CN115242633B - 一种基于usb以太网的车载设备升级方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于USB以太网的车载设备升级方法及装置，方法包括：步骤1、目标升级设备以OTA差分升级模式进行升级；步骤2、网关判断目标升级设备的OTA差分升级是否成功，是则结束，否则进入下一步；步骤3、控制所述目标升级设备进入USB升级模式。本发明提高了升级程序的稳定性。

Description

一种基于USB以太网的车载设备升级方法及装置

技术领域

本发明涉及软件升级技术领域，尤其涉及一种基于USB以太网的车载设备升级方法及装置。

背景技术

目前，车载设备（如智能驾驶舱、自动泊车系统、ECU等）可以通过以太网接口或TBOX对系统进行远程升级。在远程升级过程，如果出现突发的状态（比如系统复位、电源掉电、网络掉线等），则可能较大概率出现因升级中断导致系统原有程序损坏无法开机。此时，只有将升级失败的车载设备从车辆上拆卸下来，使用专用的烧录器下载程序进行再升级才能恢复正常，导致维修过程长，容易引起客户投诉和不满。

发明内容

本发明提供一种基于USB以太网的车载设备升级方法及装置，旨在解决现有技术中的缺陷，提高升级程序的稳定性。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明一方面提供一种基于USB以太网的车载设备升级装置，包括：

网关、域控制器、目标升级设备；

所述网关包括第一以太网接口以及与其连接的连接模式控制模块、数据处理模块，还包括与所述数据处理模块连接的通讯模块；

所述第一以太网接口，用于与域控制器进行通讯连接；

所述连接模式控制模块，用于控制域控制器、目标升级设备之间的USB接口的连接模式，升级正常时为USB以太网模式，升级异常时切换为普通USB接口模式；

所述通讯模块，用于与升级服务器进行通信，下载升级文件；

所述数据处理模块：对升级文件按照预设规则进行处理；

所述域控制器包括依次连接的第二以太网接口、转换模块、第一USB接口；

所述第二以太网接口，与所述第一以太网接口适配连接，用于与网关进行通讯连接；

所述转换模块，用于在升级异常时将以太网数据转换为USB数据；

所述第一USB接口，用于与目标升级设备连接，工作模式包括USB以太网模式、USB普通模式；

所述目标升级设备包括：第二USB接口以及与其连接的SoC、BOOT切换模块；

所述第二USB接口，与所述第一USB接口适配连接，用于与域控制器进行通讯，工作模式包括USB以太网模式、USB普通模式；

所述BOOT切换模块，用于根据连接模式控制模块发送的连接模式信号选择目标升级设备启动时的BOOT类型；

所述SoC，为目标升级设备的系统模块。

具体地，所述SoC包括用于存储系统文件的Flash、处理各种升级操作的ARM处理器。

本发明另一方面提供一种基于USB以太网的车载设备升级方法，包括：

步骤1、目标升级设备以OTA差分升级模式进行升级；

步骤2、网关判断目标升级设备的OTA差分升级是否成功，是则结束，否则进入下一步；

步骤3、控制所述目标升级设备进入USB升级模式。

具体地，所述步骤1包括：

步骤101、网关接收目标升级设备的OTA差分升级请求，与OTA升级服务器建立安全通信通道，并向所述OTA升级服务器请求下发OTA差分升级文件；

步骤102、网关接收OTA升级服务器下发的OTA差分升级文件；

步骤103、网关根据预设规则对所述OTA差分升级文件进行处理，并将处理后的OTA差分升级文件通过以太网协议下发给目标升级设备的域控制器；

步骤104、所述域控制器将所述处理后的OTA差分升级文件通过USB以太网传输协议下发给目标升级设备，进行OTA差分升级。

具体地，所述步骤103包括：

步骤1031、判断所述OTA差分升级文件是否为多个目标升级设备的综合升级文件，是则对所述OTA差分升级文件进行解压后进入下一步，否则将所述OTA差分升级文件作为目标升级设备的OTA差分升级文件；

步骤1032、读取所述各目标升级设备的当前系统文件数据，通过快速后缀排序法生成字典序；

步骤1033、读取所述解压后的升级数据与所述字典序进行匹配，得到相似数据数组与不相似数组，所述相似数据数组用于存储相似区域的数据块信息，所述不相似数组用于存储不相似区域的数据信息；

