JP2016118879A - マイクロコンピュータ - Google Patents

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Abstract

【課題】車載制御装置に搭載されるマイクロコンピュータであって、プログラムを記憶するメモリの容量を極力大きくすることなく、データ更新の時間も短縮することができるマイクロコンピュータを提供すること。【解決手段】マイクロコンピュータ11は、メモリ領域A12に記憶されている第1現行プログラムと、メモリ領域B13に記憶されている第2現行プログラムとが、同じ内容のプログラムとなるように構成されると共に、メモリ領域A12に新規プログラムを書き込んで第1現行プログラムを第3現行プログラムに更新する。【選択図】図1

Description

本発明は、車載制御装置に搭載されるマイクロコンピュータに関する。
マイクロコンピュータにおいては、実行用のプログラムデータが格納される領域と、バックアップ用のコピーデータを格納する領域とを形成する技術が知られている(下記特許文献1参照)。ところで、プログラムデータは更新されるものであるので、プログラムデータが記憶されているフラッシュROMを書き換える必要がある。このフラッシュROMの書き換えにあたっては、継続的な通信路異常等によって完全な更新が阻害され、フラッシュROMが不定状態となる場合がある。
特開2005−208958号公報
上述したフラッシュROMの不定状態解消のため、例えば図11に示されるような手法が考えられる。図11では、旧プログラム(現在使用中の現行プログラム)がメモリ領域Aに記憶され、制御実行している。メモリ領域Aと同じ記憶容量のメモリ領域Bが設けられており、メモリ領域Bに新規プログラムが記憶され、制御実行を引き継いでいる。このような態様であれば、メモリ領域Bに記憶された新規プログラムが次の現行プログラムとして使用可能なように完全に記憶されているかを確認し、その確認が終わってから切り替えを行うことができる。しかしながら、本来必要であるメモリ容量の2倍の容量を使うことになり、全体として大容量のメモリを要するものである。
一方、図12に示されるような手法も考えられる。図12でも同様に、旧プログラムがメモリ領域Aに記憶され、制御実行している。メモリ領域Aに記憶されている旧プログラムは別メモリに退避され、メモリ領域Aには新規プログラムが書き込まれる。新規プログラムの書き込みが正常に完了すれば、メモリ領域Aに記憶された新規プログラムによる制御が実行される。新規プログラムの書き込みが正常に完了しなければ、別メモリに退避させた旧プログラムをメモリ領域Aに書き戻して対応している。この場合も、本来必要であるメモリ容量の2倍の容量を使うことになり、全体として大容量のメモリを要するものである。また、プログラムデータが大容量の場合には、データ転送に多くの時間がかかるという懸念もある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車載制御装置に搭載されるマイクロコンピュータであって、プログラムを記憶するメモリの容量を極力大きくすることなく、データ更新の時間も短縮することができるマイクロコンピュータを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係るマイクロコンピュータは、車載制御装置(10,10A,10B)に搭載されるマイクロコンピュータ(11,11A,11B)であって、書き換え可能且つ実行可能な状態でプログラムを記憶する第1メモリ領域(12,12A,12B)と、書き換え可能且つ圧縮した状態でプログラムを記憶する第2メモリ領域(13,124)と、を備え、前記第1メモリ領域に記憶されている第1現行プログラムと、前記第2メモリ領域に記憶されている第2現行プログラムとが、同じ内容のプログラムとなるように構成されると共に、前記第1メモリ領域に新規プログラムを書き込んで前記第1現行プログラムを第3現行プログラムに更新することを特徴とする。
