CN111158611A - 一种新能源汽车控制器内存管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种针对新能源汽车控制器内存空间管理的软件方法，适用于混合动力/纯电动整车控制器、电池管理器、电机控制器等的非易失性空间的管理操作，及其它汽车电子系统分布式中带诊断功能的控制器。此内存管理方法，对于带诊断系统控制器的故障内存数据管理有很强的现实意义，但是所公开的方法同样可用于其他类型需要进行内存管理的软件系统。所述内存空间管理方法包括：内存空间的初始化数据结构设定；内存空间的安全校验设计；以及内存空间的动态更新操作等；在各环节中，通过特定的方法，保障内存空间中数据的安全性和操作的有效性。防止在控制器非易失性空间中的关键数据，由于硬件性能变化或者软件操作失误，而导致丢失。

Description

一种新能源汽车控制器内存管理方法

技术领域

本发明属于汽车的控制器领域，尤其涉及一种新能源汽车控制器的内存管理方法。

背景技术

随着环保与能源的压力，混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车在国内处于高速发展的态势。现代汽车车辆性能更多的是依靠各类的车载分布式电子自动控制系统来进行控制管理，存在纯电驱动的新能源汽车更是如此。如新能源汽车的三大核心控制器，整车控制、电池管理器、电机控制器，均是基于嵌入式系统实现的电子控制系统。其中的核心部件微处理器中内存模块，是控制器的软件执行程序和数据存储的核心位置。

汽车电子控制软件动辄上万条的软件代码和数以千计的关键数据均是存储于控制器微处理器的内存区域中。

其中对于数据部分，比如程序运行中需要进行参数查找带维度的数值表的标定对象，或者如离线诊断系统的故障代码和关键数据，也均是存储在控制器的非易失性内存当中，并在实际应用过程中，伴随车辆使用在不断地进行读取、擦除、存储操作。

由于汽车类产品在实际使用过程中的时间跨度和空间跨度大，以及应用环境复杂度高，控制器产品随整车在应用中，同样要应对高低温度变化、长时间运行累计误差、复杂电磁环境等场景，其中内存的关键数据的失效或操作出错的可能性无法完全避免。

所以本发明专利通过定义特定的数据内存结构和数据操作方法，有效提供一种汽车控制内存数据管理方法，保障控制器非易失性空间中数据的操作的可靠性。

发明内容

基于上述问题，提供了一种新能源汽车控制的内存管理方法。

一种新能源汽车控制器的内存管理方法，所述方法包括：

设计可体现数据安全的内存数据结构；定义内存数据唯一表征标识，定义内存数据的安全等级，定义内存数据的生命周期，定义内存数据的长度，定义内存数据内容空间；定义内存数据安全校验码内容空间；通过以上定义操作，定义一个具备完整信息的待处理数据。

设计匹配的内存数据结构的安全校验算法；根据内存数据安全等级预设计不同的安全校验算法；预设安全等级存在两级，其中高等安全等级要求进行CRC 8 算法，低等级安全等级使用checksum算法；

结合所述内存数据结构和安全校验算法，设计一种特定的内存操作方法；其方法是对每次在读取或者写入特定内存空间的情况下，要求确定分别对操作的数据的表征标识和数据长度进行确认，同时根据数据的安全等级，对数据进行确定的安全校验计算；

如对关键数据进行了更新的同时，更新数据对应的存在生命周期信息，以表征数据在内存中，相对于特定循环周期，得到关键数据的存在时间维度信息。

所述的发明方法，可分为三个主要步骤来实现：内存空间初始化；内存空间数据的读取；内存空间的数据存储。

由权利要求2和表1，定义2个安全等级的数据定义，安全等级1（高安全等级），定义ID=0x0101，其他安全等级定义，不在此权利要求内；安全等级2（低安全等级），定义ID=0x0202，其他安全等级定义，不在此权利要求内；本专利不支持大于等于3以上的安全等级定义。

在安全等级1，定义ID为0x01，数据存储区32个数据内容，再加上4个字节CRC校验内容；数据长度超过本专利之外，不作为专利权利要求。

在安全等级2，定义ID为0x02，数据存储区32个数据内容，再加上4个字节CRC校验内容；数据长度超过本专利之外，不作为专利权利要求。

在ID定义，安全等级定义，校验定义同时，定义数据保存时间；

专利创新点，根据定义ID和安全等级来操作内存数据，通过数据保存时间，提供数据存活周期；保障内存的有效使用。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种新能源控制器内存管理方法，所述方法包括：定义内存数据结构，表征内存数据的多个属性特征；设定按数据安全等级不同的安全算法；通过生命周期特征值表征内存数据的存活时间特性；定义内存数据读写操作方法。通过以上的方法实现，能够确保非易失性内存空间的数据操作有有效性，和内存数据的安全可靠性，从数据安全上而保障新能源控制器运行的可靠性，进而保障新能源汽车整车运行的可靠性。

附图说明

图1是本发明一种新能源汽车控制器内存的数据结构定义说明。

图2是本发明一种新能源汽车控制器内存的数据初始化操作框图。

图3是本发明一种新能源汽车控制器内存的数据读取操作框图。

图4是本发明一种新能源汽车控制器内存的数据写入操作框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案、优点表现得更加清晰，下面结合附图及实施例，来解释本发明的技术内容。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

一种新能源汽车控制器的内存管理方法，所述方法包括。

图1中定义了特定一个表征标识的数据结构内容，具体内容包括以下。

一个带有唯一表征标识的数据结构，本结构是数据结构，无具体的物理部件，包含6部分内容。

第一部分是，控制器软件系统中唯一的表征标识帧头，可划分为帧头高、帧头低两部分组成，此软件系统允许定义的此中数据结构的帧总个数，为高低两部分帧头的组成最大数值，如需要扩充数量，可以通过定义子父系表征标识方式实现，其数量限制基于所设计控制器内存硬件资源限制。