步骤1034、采用逆邻接表建立所述相似数据数组的有向图；

步骤1035、判断所述有向图是否存在环，是则进入下一步，否则进入步骤1037；

步骤1036、将当前环中数据大小最小的顶点删除，并插入到所述不相似数组的末端，并返回步骤305；

步骤1037、根据所述有向图确定所述相似数据数组的插入顺序；

步骤1038、根据所述相似数据数组的插入顺序和所述不相似数组生成增量更新包，即为各目标升级设备的OTA差分升级文件。

具体地，所述步骤1037包括：

步骤1037a、计算所述有向图中所有顶点的入度；

步骤1037b、将待插入顶点的当前入度初始化为0；

步骤1037c、将当前入度的顶点插入到不相似数组的末端，并删除对应的顶点；

步骤1037d、判断所有顶点是否已删除完毕，是则结束，否则将当前入度递增1后返回上一步。

具体地，所述步骤104包括：

步骤1041、网关向目标升级设备发送安全访问密钥种子请求，所述目标升级设备接收所述请求，并向所述网关发送密钥种子；

步骤1042、网关根据所述密钥种子计算出密钥值返回给所述目标升级设备；

步骤1043、所述目标升级设备判断所述密钥值是否正确，是则判断当前的升级请求合法，否则判断当前的升级请求不合法；

步骤1044、所述目标升级设备判断升级条件是否满足，是则启动OTA升级，否则拒绝OTA升级。

具体地，所述步骤3包括：

步骤301、网关控制目标升级设备将BOOT切换为与USB升级模式匹配的BOOT，将域控制器与目标升级设备的连接模式切换为USB连接模式，并请求服务器下发完整的升级镜像文件；

步骤302、网关接收所述升级镜像文件，通过以太网协议下发给目标升级设备的域控制器；

步骤303、所述域控制器通过USB烧写模式写入到所述目标升级设备的SoC完成升级。

具体地，所述步骤301包括：

步骤3011、网关发出控制信号，将目标升级设备的BOOT切换为第二BOOT，并控制所述目标升级设备重启，所述第二BOOT为与USB升级模式匹配的BOOT；

步骤3012、所述第二BOOT加载第一USB接口的USB接口驱动；

步骤3013、网关控制所述目标升级设备的域控制器重启，将其与所述目标升级设备连接的第二USB接口驱动切换为USB接口驱动。

具体地，所述步骤303包括：

步骤3031、在所述第二BOOT模式下，擦除升级出错的Flash区域；

步骤3032、将升级镜像文件写入Flash，并进行校验；

步骤3033、将APP签名信息写到Flash指定地址处；

步骤3034、重启所述目标升级设备，控制所述目标升级设备跳转到APP程序处执行。

本发明的有益效果在于：本发明在正常情况下目标升级设备以OTA差分升级模式进行升级，当OTA差分升级失败导致设备无法正常启动后，控制目标升级设备进入USB升级模式，有效解决了现有车载设备在系统升级失败后导致无法再进行升级的问题，提高了升级程序的稳定性。

附图说明

图1是本发明的基于USB以太网的车载设备升级装置的结构示意图；

图2是本发明的基于USB以太网的车载设备升级方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，本实施例一种基于USB以太网的车载设备升级装置，包括：

