CN112367235A - 用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及ota高速下载的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其包括：5G模块，其与外界通讯连接；三极管模块，其与5G模块的I/O接口连接，并且与5G模块通过JTAG信号线通讯连接；车辆微控制器MCU，其与三极管模块通过JTAG信号线通讯连接；路由转发模块，其与5G模块和车辆微控制器MCU分别连接；其中5G模块根据接收的打开或关闭指令，通过I/O接口控制三极管模块打开或关闭5G模块与车辆微控制器MCU间的通讯连接，5G模块还接收程序数据和调试指令，并将其发送给车辆微控制器MCU；车辆微控制器MCU接收5G模块发送的程序数据和调试指令数据，并向5G模块传输反馈信息。相应地，本发明还公开了一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的方法。

Description

用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系 统和方法
技术领域
本发明涉及一种远程调试及OTA高速下载的系统和方法，尤其涉及一种实时远程调试及OTA高速下载的系统和方法。
背景技术
近年来，随着智能驾驶汽车的发展，整车电子电气的架构也在发生着变化，从分布式架构到分布集成式架构，紧接着马上到来的是域控制架构。
智能驾驶域控制器的开发仍然面临着很多的调试工作，在调试阶段很多代码的稳定性问题并没有解决，所以调试工作的危险性也比较高。然而目前，在智能驾驶汽车领域没有一个远程调试方法是针对车辆域控制器的。
在其他领域有一些远程调试的方案，其大部分是针对工业控制计算机的调试，还有一部分是通过工业控制计算机的介入来间接调试车辆控制器。第一种针对工业控制计算机的远程调试方案并不能满足对智能驾驶控制器的调试，因为这种方案只能通过本地计算机去调试远端的工业控制计算机并不能调试远端的嵌入式控制器。第二种调试方案可以调试远端的嵌入式控制器，但是需要在远端加入一台工业控制计算机，这种方法成本相对来说较高，实时性不够好并且在智能驾驶车辆的有限空间内加入一台较大的工业控制计算机的方案不利于空间的有效利用。
基于此，期望获得一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统和方法，采用该系统和方法不仅可以实现程序的远程下载更新，程序的断点调试，程序暂停，单步运行，全速运行，寄存器的查看与修改等实时远程调试功能，还可以实现OTA(Over The Air,OTA)高速下载。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，该系统通过简单的设计即可对智能驾驶域控制器进行实时远程调试，其集成性好，调试方便，同时还可以实现OTA高速下载，具有十分重要的现实意义。此外，该系统通用性强，其能够有效应用于开发阶段的自动驾驶汽车上，具有良好的推广前景和应用价值。
为了实现上述目的，本发明提出了一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其包括：
5G模块，其与外界通讯连接；
三极管模块，其与所述5G模块的I/O接口连接，并且与所述5G模块通过JTAG信号线通讯连接；
车辆微控制器MCU，其与所述三极管模块通过JTAG信号线通讯连接；
路由转发模块，其与所述5G模块和车辆微控制器MCU分别连接；
其中所述5G模块根据接收的打开或关闭指令，通过其I/O接口控制所述三极管模块打开或关闭5G模块与车辆微控制器MCU之间的通讯连接，所述5G模块还接收程序数据和调试指令，并将其发送给车辆微控制器MCU；
所述车辆微控制器MCU接收5G模块发送的程序数据和调试指令数据，并向所述5G模块传输反馈信息。
进一步地，在本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中，还包括：车载I/O模块，其与所述车辆微控制器MCU连接，以对车辆数字信号进行采集，所述车辆微控制器MCU将数字控制信号通过车载I/O模块传输给车辆上的元件。
进一步地，在本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中，还包括：车载CAN收发器，其与所述车辆微控制器MCU连接，以对车辆CAN总线信号进行采集，所述车辆微控制器MCU发送的CAN信号通过CAN收发器发送到车辆CAN总线上。
进一步地，在本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中，还包括：以太网PHY模块，其与车载以太网总线连接，所述以太网PHY模块与所述路由转发模块连接，以以太网帧的形式交互数据。
进一步地，在本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中，所述5G模块将接收的待调试程序数据和调试指令解析转换为JTAG协议数据后，发送给车辆微控制器MCU。
进一步地，在本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中，所述5G模块将接收的无需调试程序数据转换为MII协议数据后，发送给车辆微控制器MCU。