本発明によれば、書き換え可能且つ実行可能な状態でプログラムを記憶する第1メモリ領域に記憶されている第1現行プログラムと、書き換え可能且つ圧縮した状態でプログラムを記憶する第2メモリ領域に記憶されている第2現行プログラムとが同一のものとなるように構成されているので、メモリの容量を大きくすることなくバックアップデータを保持することが出来る。また、第2メモリ領域に記憶されている第2現行プログラムは圧縮されているので、第1メモリ領域に転送する際に時間短縮を図ることができ、データ更新の時間を短縮することができる。このような状態で、第1メモリ領域に新規プログラムを書き込んで第1現行プログラムを第3現行プログラムに更新することができるので、書き換え中の電源断線などの物理障害が発生した場合でも、第2メモリ領域から第1メモリ領域に第2現行プログラムを転送することができ、第1メモリ領域が不定状態となることを避けることができる。
本発明によれば、車載制御装置に搭載されるマイクロコンピュータであって、プログラムを記憶するメモリの容量を極力大きくすることなく、データ更新の時間も短縮することができるマイクロコンピュータを提供することができる。
本発明の実施形態であるマイクロコンピュータの構成を示すブロック図である。 図1の機能的な構成を示すブロック図である。 図1に示すマイクロコンピュータの動作を示すフローチャートである。 図1に示すマイクロコンピュータの動作を示すフローチャートである。 図1に示すマイクロコンピュータの変形例を示すブロック図である。 図1に示すマイクロコンピュータの動作を示すフローチャートである。 図1に示すマイクロコンピュータの動作を示すフローチャートである。 図1に示すマイクロコンピュータの変形例における動作を示すフローチャートである。 図1に示すマイクロコンピュータの変形例を示すブロック図である。 図1に示すマイクロコンピュータの動作を示すフローチャートである。 従来技術を説明するための参考図である。 従来技術を説明するための参考図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
図1を参照しながら本発明の実施形態であるマイクロコンピュータ11について説明する。図1においては、車載制御装置であるECU10は、外部接続ライタ20から送信される書き換え要求コマンド、センター50から送信される書き換え要求コマンドをそれぞれ受信し、プログラムの書き換えを行うように構成されている。
外部接続ライタ20は、ディーラー等で接続される機器であって、有線通信経路である車内LANを介して書き換え要求コマンドを送信する。センター50から送信される書き換え要求コマンドは、通信機40及び通信用のECU30を介して書き換え要求コマンドを送信する。ECU30は、通信用の制御装置であって、通信機40をコントロールするものである。いずれの場合も、書き換え要求コマンドはECU10に送信される。
ECU10は、マイクロコンピュータ11を有する。マイクロコンピュータ11は、メモリ領域A12(第1メモリ領域)と、メモリ領域B13(第2メモリ領域)と、CPU14とを有している。
メモリ領域A12は、フラッシュROMであって、ブートプログラムが格納される領域121と、制御アプリプログラム(非圧縮)が格納される領域122と、を有している。領域122には、制御アプリプログラムの書き込みが正常に完了しているか否かを示す書き込み完了可否判定フラグ123を有している。
メモリ領域B13は、フラッシュROMであって、制御アプリプログラム(圧縮)を格納する領域である。CPU14は、通常の制御動作に加えて、ブートプログラムに従ってメモリ領域A12及びメモリ領域B13の書き換え動作を行うものである。
図2に示されるように、CPU14のブートプログラムに従った書き換え動作によって、メモリ領域A12及びメモリ領域B13それぞれに機能ブロックが形成される。メモリ領域A12は、機能ブロックとして、フラッシュ書き換え機能12aと、圧縮(暗号)機能12bと、解凍(復号)機能12cと、を有する。メモリ領域B13は、フラッシュ書き換え機能13aを有する。
上述したマイクロコンピュータ11の動作について、図3を参照しながら説明する。図3は、マイクロコンピュータ11の動作であって、メモリ領域A12の処理フローを示すフローチャートである。ステップS101では、パワーオンリセットを解除する。
ステップS101に続くステップS102では、メモリ領域A12に制御アプリプログラムが第1現行プログラムとして正常に書き込まれているか否かを判断する。具体的には、書き込み完了可否判定フラグ123を確認するとこでこの判断を行う。メモリ領域A12に制御アプリプログラムが第1現行プログラムとして正常に書き込まれていればステップS103の処理に進み、メモリ領域A12に制御アプリプログラムが第1現行プログラムとして正常に書き込まれていなければステップS111の処理に進む。
