CN117234563B - 基于uds协议对ecu进行固件升级的方法和客户端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法和客户端，所述方法包括：诊断仪发送UDS服务请求至ECU；ECU根据UDS服务请求返回相应的响应至诊断仪；其中，诊断仪接收到其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应；诊断仪发送安全访问请求至ECU时，ECU对携带特定身份信息的安全访问请求，根据特定身份信息产生密钥种子并发送至诊断仪；ECU对未携带特定身份信息的安全访问请求，产生随机的密钥种子并发送至诊断仪。本发明通过改造UDS标准协议，使得一个客户端能同时对同一个产品的多个ECU进行固件升级，同时使得ECU能兼容改造前的UDS标准，提高了生产效率。

Description

基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法和客户端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于UDS（Unified DiagnosticServices，统一诊断服务）协议对ECU（(Electronic Control Unit，电子控制单元）进行固件升级的方法、一种客户端。

背景技术

车载ECU是汽车的电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”，是现代汽车的核心电子元件之一。车载ECU和普通的电脑一样，由微控制器、存储器、输入/输出接口、模数转换器以及整形、驱动等大规模集成电路组成。

目前，车载ECU的固件升级一般基于UDS进行，因为UDS协议可以在CAN、LIN等多种总线上进行通信，具有较强的适用性。由于UDS是一种一对一会话的标准，而一个车辆的车载ECU会有多个，因此，在生产环节对某型号车载ECU进行批量固件升级时，需要单独进行，该方法效率低下，影响生产效率。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，本发明的第一个目的在于提出一种基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法。

本发明的第二个目的在于提出一种客户端。

本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面的实施例提出了一种基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法，包括以下步骤：诊断仪发送UDS服务请求至ECU，所述ECU包括至少一个，其中，所述UDS服务请求包括：安全访问和其它UDS服务请求；ECU根据所述UDS服务请求返回相应的响应至所述诊断仪；其中，所述诊断仪接收到所述其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应；所述诊断仪发送所述安全访问请求至ECU时，如果所述安全访问请求携带特定身份信息，则所述ECU根据所述特定身份信息产生密钥种子并发送至所述诊断仪；如果所述安全访问请求未携带特定身份信息，所述ECU采用随机数生成算法产生随机的密钥种子并发送至所述诊断仪。

本发明上述提出的基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述其它UDS服务请求包括：诊断会话控制、例程控制、控制故障码设置、通讯控制、数据写入、请求下载、传输数据、请求退出传输和ECU重置。

根据本发明的一个实施例，所述诊断仪接收到所述其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应，具体包括：所述诊断仪接收到所述其它UDS服务请求的响应为正响应时，处理所述正响应，当完成正常ECU的列表中所有ECU的正响应后，进行下一个UDS服务的请求处理；所述诊断仪接收到所述其它UDS服务请求的响应为负响应时，获取所述负响应中携带的SN编号信息，并将所述负响应对应的SN（Serial Number，产品序列号）编号信息从正常ECU的列表中剔除，以及通过人机界面显示所述负响应对应的SN编号信息。

根据本发明的一个实施例，所述安全访问包括以下流程：所述诊断仪向所述ECU请求密钥种子；所述ECU产生密钥种子，并向所述诊断仪发送密钥种子，以及根据所述密钥种子采用安全算法计算密钥；所述诊断仪根据所述密钥种子采用所述安全算法计算密钥，并发送至所述ECU；所述ECU将自身计算的密钥和接收到的诊断仪发送的密钥进行比较，根据比较结果确定安全级别，根据安全级别向所述诊断仪响应安全优先级。

根据本发明的一个实施例，所述ECU包括多个时，所述ECU使用相同的网络地址。

根据本发明的一个实施例，所述ECU在接收到携带特定身份信息的安全访问请求达到预设的次数，使所述特定身份信息失效，且在固件升级成功后，所述ECU使所述特定身份信息失效。

本发明第二方面的实施例提出了一种客户端，包括：发送单元，所述发送单元用于发送UDS服务请求至ECU，所述ECU包括至少一个，其中所述UDS服务请求包括：安全访问和其它UDS服务请求；接收单元，所述接收单元用于接收所述ECU根据所述UDS服务请求返回的响应；其中，所述接收单元在接收到所述其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应；所述发送单元发送所述安全访问请求至ECU时，所述接收单元接收所述ECU产生的密钥种子，所述ECU对携带特定身份信息的安全访问请求，根据所述特定身份信息产生相同的密钥种子，所述ECU对未携带所述特定身份信息的其它安全访问请求，采用随机数生成算法产生随机的密钥种子。