进一步地，在本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中，所述打开或关闭指令来自与所述5G模块通讯连接的个人计算机。
进一步地，在本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中，所述程序数据和调试指令数据来自与所述5G模块通讯连接的远端计算机。
相应地，本发明的另一目的在于提供一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的方法，该方法不仅可以实现程序的远程下载更新，程序的断点调试，程序暂停，单步运行，全速运行，寄存器的查看与修改等实时远程调试功能，还可以实现OTA高速下载，其具有十分重要的现实意义。此外，该方法通用性较强，其能够有效应用于开发阶段的自动驾驶汽车上，具有良好的推广前景和应用价值。
为了实现上述目的，本发明提出了一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的方法，其包括步骤：
5G模块向三极管模块输出打开信号以使三极管模块打开5G模块与车辆微控制器MCU之间的通讯连接；
5G模块将接收到的待调试程序数据和调试指令转换为JTAG协议数据后发送到车辆微控制器MCU；
车辆微控制器MCU接收到5G模块发送的JTAG协议数据之后，将其写入到相应的车辆存储器中，并且执行相应的调试指令；车辆微控制器MCU还将程序运行状态信息反馈给5G模块；
5G模块将接收到的无需调试程序数据解析为MII协议数据发送到路由转发模块；
路由转发模块将对应的以太网帧转发给车辆微控制器MCU；
接收到以太网帧的车辆微控制器MCU对以太网帧进行解析并写入对应的车辆存储器；
程序数据下载完成后，车辆微控制器MCU对程序数据进行检查，并将检查结果反馈到路由转发模块；路由转发模块将检查结果发送到5G模块。
进一步地，在本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的方法中，所述打开信号为5G模块的I/O接口输出的高电平信号。
本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统和方法相较于现有技术具有如下所述的优点和有益效果：
(1)本发明所述用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统的通用性较强，其可安装在任何一辆开发阶段的自动驾驶汽车上；通过简单的设计就可以对智能驾驶车辆控制器进行实时远程调试，并且集成性好，调试方便，也不会受到天气情况和环境情况的限制。不仅解决了调试人员必须要在车上进行调试的问题，也解决了远距离无法进行调试的问题。采用本发明所述的方法可以实现在危险工况和极端环境中对智能驾驶车辆的调试，还可以实现技术人员不在现场时解决车辆域控制器中软件出现的问题，这样可以大大提高车辆控制器软件的开发及完善效率并且降低技术人员出差所带来的差旅成本和时间成本。
(2)本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统通过5G模块接收程序代码数据，发送到车辆微控制器MCU中，再通过车辆微控制器MCU中的Ethernet Bootloader将代码刷写进相应的车辆存储器中。该方法有效解决了程序下载速度非常慢的问题，加速了项目迭代周期，而且还可以将所有装有此智能驾驶域控制器的智能驾驶车辆同时进行高速软件升级，因为升级程序不需要调试器的物理连接所以提升了智能驾驶域控制器硬件的使用寿命。
(3)本发明不仅解决了调试人员必须跟随所调试的目标车辆来进行调试的痛点，而且即使自动驾驶车辆在调试人员的千里之外也可以进行对自动驾驶车辆进行实时调试，这样既节省了大量的出行成本，而且还提升了调试效率，无论驾驶人员所处何处，只需要有一台可以连接网络的计算机便可以对目标设备进行调试和程序更新。
相应地，本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的方法，其同样具有上述的优点以及有益效果。
附图说明
图1示意性地显示了本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统在一种实施方式下的工作原理。
图2示意性地显示了图1所示系统的实时远程调试的过程示意图。
图3示意性地显示了本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中三极管模块的设计使用方法。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统和方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
图1示意性地显示了本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统在一种实施方式下的工作原理。