ステップS103では、メモリ領域A12に格納されている制御アプリプログラムを起動し、通常制御が実施される。ステップS103に続くステップS104では、ECU10の外部より送信された書き換え要求コマンドを受信したか判断する。ECU10の外部とは、外部接続ライタ20又はセンター50から送信されることを示す。ECU10の外部より送信された書き換え要求コマンドを受信していればステップS105の処理に進み、ECU10の外部より送信された書き換え要求コマンドを受信していなければ、ステップS103の処理に戻る。
ステップS105では、現在メモリ領域A12に格納されている第1現行プログラムを圧縮して暗号化し、メモリ領域B13に転送し、メモリ領域B13に暗号化且つ圧縮された第1現行プログラムを記憶する。従って、メモリ領域B13に格納されるプログラムは第1現行プログラムと同一となり、この時点で、メモリ領域A12に格納されるプログラムとメモリ領域B13に格納されるプログラムとが同一のものとなる。
ステップS105に続くステップS106では、メモリ領域A12に記憶されている第1現行プログラムを消去する。ステップS106に続くステップS107では、メモリ領域A12へ受信した新規プログラムを書き込む。新規プログラムは、メモリ領域A12に記憶された段階で、第3現行プログラムとなる。
ステップS107に続くステップS108では、メモリ領域A12をベリファイする。ステップS108に続くステップS109では、メモリ領域A12に新規プログラムが正常に書き込まれ、第3現行プログラムの書き込みが正常に完了しているか否かを示す書き込み完了可否判定フラグ123の状態を確認する。メモリ領域A12に新規プログラムが正常に書き込まれていれば、ステップS110の処理に進み、メモリ領域A12に新規プログラムが正常に書き込まれていなければステップS111の処理に進む。
ステップS110では、メモリ領域A12に格納されている第3現行プログラムを圧縮して暗号化し、メモリ領域B13に転送し、メモリ領域B13に暗号化且つ圧縮された第3現行プログラムを記憶する。従って、メモリ領域B13に格納される第2現行プログラムは第3現行プログラムと同一となり、この時点で、メモリ領域A12に格納されるプログラムとメモリ領域B13に格納されるプログラムとが同一のものとなる。
ステップS111では、メモリ領域B13に記憶されている旧プログラムであって暗号化且つ圧縮されている第1現行プログラム若しくは第2現行プログラムを読み出す。ステップS112では、読み出した第1現行プログラム若しくは第2現行プログラムを復号化及び解凍し、メモリ領域A12に書き込む。
続いて、図4を参照しながら、メモリ領域B13の処理フローを説明する。図4は、マイクロコンピュータ11の動作であって、メモリ領域B13の処理フローを示すフローチャートである。
ステップS201では、パワーオンリセットを解除する。ステップS201に続くステップS202では、メモリ領域B13に記憶されている第1現行プログラム若しくは第2現行プログラムの読み出し要求があったか否かを判断する。読み出し要求があればステップS203の処理に進み、読み出し要求がなければステップS204の処理に進む。
ステップS203では、メモリ領域B13からメモリ領域A12へ、旧プログラムである第1現行プログラム若しくは第2現行プログラムを送信する。
ステップS204では、メモリ領域B13へ、圧縮された新規プログラムである第3現行プログラムの書き込み要求があったか否かを判断する。書き込み要求があればステップS205の処理に進み、書き込み要求がなければ処理を終了する。
ステップS205では、メモリ領域B13に記憶されているデータを消去する。ステップS205に続くステップS206では、メモリ領域B13へ圧縮された新規プログラムである第3現行プログラムを書き込む。ステップS206に続くステップS207では、メモリ領域B13をベリファイする。
