通过SPI协议本身的全双工模式进行主设备模式和从设备模式之间的切换，为了采用Boot loader 1对flash boot loader程序或Applications程序进行升级，在汽车组合仪表微控制器的PCB板上，将四个SPI端口通过四路接线引出作为SPI外接端口，将GPIO端口通过接线引出与电源VCC形成主从设备模式切换端口。
2.如权利要求1所述的一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法，其特征在于，所述汽车组合仪表微控制器PCB板上的GPIO端口采用下拉设计，在采用Boot loader 1对flash boot loader程序或Applications程序进行升级时，GPIO端口默认输入采样到的是低电平信号，Boot loader 1默认工作在从设备模式，此时通过上位机来对汽车组合仪表微控制器进行升级，上位机通过SPI连接器连接汽车组合仪表微控制器的SPI外接端口；在完成了汽车组合仪表微控制器的软件升级后，通过短路线短接主从设备模式切换端口使得GPIO端口输入采样到的是高电平信号，Boot loader 1工作在主设备模式下，此时通过该汽车组合仪表微控制器对其他待升级的汽车组合仪表微控制器进行升级，该汽车组合仪表微控制器的SPI外接端口通过SPI连接器与其他待升级的汽车组合仪表微控制器的SPI外接端口互联。
3.如权利要求2所述的一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法，其特征在于，所述汽车组合仪表微控制器PCB板上的GPIO端口与主从设备模式切换端口之间串接有第一电阻，主从设备模式切换端口与电源VCC之间串接有第二电阻，主从设备模式切换端口与电源地之间串接有第三电阻。
4.如权利要求1所述的一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法，其特征在于，所述Boot loader 2通过诊断指令进行主设备模式和从设备模式之间的切换，采用Boot loader 2对flash boot loader程序或Applications程序进行升级的汽车组合仪表微控制器能够通过诊断指令触发升级，该汽车组合仪表微控制器通过CAN通讯设备连接上位机或其他汽车组合仪表微控制器。
5.如权利要求4所述的一种应用于组合仪表的新型主从式flash boot loader软件升级方法，其特征在于，当汽车组合仪表装车后，通过采用Boot loader 2对flash bootloader程序或Applications程序进行升级，将汽车组合仪表微控制器的CAN通讯端口连接至整车的OBD-II接口上。
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