如图1所示，在本实施方式中，本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统可以包括：5G模块1、三极管模块(即图中的Triode)2、车辆微控制器MCU5和路由转发模块(即图中的Switch)3。其中，5G模块1与外界通讯连接；三极管模块2与5G模块1的I/O接口连接，并且与5G模块1通过JTAG信号线通讯连接；车辆微控制器MCU5与三极管模块2通过JTAG信号线通讯连接；路由转发模块3与上述5G模块1和车辆微控制器MCU5分别连接。
在该系统中，5G模块1作为关键模块，其可以根据接收到的打开或关闭指令，通过I/O接口控制三极管模块2打开或关闭5G模块1与车辆微控制器MCU5之间的通讯连接。当需要对车辆微控制器MCU5进行测试时，5G模块1接收到的打开指令，其控制I/O接口使三极管模块2打开5G模块1与车辆微控制器MCU5之间的通讯连接。此外，5G模块1还可以接收外界的程序数据和调试指令，并将其发送给车辆微控制器MCU5；所述车辆微控制器MCU5可以接收5G模块1发送的程序数据和调试指令数据，并向5G模块1传输反馈信息。
继续参阅图1可以看出，在本实施方式中，本发明所述的系统还包括有：车载I/O模块6、车载CAN收发器7、以太网PHY模块4和其他外设模块8。其中，车载I/O模块6与所述车辆微控制器MCU5连接，以对车辆数字信号进行采集对并车辆上的数字信号进行控制。车辆微控制器MCU5能够将数字控制信号通过车载I/O模块6传输给车辆上的元件。
相应地，车载CAN收发器7同样与所述车辆微控制器MCU5连接，其可以对车辆CAN总线信号进行采集。车辆微控制器MCU5发送的CAN信号能够通过CAN收发器发送到车辆CAN总线上。
在本发明中，以太网PHY模块4与车载以太网总线连接，以太网PHY模块4与系统中的路由转发模块连接，以以太网帧的形式交互数据，实现采集车载以太网总线数据，修改车辆参数等功能。
为了保证本发明所述的系统能够实现实时远程调试以及OTA高速下载的功能，本发明还提出了一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的方法，其包括步骤：
S1：5G模块1向三极管模块2输出打开信号以使三极管模块2打开5G模块1与车辆微控制器MCU5之间的通讯连接；
S2：5G模块1将接收到的待调试程序数据和调试指令转换为JTAG协议数据后发送到车辆微控制器MCU5；
S3：车辆微控制器MCU5接收到5G模块1发送的JTAG协议数据之后，将其写入到相应的车辆存储器中，并且执行相应的调试指令；车辆微控制器MCU5还将程序运行状态信息反馈给5G模块1；
S4：5G模块1将接收到的无需调试程序数据解析为MII协议数据发送到路由转发模块3；
S5：路由转发模块3将对应的以太网帧转发给车辆微控制器MCU5；
S6：接收到以太网帧的车辆微控制器MCU5对以太网帧进行解析并写入对应的车辆存储器；
S7：程序数据下载完成后，车辆微控制器MCU对程序数据进行检查，并将检查结果反馈到路由转发模块；路由转发模块将检查结果发送到5G模块。
图2示意性地显示了图1所示系统的实时远程调试的过程示意图。
如图2所示，同时结合参考图1，在本实施方式中，本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中的5G模块1可以选用MH5000 5G芯片，其可以接收来自远端计算机的程序数据和调试指令信息，并将信息解析转换为JTAG协议数据和MII协议数据。
在本实施方式中，5G模块1可以与个人计算机通讯连接，个人计算机可以向5G模块1传输打开或关闭指令。5G模块1根据接收的打开或关闭指令，通过其I/O接口向三极管模块2输出高电平信号(打开信号)，以使三极管模块2打开5G模块1与车辆微控制器MCU5之间的通讯连接。
相应地，5G模块1将接收到的待调试程序数据和调试指令转换为JTAG协议数据后发送到车辆微控制器MCU5。车辆微控制器MCU5接收到5G模块1发送的JTAG协议数据之后，将其写入到相应的车辆存储器中，并且执行相应的调试指令；车辆微控制器MCU5还将程序运行状态信息(包括运行的位置信息，MCU寄存器和变量的值等)转换为JTAG协议数据反馈发送给5G模块1，5G模块1将接收到的反馈的JTAG数据处理成5G信号发送到远端的PC机。
此外，需要说明的是，在本实施方式中，本发明所述的系统还同时实现了高速OTA下载。结合参考图1和图2，在本发明所述的系统中，5G模块1可以将接收到的无需调试程序数据解析为MII协议数据并发送至路由转发模块3。而在本实施方式中，路由转发模块3与系统中的以太网PHY模块4连接，并以以太网帧的形式交互数据。因此，路由转发模块3可以将MII协议数据对应的以太网帧转发给车辆微控制器MCU5。接收到以太网帧的车辆微控制器MCU5可以对以太网帧进行解析并写入对应的车辆存储器中；在程序数据下载完成后，车辆微控制器MCU5可以对程序数据进行CRC，兼容性，一致性等检查，检查完成后将检查结果反馈到路由转发模块3。路由转发模块3将接收到车辆微控制器MCU5发来的以太网帧进行转发，发送到5G模块1。5G模块1可以对以太网帧进行解析，并转换为5G信号发送到远端的PC机。
图3示意性地显示了本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中三极管模块的设计使用方法。