図1及び図2に示されたマイクロコンピュータ11では、メモリ領域A12とメモリ領域B13とを別の回路ブロックで構成する状態を示しているが、メモリ領域の形成態様はこれに限られるものではない。例えば、図5に示されるECU10A及びマイクロコンピュータ11Aでは、同一の回路ブロックに、ブートプログラムが記憶される領域121と、制御アプリプログラム(非圧縮)が記憶される領域122と、制御アプリプログラム(圧縮)が記憶される領域124を有するメモリ領域12Aを形成している。このように、メモリ領域を同一の回路ブロック上に形成することで、転送速度の処理高速化を図ることができる。
続いて、図3のステップS105において説明したメモリ領域B13への圧縮プログラム転送の付帯的な処理について、図6及び図7を参照しながら説明する。
図6に示されるフローチャートでは、ステップS301において、メモリ領域B13に記憶されている圧縮プログラムを読み出す。ステップS302では、メモリ領域B13から読み出して解凍したプログラムと、メモリ領域A12に記憶されているプログラムとが一致するか否かを判断する。一致すれば図3に示すステップS105の処理はスキップして処理を終了し、不一致であればステップS303の処理に進む。
ステップS303では、ステップS105と同様に、現在メモリ領域A12に格納されている第1現行プログラムを圧縮して暗号化し、メモリ領域B13に転送し、メモリ領域B13に暗号化且つ圧縮された第1現行プログラムを記憶する。
図7に示されるフローチャートでは、ステップS401において、メモリ領域B13に記憶されている圧縮プログラムを読み出す。ステップS402では、メモリ領域B13から読み出して解凍したプログラムと、メモリ領域A12に記憶されているプログラムとが一致するか否かを判断する。一致すれば図3に示すステップS105の処理はスキップして処理を終了し、不一致であればステップS403の処理に進む。
ステップS403では、ステップS105と同様に、現在メモリ領域A12に格納されている第1現行プログラムを圧縮して暗号化し、メモリ領域B13に転送し、メモリ領域B13に暗号化且つ圧縮された第1現行プログラムを記憶する。
図7に示されるフローチャートでは、ステップS403の処理後、ステップS402の処理に戻っている。このようにすることで、ステップS403の処理による第1現行プログラムの転送が確実に行われたか否かを判断することができる。
続いて、図8及び図9を参照しながら、図1に示したECU10及びマイクロコンピュータ11の変形例である、ECU10B及びマイクロコンピュータ11Bの構成及び動作について説明する。図9に示されるように、マイクロコンピュータ11Bでは、メモリ領域A12Bに設けられた領域122Bに、リモート書き換え中フラグ125を設けている。
図8のステップS501では、パワーオンリセットを解除する。ステップS501に続くステップS502では、メモリ領域A12Bに制御アプリプログラムが第1現行プログラムとして正常に書き込まれているか否かを判断する。具体的には、書き込み完了可否判定フラグ123を確認するとこでこの判断を行う。メモリ領域A12Bに制御アプリプログラムが第1現行プログラムとして正常に書き込まれていればステップS503の処理に進み、メモリ領域A12Bに制御アプリプログラムが第1現行プログラムとして正常に書き込まれていなければステップS513の処理に進む。
ステップS503では、メモリ領域A12に格納されている制御アプリプログラムを起動し、通常制御が実施される。ステップS503に続くステップS504では、ECU10の外部より送信されたリモート書き換え要求コマンドを受信したか判断する。リモート書き換え要求コマンドとは、センター50から送信されるコマンドである。リモート書き換え要求コマンドを受信していればステップS505の処理に進み、リモート書き換え要求コマンドを受信していなければ、ステップS503の処理に戻る。
ステップS505では、リモート書き換え中フラグ125をONにする。ステップS505に続くステップS506では、現在メモリ領域A12Bに格納されている第1現行プログラムを圧縮して暗号化し、メモリ領域B13に転送し、メモリ領域B13に暗号化且つ圧縮された第1現行プログラムを記憶する。従って、メモリ領域B13に格納されるプログラムは第1現行プログラムと同一となり、この時点で、メモリ領域A12Bに格納されるプログラムとメモリ領域B13に格納されるプログラムとが同一のものとなる。
ステップS506に続くステップS507では、メモリ領域A12に記憶されている第1現行プログラムを消去する。ステップS507に続くステップS508では、メモリ領域A12Bへ受信した新規プログラムを書き込む。新規プログラムは、メモリ領域A12Bに記憶された段階で、第3現行プログラムとなる。