本发明上述提出的客户端还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述其它UDS服务请求包括：诊断会话控制、例程控制、控制故障码设置、通讯控制、数据写入、请求下载、传输数据、请求退出传输和ECU重置。

根据本发明的一个实施例，所述接收单元具体：用于当接收到的其它UDS服务请求的响应为正响应时，处理该正响应，当完成正常ECU的列表中所有ECU的正响应后，进行下一个UDS服务的请求处理；接收到所述其它UDS服务请求的响应为负响应时，获取所述负响应中携带的SN编号信息，并将所述负响应对应的SN编号信息从正常ECU的列表中剔除，以及通过人机界面显示所述负响应对应的SN编号信息。

本发明的有益效果：

本发明通过改造UDS标准协议，使得一个客户端（诊断仪）能同时对同一个产品的多个服务端（ECU）进行固件升级，同时使得ECU能兼容改造前的UDS标准，提高了生产效率。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的基于UDS协议对ECU进行固件升级的方框示意图；

图3是根据本发明一个实施例的固件升级的升级过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是根据本发明一个实施例的基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

S1，诊断仪发送UDS服务请求至ECU，ECU包括至少一个，其中，UDS服务请求包括：安全访问和其它UDS服务请求。

S2，ECU接收UDS服务请求并返回相应的响应至诊断仪；其中，诊断仪接收到其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应；诊断仪发送安全访问请求至ECU时，如果安全访问请求携带特定身份信息，则ECU根据特定身份信息产生相同的密钥种子并发送至诊断仪；如果安全访问请求未携带特定身份信息，ECU采用随机数生成算法产生随机的密钥种子并发送至诊断仪。

具体地，诊断仪作为客户端，ECU作为服务端，如图2所示，ECU可以包括多个，ECU1、ECU2、ECU3…ECUn，n为正整数，诊断仪（Tester）可以采用UDS协议对ECU进行固件升级，如图3所示，整个升级过程分为Prepare Phase(准备阶段)、Downloading Phase(下载阶段)和Validation Phase(校验阶段)。ECU在固件升级各个阶段，采用诊断仪发送UDS服务请求至ECU，ECU根据UDS服务请求返回相应的响应至诊断仪。本发明中，将UDS服务请求中的“安全访问”定义为B类服务，其它UDS服务请求定义为A类服务，其它UDS服务请求包括：诊断会话控制、例程控制、控制故障码设置、通讯控制、数据写入、请求下载、传输数据、请求退出传输和ECU重置。

总结而言，图3中，ECU固件升级各个阶段，使用的UDS服务请求列表如下表1所示：

表1

可以理解的是，ECU包括多个时，ECU使用相同的网络地址。诊断仪在固件升级的各个阶段，不能针对某个ECU进行单独的服务请求。

A类服务具有如下特点：各ECU对A类服务请求的响应中不包含ECU服务端特定的数据，即响应帧的信息可由诊断仪进行同一化处理。

本发明针对A类服务做如下处理：

诊断仪发送的A类UDS服务请求，诊断仪需要接收并处理所有正常工作的ECU返回的响应（正响应），当诊断仪接收到所有正常工作的ECU的消息后，进行下一个UDS服务的请求处理。诊断仪不处理异常ECU的后续UDS请求响应（负响应）。

根据本发明的一个实施例，诊断仪接收到其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应，具体包括：诊断仪接收到其它UDS服务请求的响应为正响应时，处理正响应，当完成正常ECU的列表中所有ECU的正响应后，进行下一个UDS服务的请求处理；诊断仪接收到其它UDS服务请求的响应为负响应时，获取负响应中携带的SN编号信息，并将负响应对应的SN编号信息从正常ECU的列表中剔除，以及通过人机界面显示负响应对应的SN编号信息。

也就是说，对于某个产生UDS服务请求负响应的ECU，其负响应中携带该ECU的SN编号信息，诊断仪收到该负响应后，根据该SN编号信息将该ECU剔除出正常ECU的列表，并通过人机界面显示该异常ECU的SN编号信息。由此，可以避免由于某个ECU升级过程故障导致所有ECU升级进程停止的现象。

