CN112685066A - 一种异构平台的mcu软件代理模式开发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，其技术方案要点是包括提供包括Soc和MCU的异构系统，Soc上配置有McuAgent模块，该异构平台的MCU软件代理模式开发方法包括以下步骤：升级步骤：通过硬盘将需要升级的固件拷贝到Soc的ARM端文件夹内；McuAgent模块接收到升级指令时将固件发送至MCU进行升级；调试步骤：Soc与MCU之间配置有日志通道，McuAgent模块通过日志通道接收MCU的日志信息并保存至预设的日志文件中，McuAgent模块接收到调试指令时可查询MCU的运行状态。通过该方法能够简化对MCU应用程序的开发调试，操作流程更加简单，并能够大幅度降低后期排查解决问题的难度。

Description

一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法
技术领域
本发明涉及软件开发领域，更具体的说是涉及一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法。
背景技术
目前，具有采用Soc+MCU的异构系统架构的域控制器。这种域控制器由于受MCU资源的限制，MCU软件开发方法及调试手段非常受限。现有的MCU软件开发方式采用普遍通用的交叉开发模式，具体步骤如下：
1、在宿主机(PC机)上搭建交叉开发环境(例如Hightec、Tasking等集成开发环境)，对源代码进行编译，生成MCU上运行的固件程序(Hex文件或者ELF文件)；2、使用劳特巴赫等调试工具通过JTAG接口连接MCU，加载ELF文件对程序进行调试；3、使用下载工具通过JTAG接口或者以太网口(OTA)将程序下载到MCU的片内Flash运行；4、在运行过程中通过串口监测日志，通过日志分析定位程序的运行状态和错误信息，然后解决问题。
这种开发模型下的所有软件业务都依赖于MCU本身，包括驱动程序、操作系统、通信协议栈、上层应用程序等。这种软件架构下的模块间耦合性高，调试手段受限，导致版本更新、问题排查跟踪难度增大。
现有的MCU升级方式主要有以下三种:
第一，通过JTAG接口烧写。这种升级方式在项目开发早起比较适用，但是在版本发布后，产品一般不会对外预留JTAG接口，因此，产品发布后，甚至在产品发布前、平台软件开发完成、应用软件开发后期，如果有升级MCU软件的需求，就要面临拆机的风险。
第二，通过CAN接口使用UDS协议(ISO14229、ISO15765)进行升级。这种升级方式解决了JTAG接口不对外预留的情况下，在软件版本发布后期的升级问题。但是这种升级方式升级速度非常慢，影响开发效率，并且电脑一般没有CAN接口，要依赖于专门的CAN工具，才能完成升级。
第三，通过以太网进行OTA升级。这种升级手段应用比较广泛，并且升级速度快，是目前汽车电子行业普遍推荐的一种升级方式，但是这种方式在项目开发早期功能模块并不完善，且需要依赖于升级服务器才能完成升级，操作流程比较繁琐。
现有的MCU调试方法主要有以下两种：
第一，通过JTAG单步调试。这种调试方式通常用于调试MCU的底层驱动问题，例如寄存器配置是否正确，时钟系统是否工作正常，中断是否产生等。但用此方法调试应用程序就显得有些繁琐，当上层应用出现问题时，就意味着要使用调试器从上层应用一直单步跟踪驱动中，调试步骤比较冗余。
第二，通过串口日志打印分析。这种方式需要使用串口工具一直连接MCU调试串口才不会遗漏掉事故现场的日志，当然有些好的做法也会将日志保存在MCU的片内Flash上，但是这种方式也会面临MCU的片内Flash资源紧张的问题，并且如果MCU程序出现死机问题，从外部去读写MCU的片内Flash也是一个待解决的难题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，通过该方法能够简化对MCU应用程序的开发调试，操作流程更加简单，并能够大幅度降低后期排查解决问题的难度。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，提供包括Soc和MCU的异构系统，所述Soc上配置有McuAgent模块，该异构平台的MCU软件代理模式开发方法包括以下步骤：
升级步骤：通过硬盘将需要升级的固件拷贝到所述Soc的ARM端文件夹内；所述McuAgent模块接收到升级指令时将所述固件发送至MCU进行升级；
调试步骤：所述Soc与所述MCU之间配置有日志通道，所述McuAgent模块通过所述日志通道接收所述MCU的日志信息并保存至预设的日志文件中，所述McuAgent模块接收到调试指令时可查询所述MCU的运行状态。
作为本发明的进一步改进，所述Soc与所述MCU之间配置有诊断事件管理通道，所述McuAgent模块包括有EventMonitor子模块，该异构平台的MCU软件代理模式开发方法还包括诊断事件监测步骤，所述诊断事件监测步骤包括所述EventMonitor子模块对所述Soc的ARM进行诊断事件监测，并通过所述诊断事件管理通道发送至所述MCU。
作为本发明的进一步改进，所述McuAgent模块包括有OTA_Server子模块，所述MCU上配置有OTA升级模块，所述升级步骤具体包括以下子步骤：