ステップS508に続くステップS509では、メモリ領域A12Bをベリファイする。ステップS509に続くステップS510では、メモリ領域A12Bに新規プログラムが正常に書き込まれ、第3現行プログラムが問題なく走るか確認する。メモリ領域A12Bに新規プログラムが正常に書き込まれていれば、ステップS511の処理に進み、メモリ領域A12Bに新規プログラムが正常に書き込まれていなければステップS516の処理に進む。
ステップS511では、リモート書き換え中フラグ125をOFFにする。ステップS511に続くステップS512では、メモリ領域A12Bに格納されている第3現行プログラムを圧縮して暗号化し、メモリ領域B13に転送し、メモリ領域B13に暗号化且つ圧縮された第3現行プログラムを記憶する。従って、メモリ領域B13に格納される第2現行プログラムは第3現行プログラムと同一となり、この時点で、メモリ領域A12Bに格納されるプログラムとメモリ領域B13に格納されるプログラムとが同一のものとなる。
ステップS513では、リモート書き換え中フラグ125がONになっているか否かを判断する。リモート書き換え中フラグ125がONになっていればステップS516の処理に進み、リモート書き換え中フラグ125がONになっていなければステップS514の処理に進む。
ステップS516では、メモリ領域B13に記憶されている旧プログラムであって暗号化且つ圧縮されている第1現行プログラム若しくは第2現行プログラムを読み出す。ステップS516に続くステップS517では、読み出した第1現行プログラム若しくは第2現行プログラムを復号化及び解凍し、メモリ領域A12Bに書き込む。
ステップS517に続くステップS518では、リモート書き換え中フラグ125をOFFにする。ステップS518に続くステップS519では、リモート書き換え要求コマンドを受信したか判断する。リモート書き換え要求コマンドを受信していればステップS505の処理に進み、リモート書き換え要求コマンドを受信していなければ、ステップS519の処理を繰り返す。
ステップS514では、ブートプログラムを起動し、書き換え要求の受信待機状態となる。ステップS514に続くステップS515では、外部接続ライタ20からの書き換え要求コマンドを受信したか否かを判断する。外部接続ライタ20からの書き換え要求コマンドを受信していればステップS516の処理に進み、外部接続ライタ20からの書き換え要求コマンドを受信していなければステップS515の処理を繰り返す。
ステップS516では、外部接続ライタ20からの書き換え要求コマンドに基づいたメモリ領域A12Bの書き換えを実行する。ステップS516の処理が終了すると、ステップS507の処理に進む。
図1,5,9に示すように、通信用のECU30及び通信機40を有し、センター50と通信可能なように構成された場合の、リモート書き換え要求コマンドの処理について図10を参照しながら説明する。
ステップS601では、パワーオンリセットを解除する。ステップS602では、ECU30がセンター50からリモート書き換え要求コマンドを受信したか否かを判断する。リモート書き換え要求コマンドを受信すればステップS603の処理に進み、リモート書き換え要求を受信しなければ処理を終了する。ステップS603では、リモート書き換え要求コマンドを車両ネットワークへ送信する。車両ネットワークに送信されたリモート書き換えコマンドはECU10,10A,10Bが受信し、マイクロコンピュータ11,11A,11Bが上述した情報処理を実行する。
10,10A,10B:ECU(車載制御装置)
11,11A,11B:マイクロコンピュータ
12,12A,12B:メモリ領域A(第1メモリ領域)
13:メモリ領域B(第2メモリ領域)
124:領域(第2メモリ領域)

Claims (10)

  1. 車載制御装置(10,10A,10B)に搭載されるマイクロコンピュータ(11,11A,11B)であって、
    書き換え可能且つ実行可能な状態でプログラムを記憶する第1メモリ領域(12,12A,12B)と、
    書き換え可能且つ圧縮した状態でプログラムを記憶する第2メモリ領域(13,124)と、を備え、