第二部分是，数据结构安全等级。本发明方法中预设定义为高安全等级和低安全等级两级类别，不排除由数据系统复杂度定义更多级别安全设置。

第三部分是，内存数据生命周期，在每次进行本表征标识符被更新之后，进行复位操作，预设生命周期，结合控制器循环判断条件，若单次循环判断条件成立，但没有此内存数据更新变化，表示此内存数据存在生命周期数累计1次；原则数据生命周期时间要大于控制器产品设计时间上限。

第四部分是，内存数据的长度；表征此标识内存的实际数据量的大小。

第五部分是，内存的数据，按照机器数据排列顺序，依次排列，直至第四部分的定义的数据大小。

第六部分是，放置根据第二部分，按照高安全等级数据，以CRC 8 算法；低安全等级数据，以checksum算法。

图2定义了内存的数据初始化。

内存数据的初始化过程是在控制器上电初始化操作流程中的实现。

开始内存初始化，首先按照预定的内存表征标识符查找内存中是否确定存在相对应的表征标识。

若确定没有需要操作的表征标识，需要按照图1的内容进行内存数据结构的初始化定义；内存数据结构中，第一部分将需求的内存表征标识写入；第二部分到第四部分，均是特定的匹配此表征标识的特性数值信息；第五部分和第六部分，数据和校验码设置为初始化值。

若确定有需要操作的表征标识，找到标识符帧头位置，作为起始，按照图1的数据结构的定义安全等级高低，定义的数据长度，定义的校验要求，按照用户定义方式，读取安全等级、内存数据和安全校验码。

按照安全等级要求，根据定义要求，使用者定义为高即高，定义为低即低，对读取到的内存数据进行安全校验计算，得到计算安全校验码。

将计算安全校验码和读取安全校验码进行比对，确定内存数据没有错误。

若比对安全校验码不一致，从内存镜像区域，拷贝数据到内存数据结构的数据区域；重新计算安全校验码，放置到安全校验码区域。

若比对安全校验码一致，确定内存数据正常。

此内存表征标识的初始化完成，查找确定下一个内存表征标识位置。

图3内存数据的读取操作框图。

内存数据的读取操作，需要带入多个表征参数；其中待读取数据的表征标识帧头参数，需要和内存实际表征标识帧头进行比对，确定需求的数据在内存中是否存在器对应的数据结构；若不存在，返回操作内存不存在的错误提示。

读取操作带入需求数据的长度信息，与内存实际的长度进行比对，确定长度需求与实际的数据长度一致，进行内存数据读取；若长度不一致，返回操作长度请求错误提示。

此内存表征标识的数据读取完成，查找确定下一个内存表征标识位置。

图4内存数据的写入操作框图。

内存数据的写入操作，需要带入多个表征参数；其中待写入数据的表征标识帧头参数，需要和内存实际表征标识帧头进行比对，确定需求的数据在内存中是否存在其对应的数据结构；若不存在，返回操作内存不存在的错误提示。

写入操作待入需求数据的长度信息，与实际内存中的长度进行比对，确定数据长度是否一致；若长度不一致，返回操作长度请求错误提示。

若长度一致，读取此内存数据的安全等级。

按照安全等级要求，对待处理数据进行确定的安全校验计算，得到安全校验码。

将数据和安全校验码，一起写入到内存数据和安全校验码空间位置。

此内存表征标识的数据写入完成，查找确定下一个内存表征标识位置。

Claims (5)

1.一种新能源汽车控制器的内存管理方法，其特征在于，包括：

建立一种内存数据定义方式和读写操作方式的，体现数据安全的内存空间数据结构；

对内存空间的数据，设计与数据定义和读写匹配的安全校验算法，保障内存管理的有效性和安全性；

在建立的内存空间的数据结构基础上，运用内存数据操作流程实现数据内存的管理。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车控制器的内存管理方法，其特征在于，建立体现数据安全的内存数据结构的方法包括：

对需要存储到内存空间的数据进行类别定义，各个类别定义唯一的可用表征标识；

对分类数据，由数据的重要程度进行安全等级的确定，确定2级类型，包括第1级安全等级：重要数据，和第2级安全等级：非重要数据，不支持第3种数据类，对于超过3种等级要求的数据，属于其他专利权利要求，不在本专利权利要求范围内；确定了表征标识安全等级的同时，要明确单一类别数据的确定数据长度指标，只是限定在32个单位以内，超过32个单位的数据类型，不在此专利权利要求范围内。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车控制器的内存管理方法，其特征在于，所述特定的内存数据操作流程方法包括：

进行数据操作时，需要动态核对数据操作对象的表征标志和数据长度指标32个字节的正确性进行校验；

在进行数据更新操作时候，根据2级数据安全等级不同，而进行差异性操作；对内存数据的操作按照流程，实现数据管理操作。

4.所述的一种新能源汽车控制器的内存管理方法，其特征在于，所述特定的内存数据操作流程方法包括：

若判断内存空间数据结构中特定的内存数据没有变化，系统不会进行数据更新操作，

若判断内存空间数据结构中特定的内存数据发生变化，系统进行数据更新操作。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车控制器的内存管理方法，其特征在于，所述对空间内存安全校验算法的实现方法：

对所述的待处理的带表征标志的数据，按照数据长度指标，进行特定的安全校验计算，每次获取动态的安全校验计算结果，会作为数据的一部分和数据本体共同放置到数据结构中。

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