网关、域控制器、目标升级设备；

所述网关包括第一以太网接口以及与其连接的连接模式控制模块、数据处理模块，还包括与所述数据处理模块连接的通讯模块；

所述第一以太网接口，用于与域控制器进行通讯连接；

所述连接模式控制模块，用于控制域控制器、目标升级设备之间的USB接口的连接模式，升级正常时为USB以太网模式，升级异常时切换为普通USB接口模式；

所述通讯模块，用于与升级服务器进行通信，下载升级文件；

所述数据处理模块：对升级文件按照预设规则进行处理；

所述域控制器包括依次连接的第二以太网接口、转换模块、第一USB接口；

所述第二以太网接口，与所述第一以太网接口适配连接，用于与网关进行通讯连接；

所述转换模块，用于在升级异常时将以太网数据转换为USB数据；

所述第一USB接口，用于与目标升级设备连接，工作模式包括USB以太网模式、USB普通模式；

所述目标升级设备包括：第二USB接口以及与其连接的SoC、BOOT切换模块；

所述第二USB接口，与所述第一USB接口适配连接，用于与域控制器进行通讯，工作模式包括USB以太网模式、USB普通模式；

所述BOOT切换模块，用于根据连接模式控制模块发送的连接模式信号选择目标升级设备启动时的BOOT类型；

所述SoC，为目标升级设备的系统模块。

在本实施例中，所述SoC包括用于存储系统文件的Flash、处理各种升级操作的ARM处理器。

实施例2

如图2所示，本实施例一种基于USB以太网的车载设备升级方法，包括：

步骤1、目标升级设备以OTA差分升级模式进行升级。

在本实施例中，所述步骤1包括：

步骤101、网关接收目标升级设备的OTA差分升级请求，与OTA升级服务器建立安全通信通道，并向所述OTA升级服务器请求下发OTA差分升级文件。

在本实施例中，网关与OTA升级服务器通过SSL建立安全通信通道。

SSL是Secure Sockets Layer的缩写，意思是安全套接字层，是一种为网络通信提供安全的协议。

步骤102、网关接收OTA升级服务器下发的OTA差分升级文件。

在本实施例中，所述OTA差分升级文件包含用于保证升级文件合法性的升级签名信息。

步骤103、网关根据预设规则对所述OTA差分升级文件进行处理，并将处理后的OTA差分升级文件通过以太网协议下发给目标升级设备的域控制器。

在本实施例中，所述步骤103包括：

步骤1031、判断所述OTA差分升级文件是否为多个目标升级设备的综合升级文件，是则对所述OTA差分升级文件进行解压后进入下一步，否则将所述OTA差分升级文件作为目标升级设备的OTA差分升级文件。

在本实施例中，所述综合升级文件是可以对多个车载设备进行升级的文件。例如，用户在开始时选择了升级多个车载设备（往往为关联设备），则OTA升级服务器下发对应的综合升级包；但用户在接收到综合升级包后，却临时改变升级策略，不升级其中某些设备，此时就需要对综合升级包进行处理，得到用户希望升级的设备对应的OTA差分升级文件。

步骤1032、读取所述各目标升级设备的当前系统文件数据，通过快速后缀排序法生成字典序。

步骤1033、读取所述解压后的升级数据与所述字典序进行匹配，得到相似数据数组与不相似数组，所述相似数据数组用于存储相似区域的数据块信息，所述不相似数组用于存储不相似区域的数据信息。

步骤1034、采用逆邻接表建立所述相似数据数组的有向图。

步骤1035、判断所述有向图是否存在环，是则进入下一步，否则进入步骤1037。

步骤1036、将当前环中数据大小最小的顶点删除，并插入到所述不相似数组的末端，并返回步骤305。

步骤1037、根据所述有向图确定所述相似数据数组的插入顺序。

在本实施例中，所述步骤1037包括：

步骤1037a、计算所述有向图中所有顶点的入度。

在本实施例中，所述入度是指在所有与某一顶点关联的边中，以该顶点为终点的边的条数。

步骤1037b、将待插入顶点的当前入度初始化为0。

步骤1037c、将当前入度的顶点插入到不相似数组的末端，并删除对应的顶点。

步骤1037d、判断所有顶点是否已删除完毕，是则结束，否则将当前入度递增1后返回上一步。

步骤1038、根据所述相似数据数组的插入顺序和所述不相似数组生成增量更新包，即为各目标升级设备的OTA差分升级文件。

步骤104、所述域控制器将所述处理后的OTA差分升级文件通过USB以太网传输协议下发给目标升级设备，进行OTA差分升级。

在本实施例中，所述USB以太网传输协议为TCP/IP协议。

在本实施例中，所述步骤104包括：

步骤1041、网关向目标升级设备发送安全访问密钥种子请求，所述目标升级设备接收所述请求，并向所述网关发送密钥种子。

步骤1042、网关根据所述密钥种子计算出密钥值返回给所述目标升级设备。

步骤1043、所述目标升级设备判断所述密钥值是否正确，是则判断当前的升级请求合法，否则判断当前的升级请求不合法。

步骤1044、所述目标升级设备判断升级条件是否满足，是则启动OTA升级，否则拒绝OTA升级。

在本实施例中，所述升级条件包括：OTA差分升级文件完整，当前车辆状态满足升级要求，例如车速为0、档位为停止档，电量大于预设阈值等。

步骤2、网关判断目标升级设备的OTA差分升级是否成功，是则结束，否则进入下一步。

在本实施例中，所述目标升级设备在升级成功后返回升级成功信息给网关，若网关在等待预设时长后仍未接收到所述升级成功信息，则主动发送请求目标升级设备当前状态的消息，若目标升级设备在预设时长后仍回应，则判断目标升级设备的OTA差分升级失败。

步骤3、控制所述目标升级设备进入USB升级模式。

在本实施例中，所述步骤3包括：

步骤301、网关控制目标升级设备将BOOT切换为与USB升级模式匹配的BOOT，将域控制器与目标升级设备的连接模式切换为USB连接模式，并请求服务器下发完整的升级镜像文件。