拷贝子步骤：通过硬盘将需要升级的固件拷贝到所述Soc的ARM端文件夹内，并进入触发子步骤；
触发子步骤：所述McuAgent模块等待接收升级指令，当所述McuAgent模块接收到升级指令时，进入比较子步骤；
比较子步骤：所述OTA_Server子模块将需要升级的固件的版本与之前的版本进行比较，比较结束后进入升级子步骤；
升级子步骤：所述OTA_Server子模块通过所述OTA升级模块对所述MCU进行升级，升级过程中，所述OTA_Server子模块记录升级进度；
编译子步骤：升级完成后，所述OTA_Server子模块记录升级后的版本信息，并进入重启子步骤；
重启子步骤：立即重启或者延时重启以在所述MCU上运行升级后的版本。
作为本发明的进一步改进，所述McuAgent模块包括有McuDebug子模块，所述MCU上配置有Debug/SysStatus调试相关模块，所述调试步骤具体包括以下子步骤：
接收子步骤：所述McuDebug子模块创建调试模块线程，并通过所述日志通道于所述Debug/SysStatus调试相关模块获取所述MCU的日志信息，并进入保存子步骤；
保存子步骤：所述McuDebug子模块将接受到的日志信息保存至预设的日志文件中；
查询子步骤：所述McuDebug子模块接收到调试指令时通过所述Debug/SysStatus调试相关模块获取所述MCU的运行状态。
作为本发明的进一步改进，所述接收子步骤之前还设置有文件创建子步骤，所述文件创造子步骤包括所述异构系统每启动一次，所述McuDebug子模块创建一个日志文件，并进入所述接收子步骤；所述保存子步骤中，所述McuDebug子模块将接受到的日志信息保存至最新创建的日志文件中。
作为本发明的进一步改进，每个所述日志文件均已创建时的日期时间命名。
作为本发明的进一步改进，所述MCU和所述Soc的ARM之间通过心跳包进行时钟同步。
本发明的有益效果：本发明充分用Soc平台Linux系统下文件操作的便利性，以及通过硬盘调试开发Linux应用程序的方法来开发调试MCU应用程序。具体为通过在Soc配置McuAgent模块，作为MCU软件的代理，用于处理MCU侧处理起来比较复杂的MCU的升级、调试等问题。
对于MCU程序的升级，可以简化为Soc的Linux侧的文件拷贝过程，操作流程简单。相对于JTAG烧写，无需依赖于昂贵的烧录工具即可完成烧写；相对于OTA升级的方式，在开发初期也无需花费大量的精力搭建OTA升级服务器，同时又很好的利用了OTA升级以太网传输速度快的优点。
对于调试方法上，McuAgent和MCU之间是一种GDB-GDB Server的调试模型，McuAgent可以通过命令交互的方式查询MCU端的运行状态，对于大部分应用程序的调试，无需连接JTAGd调试器进行调试。并且McuAgent还可以实时记录MCU的日志信息，并进行存储，即使在没有连接外部串口线的情况下，依然可以很好的保存事故现场，方便后期的分析与问题定位。
因此本发明的方法能够简化对MCU应用程序的开发调试，操作流程更加简单，并能够大幅度降低后期排查解决问题的难度。
附图说明
图1为异构系统的的架构示意图；
图2为升级步骤的流程示意图；
图3为调试步骤的流程示意图。
附图标记：S11、拷贝子步骤；S12、触发子步骤；S13、比较子步骤；S14、升级子步骤；S15、编译子步骤；S16、重启子步骤；S21、文件创造子步骤；S22、接收子步骤；S23、保存子步骤；S24、查询子步骤。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。
参照图1所示，本实施例的一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，提供包括Soc和MCU的异构系统，Soc上配置有McuAgent模块，McuAgent模块包括有EventMonitor子模块、OTA_Server子模块以及McuDebug子模块。MCU上配置有OTA升级模块、Debug/SysStatus调试相关模块、MCU Appliaction模块、Drivers驱动模块、FreeRTOS+lwip模块、以及Interface模块，其中MCU Appliaction模块是MCU上的应用程序，与其他模块在开发过程中完全解耦，且MCU Appliaction模块支持跨平台调用，在开发初期完全可以在X86平台完成调试，最终无缝的移植到MCU上，减少片上调试的工作量。Soc与MCU之间配置有诊断事件管理通道和日志通道。
该异构平台的MCU软件代理模式开发方法包括升级步骤、调试步骤以及诊断事件监测步骤。
参照图2所示，其中升级步骤具体包括以下子步骤：
拷贝子步骤S11：通过硬盘将需要升级的固件拷贝到Soc的ARM端文件夹内，并进入触发子步骤S12。
触发子步骤S12：McuAgent模块等待接收升级指令，当McuAgent模块接收到升级指令时，进入比较子步骤S13。
比较子步骤S13：OTA_Server子模块将需要升级的固件的版本与之前的版本进行比较，比较结束后进入升级子步骤S14。
升级子步骤S14：OTA_Server子模块通过OTA升级模块对MCU进行升级，升级过程中，OTA_Server子模块记录升级进度。