    前記第1メモリ領域に記憶されている第1現行プログラムと、前記第2メモリ領域に記憶されている第2現行プログラムとが、同じ内容のプログラムとなるように構成されると共に、前記第1メモリ領域に新規プログラムを書き込んで前記第1現行プログラムを第3現行プログラムに更新することを特徴とするマイクロコンピュータ。
  2. パワーオンリセット起動にあたって、
    前記第1メモリ領域への前記新規プログラムの書き込みが正常に完了していなかった場合には、前記第2現行プログラムを前記第1メモリ領域に転送すると共に、前記第1メモリ領域において書き換え可能かつ実行可能なように展開することを特徴とする請求項1に記載のマイクロコンピュータ。
  3. 前記第1メモリ領域への前記新規プログラムの書き込みにあたって、
    前記第1メモリ領域への前記新規プログラムの書き込みが正常に完了しない場合には、前記第2現行プログラムを前記第1メモリ領域に転送すると共に、前記第1メモリ領域において書き換え可能かつ実行可能なように展開することを特徴とする請求項1に記載のマイクロコンピュータ。
  4. 前記車載制御装置の外部から前記第1メモリ領域への書き換え要求コマンドを受け付けることが可能なように構成され、
    パワーオンリセット起動にあたって、
    前記第1メモリ領域への前記新規プログラムの書き込みが正常に完了し、前記新規プログラムが前記第1メモリ領域へ記憶された第3現行プログラムとなっている場合には、前記書き換え要求コマンドの受信後、前記第3現行プログラムを圧縮して前記第2メモリ領域に転送し、書き込むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロコンピュータ。
  5. 前記第1メモリ領域への前記新規プログラムの書き込みにあたって、
    前記第1メモリ領域への前記新規プログラムの書き込みが完了し、前記新規プログラムが前記第1メモリ領域へ記憶された第3現行プログラムとなっていることを確認した後、前記第3現行プログラムを圧縮して前記第2メモリ領域に転送し、書き込むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロコンピュータ。
  6. 前記第2メモリ領域に記憶されている前記第3現行プログラムを読み出し、前記第1メモリ領域に記憶されている前記第3現行プログラムと比較して一致する場合には、
    前記書き換え要求コマンド受信後の前記第2メモリ領域における書き込みを実施しないことを特徴とする請求項4に記載のマイクロコンピュータ。
  7. 前記第3現行プログラムを圧縮して前記第2メモリ領域に転送し、書き込んだ後、前記第2メモリ領域に記憶されている前記第3現行プログラムを読み出し、前記第1メモリ領域に記憶されている前記第3現行プログラムと比較して一致しない場合には、
    前記第1メモリ領域に記憶されている前記第3現行プログラムを前記第2メモリ領域への圧縮転送を再度実行することを特徴とする請求項4又は5に記載のマイクロコンピュータ。
  8. 前記第1メモリ領域及び前記第2メモリ領域は、同一メモリ回路ブロック上に構成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のマイクロコンピュータ。
  9. 前記車載制御装置の外部から前記第1メモリ領域への書き換え要求コマンドを受け付けることが可能なように構成され、
    前記要求コマンドは、有線通信を介した送信及び無線通信を介した送信によって前記車載制御装置に送り込まれることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のマイクロコンピュータ。
  10. 前記第1メモリ領域内には、前記要求コマンドが無線通信を介した送信によって送り込まれるリモート書き換え中か否かを示すフラグ(125)が設けられ、
    パワーオンリセット起動にあたって、
    前記第1メモリ領域への前記新規プログラムの書き込みが正常に完了しておらず、且つ前記フラグがリモート書き換え中であることを示す場合には、前記第2現行プログラムを前記第1メモリ領域に転送すると共に、前記第1メモリ領域において書き換え可能かつ実行可能なように展開することを特徴とする請求項9に記載のマイクロコンピュータ。
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