B类服务具有如下特点：

安全访问包括以下流程：诊断仪向ECU请求密钥种子；ECU产生密钥种子，并向诊断仪发送密钥种子，以及根据密钥种子采用安全算法计算密钥；诊断仪根据密钥种子采用安全算法计算密钥，并发送至ECU；ECU将自身计算的密钥和接收到的诊断仪发送的密钥进行比较，根据比较结果确定安全级别，根据安全级别向诊断仪响应安全优先级。其中，诊断仪与ECU采用的安全算法相同。

本发明针对B类服务做如下处理：

诊断仪发送安全访问请求至ECU时，如果安全访问请求携带特定身份信息，则ECU根据特定身份信息产生密钥种子并发送至诊断仪；如果安全访问请求未携带特定身份信息，ECU采用随机数生成算法产生随机的密钥种子并发送至诊断仪。

具体地，在ECU中预埋特定身份信息，如果ECU接收到的安全访问请求未携带特定身份信息，ECU采用随机数生成算法产生随机的密钥种子并发送至诊断仪，并根据该密钥种子采用安全算法计算密钥，诊断仪采用相同的安全算法根据ECU发送的密钥种子计算密钥，并将密钥发送至ECU，ECU将自身计算的密钥和接收到的诊断仪发送的密钥进行比较，根据比较结果确定安全级别，根据安全级别向诊断仪响应安全优先级，即针对未携带特定身份信息的安全访问请求，ECU产生的密钥种子是随机生成的，每次产生的密钥种子大概率是不同的。

如果ECU接收到的安全访问请携带特定身份信息，ECU对同一特定身份信息产生相同的密钥种子并发送至诊断仪，该密钥种子提前设定，并根据该密钥种子采用安全算法计算密钥，诊断仪根据该密钥种子采用相同的安全算法根据ECU发送的密钥种子计算密钥，并将密钥发送至ECU，ECU将自身计算的密钥和接收到的诊断仪发送的密钥进行比较，根据比较结果确定安全级别，根据安全级别向诊断仪响应安全优先级。由此，针对同一特定身份信息，产生的密钥种子相同，从而可以实现一个客户端能同时对同一个产品的多个ECU进行固件升级，在车辆出厂前，该方式可以大大提高生产效率。

需要说明的是，在本发明的实施例中，ECU在接收到携带特定身份信息的安全访问请求达到预设的次数，使特定身份信息失效，且在固件升级成功后，ECU使特定身份信息失效。

具体地，ECU在接收到携带特定身份信息的安全访问请求达到预设的次数时，使预埋在ECU中的特定身份信息失效，在固件升级成功后使特定身份信息失效，是为了保证在车辆下线前使特定身份信息失效，以避免影响车辆的后续正常使用。

综上，根据本发明实施例的基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法，通过改造UDS标准协议，使得一个客户端（诊断仪）能同时对同一个产品的多个服务端（ECU）进行固件升级，同时使得ECU能兼容改造前的UDS标准，提高了生产效率。

本发明还提出一种客户端，该客户端可以为诊断仪，该客户端包括：发送单元和接收单元。

其中，发送单元用于发送UDS服务请求至ECU，ECU包括至少一个，其中UDS服务请求包括：安全访问和其它UDS服务请求；接收单元，接收单元用于接收ECU返回的响应；其中，接收单元在接收到其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应；发送单元发送安全访问请求至ECU时，接收单元接收ECU产生的密钥种子，ECU对携带特定身份信息的安全访问请求，根据特定身份信息产生相同的密钥种子，ECU对未携带特定身份信息的其它安全访问请求，采用随机数生成算法产生随机的密钥种子。

根据本发明的一个实施例，其它UDS服务请求包括：诊断会话控制、例程控制、控制故障码设置、通讯控制、数据写入、请求下载、传输数据、请求退出传输和ECU重置。

根据本发明的一个实施例，接收单元具体用于：当接收到的其它UDS服务请求的响应为正响应时，处理该正响应，当完成正常ECU的列表中所有ECU的正响应后，进行下一个UDS服务的请求处理；接收到其它UDS服务请求的响应为负响应时，获取负响应中携带的SN编号信息，并将负响应对应的SN编号信息从正常ECU的列表中剔除，以及通过人机界面显示负响应对应的SN编号信息。