如图3所示，在本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统中，三级管的使用方法如图3所示，Signal_Control连接到5G模块的I/O接口来控制三级管的开关状态，Signal_Input为连接到5G模块的JTAG信号线，而Signal_Output则表示需要连接到车辆微控制器MCU的JTAG信号线。在实施方式中，JTAG信号线总共有4条线，因此相应的设置四个对应的三极管模块。
综上所述可以看出，本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统通过简单的设计即可对智能驾驶域控制器进行实时远程调试，其集成性好，调试方便，同时还可以实现OTA高速下载，具有十分重要的现实意义。该系统通用性强，其能够有效应用于开发阶段的自动驾驶汽车上，具有良好的推广前景和应用价值。
相应地，本发明所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的方法也同样具有上述优点以及有益效果。
需要说明的是，本发明保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。
此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其特征在于，包括：
5G模块，其与外界通讯连接；
三极管模块，其与所述5G模块的I/O接口连接，并且与所述5G模块通过JTAG信号线通讯连接；
车辆微控制器MCU，其与所述三极管模块通过JTAG信号线通讯连接；
路由转发模块，其与所述5G模块和车辆微控制器MCU分别连接；
其中所述5G模块根据接收的打开或关闭指令，通过其I/O接口控制所述三极管模块打开或关闭5G模块与车辆微控制器MCU之间的通讯连接，所述5G模块还接收程序数据和调试指令，并将其发送给车辆微控制器MCU；
所述车辆微控制器MCU接收5G模块发送的程序数据和调试指令数据，并向所述5G模块传输反馈信息。
2.如权利要求1所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其特征在于，还包括：车载I/O模块，其与所述车辆微控制器MCU连接，以对车辆数字信号进行采集，所述车辆微控制器MCU将数字控制信号通过车载I/O模块传输给车辆上的元件。
3.如权利要求1所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其特征在于，还包括：车载CAN收发器，其与所述车辆微控制器MCU连接，以对车辆CAN总线信号进行采集，所述车辆微控制器MCU发送的CAN信号通过CAN收发器发送到车辆CAN总线上。
4.如权利要求1所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其特征在于，还包括：以太网PHY模块，其与车载以太网总线连接，所述以太网PHY模块与所述路由转发模块连接，以以太网帧的形式交互数据。
5.如权利要求1所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其特征在于，所述5G模块将接收的待调试程序数据和调试指令解析转换为JTAG协议数据后，发送给车辆微控制器MCU。
6.如权利要求1所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其特征在于，所述5G模块将接收的无需调试程序数据转换为MII协议数据后，发送给车辆微控制器MCU。
7.如权利要求1所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其特征在于，所述打开或关闭指令来自与所述5G模块通讯连接的个人计算机。
8.如权利要求1所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的系统，其特征在于，所述程序数据和调试指令数据来自与所述5G模块通讯连接的远端计算机。
9.一种用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的方法，其特征在于，包括步骤：
5G模块向三极管模块输出打开信号以使三极管模块打开5G模块与车辆微控制器MCU之间的通讯连接；
5G模块将接收到的待调试程序数据和调试指令转换为JTAG协议数据后发送到车辆微控制器MCU；
车辆微控制器MCU接收到5G模块发送的JTAG协议数据之后，将其写入到相应的车辆存储器中，并且执行相应的调试指令；车辆微控制器MCU还将程序运行状态信息反馈给5G模块；
5G模块将接收到的无需调试程序数据解析为MII协议数据发送到路由转发模块；
路由转发模块将对应的以太网帧转发给车辆微控制器MCU；
接收到以太网帧的车辆微控制器MCU对以太网帧进行解析并写入对应的车辆存储器；
程序数据下载完成后，车辆微控制器MCU对程序数据进行检查，并将检查结果反馈到路由转发模块；路由转发模块将检查结果发送到5G模块。
10.如权利要求8所述的用于智能驾驶域控制器的实时远程调试及OTA高速下载的方法，其特征在于，所述打开信号为5G模块的I/O接口输出的高电平信号。
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