在本实施例中，所述步骤301包括：

步骤3011、网关发出控制信号，将目标升级设备的BOOT切换为第二BOOT，并控制所述目标升级设备重启，所述第二BOOT为与USB升级模式匹配的BOOT。

在本实施例中，第一BOOT为与OTA差分升级模式匹配的BOOT，即步骤4中加载的BOOT。

在本实施例中，所述第二BOOT包括Bootloader、用于将升级镜像文件下载到Flash中的USB下载驱动，还包括用来判断程序运行在APP或Bootloader中的APP签名信息。

步骤3012、所述第二BOOT加载第一USB接口的USB接口驱动。

步骤3013、网关控制所述目标升级设备的域控制器重启，将其与所述目标升级设备连接的第二USB接口驱动切换为USB接口驱动。

步骤302、网关接收所述升级镜像文件，通过以太网协议下发给目标升级设备的域控制器。

步骤303、所述域控制器通过USB烧写模式写入到所述目标升级设备的SoC完成升级。

在本实施例中，所述步骤303包括：

步骤3031、在所述第二BOOT模式下，擦除升级出错的Flash区域。

步骤3032、将升级镜像文件写入Flash，并进行校验。

步骤3033、将APP签名信息写到Flash指定地址处。

步骤3034、重启所述目标升级设备，控制所述目标升级设备跳转到APP程序处执行。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种基于USB以太网的车载设备升级装置，其特征在于，包括：

网关、域控制器、目标升级设备；

所述网关包括第一以太网接口以及与其连接的连接模式控制模块、数据处理模块，还包括与所述数据处理模块连接的通讯模块；

所述第一以太网接口，用于与域控制器进行通讯连接；

所述连接模式控制模块，用于控制域控制器、目标升级设备之间的USB接口的连接模式，升级正常时为USB以太网模式，升级异常时切换为普通USB接口模式；

所述通讯模块，用于与升级服务器进行通信，下载升级文件；

所述数据处理模块：对升级文件按照预设规则进行处理，所述预设规则包括：

步骤1031、所述数据处理模块判断OTA差分升级文件是否为多个目标升级设备的综合升级文件，是则对所述OTA差分升级文件进行解压后进入下一步，否则将所述OTA差分升级文件作为目标升级设备的OTA差分升级文件；

步骤1032、所述数据处理模块读取所述各目标升级设备的当前系统文件数据，通过快速后缀排序法生成字典序；

步骤1033、所述数据处理模块读取所述解压后的升级数据与所述字典序进行匹配，得到相似数据数组与不相似数组，所述相似数据数组用于存储相似区域的数据块信息，所述不相似数组用于存储不相似区域的数据信息；

步骤1034、所述数据处理模块采用逆邻接表建立所述相似数据数组的有向图；

步骤1035、所述数据处理模块判断所述有向图是否存在环，是则进入下一步，否则进入步骤1037；

步骤1036、所述数据处理模块将当前环中数据大小最小的顶点删除，并插入到所述不相似数组的末端，并返回步骤1305；

步骤1037、所述数据处理模块根据所述有向图确定所述相似数据数组的插入顺序；

步骤1038、所述数据处理模块根据所述相似数据数组的插入顺序和所述不相似数组生成增量更新包，即为各目标升级设备的OTA差分升级文件；

所述域控制器包括依次连接的第二以太网接口、转换模块、第一USB接口；

所述第二以太网接口，与所述第一以太网接口适配连接，用于与网关进行通讯连接；

所述转换模块，用于在升级异常时将以太网数据转换为USB数据；

所述第一USB接口，用于与目标升级设备连接，工作模式包括USB以太网模式、USB普通模式；

所述目标升级设备包括：第二USB接口以及与其连接的SoC、BOOT切换模块；

所述第二USB接口，与所述第一USB接口适配连接，用于与域控制器进行通讯，工作模式包括USB以太网模式、USB普通模式；

所述BOOT切换模块，用于根据连接模式控制模块发送的连接模式信号选择目标升级设备启动时的BOOT类型，包括：当所述目标升级设备为USB升级模式时，将目标升级设备的BOOT切换为第二BOOT，并控制所述目标升级设备重启，所述第二BOOT加载第一USB接口的USB接口驱动；当所述目标升级设备为OTA差分升级模式时，将所述目标升级设备的BOOT切换为第一BOOT，所述第一BOOT为与OTA差分升级模式匹配的BOOT，所述第二BOOT为与USB升级模式匹配的BOOT；