根据本发明实施例的客户端，通过改造UDS标准协议，使得一个客户端（诊断仪）能同时对同一个产品的多个服务端（ECU）进行固件升级，同时使得ECU能兼容改造前的UDS标准，提高了生产效率。

在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法，其特征在于，包括以下步骤：

诊断仪发送UDS服务请求至ECU，所述ECU包括至少一个，其中，所述UDS服务请求包括：安全访问和其它UDS服务请求，所述其它UDS服务请求包括：诊断会话控制、例程控制、控制故障码设置、通讯控制、数据写入、请求下载、传输数据、请求退出传输和ECU重置；

ECU接收所述UDS服务请求并返回相应的响应至所述诊断仪；

其中，所述诊断仪接收到所述其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应；

所述诊断仪发送所述安全访问请求至ECU时，如果所述安全访问请求携带特定身份信息，则所述ECU根据所述特定身份信息产生相同的密钥种子并发送至所述诊断仪；如果所述安全访问请求未携带特定身份信息，所述ECU采用随机数生成算法产生随机的密钥种子并发送至所述诊断仪，所述ECU在接收到携带特定身份信息的安全访问请求达到预设的次数，使所述特定身份信息失效，且在固件升级成功后，所述ECU使所述特定身份信息失效。

2.根据权利要求1所述的基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法，其特征在于，所述诊断仪接收到所述其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应，具体包括：

所述诊断仪接收到所述其它UDS服务请求的响应为正响应时，处理所述正响应，当完成正常ECU的列表中所有ECU的正响应后，进行下一个UDS服务的请求处理；

所述诊断仪接收到所述其它UDS服务请求的响应为负响应时，获取所述负响应中携带的SN编号信息，并将所述负响应对应的SN编号信息从正常ECU的列表中剔除，以及通过人机界面显示所述负响应对应的SN编号信息。

3.根据权利要求1所述的基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法，其特征在于，所述安全访问包括以下流程：

所述诊断仪向所述ECU请求密钥种子；

所述ECU产生密钥种子，并向所述诊断仪发送密钥种子，以及根据所述密钥种子采用安全算法计算密钥；

所述诊断仪根据所述密钥种子采用所述安全算法计算密钥，并发送至所述ECU；

所述ECU将自身计算的密钥和接收到的诊断仪发送的密钥进行比较，根据比较结果确定安全级别，根据安全级别向所述诊断仪响应安全优先级。

4.根据权利要求1所述的基于UDS协议对ECU进行固件升级的方法，其特征在于，所述ECU包括多个时，所述ECU使用相同的网络地址。

5.一种客户端，其特征在于，包括：

发送单元，所述发送单元用于发送UDS服务请求至ECU，所述ECU包括至少一个，其中所述UDS服务请求包括：安全访问和其它UDS服务请求，所述其它UDS服务请求包括：诊断会话控制、例程控制、控制故障码设置、通讯控制、数据写入、请求下载、传输数据、请求退出传输和ECU重置；

接收单元，所述接收单元用于接收所述ECU返回的响应；

其中，所述接收单元在接收到所述其它UDS服务请求的响应时，处理所有正常ECU的响应，不处理异常ECU的响应；

所述发送单元发送所述安全访问请求至ECU时，所述接收单元接收所述ECU产生的密钥种子，所述ECU对携带特定身份信息的安全访问请求，根据所述特定身份信息产生相同的密钥种子，所述ECU对未携带所述特定身份信息的其它安全访问请求，采用随机数生成算法产生随机的密钥种子，所述ECU在接收到携带特定身份信息的安全访问请求达到预设的次数，使所述特定身份信息失效，且在固件升级成功后，所述ECU使所述特定身份信息失效。

6.根据权利要求5所述的客户端，其特征在于，所述接收单元具体用于：

当接收到的所述其它UDS服务请求的响应为正响应时，处理所述正响应，当完成正常ECU的列表中所有ECU的正响应后，进行下一个UDS服务的请求处理；

接收到所述其它UDS服务请求的响应为负响应时，获取所述负响应中携带的SN编号信息，并将所述负响应对应的SN编号信息从正常ECU的列表中剔除，以及通过人机界面显示所述负响应对应的SN编号信息。