编译子步骤S15：升级完成后，OTA_Server子模块记录升级后的版本信息，并进入重启子步骤S16。
重启子步骤S16：立即重启或者延时重启以在MCU上运行升级后的版本。
参照图3所示，调试步骤具体包括以下子步骤：
文件创造子步骤S21：异构系统每启动一次，McuDebug子模块创建一个日志文件，每个日志文件均已创建时的日期时间命名，MCU和Soc的ARM之间通过心跳包进行时钟同步，从而保证日志输出的时间戳的一致性，并进入接收子步骤S22。
接收子步骤S22：McuDebug子模块创建调试模块线程，并通过日志通道于Debug/SysStatus调试相关模块获取MCU的日志信息，并进入保存子步骤S23。
保存子步骤S23：McuDebug子模块将接受到的日志信息保存至最新创建的日志文件中。
查询子步骤S24：McuDebug子模块接收到调试指令时通过Debug/SysStatus调试相关模块获取MCU的运行状态。
诊断事件监测步骤包括EventMonitor子模块对Soc的ARM进行诊断事件监测，并通过诊断事件管理通道发送至MCU。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，其特征在于：提供包括Soc和MCU的异构系统，所述Soc上配置有McuAgent模块，该异构平台的MCU软件代理模式开发方法包括以下步骤：
升级步骤：通过硬盘将需要升级的固件拷贝到所述Soc的ARM端文件夹内；所述McuAgent模块接收到升级指令时将所述固件发送至MCU进行升级；
调试步骤：所述Soc与所述MCU之间配置有日志通道，所述McuAgent模块通过所述日志通道接收所述MCU的日志信息并保存至预设的日志文件中，所述McuAgent模块接收到调试指令时可查询所述MCU的运行状态。
2.根据权利要求1所述的一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，其特征在于：所述Soc与所述MCU之间配置有诊断事件管理通道，所述McuAgent模块包括有EventMonitor子模块，该异构平台的MCU软件代理模式开发方法还包括诊断事件监测步骤，所述诊断事件监测步骤包括所述EventMonitor子模块对所述Soc的ARM进行诊断事件监测，并通过所述诊断事件管理通道发送至所述MCU。
3.根据权利要求1所述的一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，其特征在于：所述McuAgent模块包括有OTA_Server子模块，所述MCU上配置有OTA升级模块，所述升级步骤具体包括以下子步骤：
拷贝子步骤：通过硬盘将需要升级的固件拷贝到所述Soc的ARM端文件夹内，并进入触发子步骤；
触发子步骤：所述McuAgent模块等待接收升级指令，当所述McuAgent模块接收到升级指令时，进入比较子步骤；
比较子步骤：所述OTA_Server子模块将需要升级的固件的版本与之前的版本进行比较，比较结束后进入升级子步骤；
升级子步骤：所述OTA_Server子模块通过所述OTA升级模块对所述MCU进行升级，升级过程中，所述OTA_Server子模块记录升级进度；
编译子步骤：升级完成后，所述OTA_Server子模块记录升级后的版本信息，并进入重启子步骤；
重启子步骤：立即重启或者延时重启以在所述MCU上运行升级后的版本。
4.根据权利要求1所述的一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，其特征在于：所述McuAgent模块包括有McuDebug子模块，所述MCU上配置有Debug/SysStatus调试相关模块，所述调试步骤具体包括以下子步骤：
接收子步骤：所述McuDebug子模块创建调试模块线程，并通过所述日志通道于所述Debug/SysStatus调试相关模块获取所述MCU的日志信息，并进入保存子步骤；
保存子步骤:所述McuDebug子模块将接受到的日志信息保存至预设的日志文件中；
查询子步骤：所述McuDebug子模块接收到调试指令时通过所述Debug/SysStatus调试相关模块获取所述MCU的运行状态。
5.根据权利要求4所述的一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，其特征在于：所述接收子步骤之前还设置有文件创建子步骤，所述文件创造子步骤包括所述异构系统每启动一次，所述McuDebug子模块创建一个日志文件，并进入所述接收子步骤；所述保存子步骤中，所述McuDebug子模块将接受到的日志信息保存至最新创建的日志文件中。
6.根据权利要求5所述的一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，其特征在于：每个所述日志文件均已创建时的日期时间命名。
7.根据权利要求6所述的一种异构平台的MCU软件代理模式开发方法，其特征在于：所述MCU和所述Soc的ARM之间通过心跳包进行时钟同步。
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