所述SoC，为目标升级设备的系统模块。

2.根据权利要求1所述的基于USB以太网的车载设备升级装置，其特征在于，所述SoC包括用于存储系统文件的Flash、处理各种升级操作的ARM处理器。

3.一种基于USB以太网的车载设备升级方法，基于权利要求1~2任一项所述的基于USB以太网的车载设备升级装置，其特征在于，包括：

步骤1、目标升级设备以OTA差分升级模式进行升级；

步骤2、网关判断目标升级设备的OTA差分升级是否成功，是则结束，否则进入下一步；

步骤3、控制所述目标升级设备进入USB升级模式；

所述步骤1包括：

步骤101、网关接收目标升级设备的OTA差分升级请求，与OTA升级服务器建立安全通信通道，并向所述OTA升级服务器请求下发OTA差分升级文件；

步骤102、网关接收OTA升级服务器下发的OTA差分升级文件；

步骤103、网关根据预设规则对所述OTA差分升级文件进行处理，并将处理后的OTA差分升级文件通过以太网协议下发给目标升级设备的域控制器；

步骤104、所述域控制器将所述处理后的OTA差分升级文件通过USB以太网传输协议下发给目标升级设备，进行OTA差分升级；

所述步骤103包括：

步骤1031、判断所述OTA差分升级文件是否为多个目标升级设备的综合升级文件，是则对所述OTA差分升级文件进行解压后进入下一步，否则将所述OTA差分升级文件作为目标升级设备的OTA差分升级文件；

步骤1032、读取所述各目标升级设备的当前系统文件数据，通过快速后缀排序法生成字典序；

步骤1033、读取所述解压后的升级数据与所述字典序进行匹配，得到相似数据数组与不相似数组，所述相似数据数组用于存储相似区域的数据块信息，所述不相似数组用于存储不相似区域的数据信息；

步骤1034、采用逆邻接表建立所述相似数据数组的有向图；

步骤1035、判断所述有向图是否存在环，是则进入下一步，否则进入步骤1037；

步骤1036、将当前环中数据大小最小的顶点删除，并插入到所述不相似数组的末端，并返回步骤1305；

步骤1037、根据所述有向图确定所述相似数据数组的插入顺序；

步骤1038、根据所述相似数据数组的插入顺序和所述不相似数组生成增量更新包，即为各目标升级设备的OTA差分升级文件；

所述步骤3包括：

步骤301、网关控制目标升级设备将BOOT切换为与USB升级模式匹配的BOOT，将域控制器与目标升级设备的连接模式切换为USB连接模式，并请求服务器下发完整的升级镜像文件；

步骤302、网关接收所述升级镜像文件，通过以太网协议下发给目标升级设备的域控制器；

步骤303、所述域控制器通过USB烧写模式写入到所述目标升级设备的SoC完成升级；

所述步骤301包括：

步骤3011、网关发出控制信号，将目标升级设备的BOOT切换为第二BOOT，并控制所述目标升级设备重启，所述第二BOOT为与USB升级模式匹配的BOOT；

步骤3012、所述第二BOOT加载第一USB接口的USB接口驱动；

步骤3013、网关控制所述目标升级设备的域控制器重启，将其与所述目标升级设备连接的第二USB接口驱动切换为USB接口驱动。

4.根据权利要求3所述的基于USB以太网的车载设备升级方法，其特征在于，所述步骤1037包括：

步骤1037a、计算所述有向图中所有顶点的入度；

步骤1037b、将待插入顶点的当前入度初始化为0；

步骤1037c、将当前入度的顶点插入到不相似数组的末端，并删除对应的顶点；

步骤1037d、判断所有顶点是否已删除完毕，是则结束，否则将当前入度递增1后返回上一步。

5.根据权利要求3所述的基于USB以太网的车载设备升级方法，其特征在于，所述步骤104包括：

步骤1041、网关向目标升级设备发送安全访问密钥种子请求，所述目标升级设备接收所述请求，并向所述网关发送密钥种子；

步骤1042、网关根据所述密钥种子计算出密钥值返回给所述目标升级设备；

步骤1043、所述目标升级设备判断所述密钥值是否正确，是则判断当前的升级请求合法，否则判断当前的升级请求不合法；

步骤1044、所述目标升级设备判断升级条件是否满足，是则启动OTA升级，否则拒绝OTA升级。

6.根据权利要求3所述的基于USB以太网的车载设备升级方法，其特征在于，所述步骤303包括：

步骤3031、在所述第二BOOT下，擦除升级出错的Flash区域；

步骤3032、将升级镜像文件写入Flash，并进行校验；

步骤3033、将APP签名信息写到Flash指定地址处；

步骤3034、重启所述目标升级设备，控制所述目标升级设备跳转到APP程序处执行。