KR20140134066A - 차량 ｅｃｕ의 소프트웨어 디버깅 장치 및 방법 - Google Patents

차량 ｅｃｕ의 소프트웨어 디버깅 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치는 적은 용량의 비휘발성 메모리를 가지고 저성능의 마이크로프로세서로 제작된 ECU가 차량에 장착된 상태에서 분해 없이 ECU의 S/W를 디버깅할 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 효율적으로 차량 ECU의 소프트웨어를 디버깅할 수 있고, 디버깅 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 특히 기존의 디버깅 장비를 그대로 사용할 수 있고, 신속한 원인분석으로 고객만족도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

차량 ＥＣＵ의 소프트웨어 디버깅 장치 및 방법{Apparatus and Method Debugging Software of Vehicle's ECU}
본 발명은 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차량에 장착된 ECU의 S/W를 효율적으로 디비깅 할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 차량에 장착된 ECU의 S/W를 디버깅하기 위해 디버거를 이용하거나 UART 통신을 이용하였다.
먼저 디버거를 이용하는 디버깅 방법은 디버거(JTAG 등)라 불리는 하드웨어 장비를 차량 ECU에 연결하여 소스코드의 모든 실행과정을 Line by Line 으로 모니터링하는 것이고, UART 통신을 이용한 디버깅 방법은 S/W가 실행되면서 오류가 발생할 위치에 특정 코드(로그)를 삽입하여 오류가 발생하면 차량 ECU 외부로 연결된 UART로 오류 정보를 출력하는 것이다.
그러나, 디버거를 통한 S/W 디버깅 방법은 완성차 상태에서의 실제 실행속도로 S/W가 실행되지 않음으로 현실과는 차이가 있고, 차가 완전히 조립이 된 상태이기 때문에 차를 분해하지 않고서는 디버거를 연결할 수가 없으며, 소비자에게 인계된 차량에서 발생하는 대부분의 S/W오류는 특정 상황에서 아주 간헐적으로 발생하여 1회성인 경우가 대부분이고 설령 문제 발생 차량이 수배되어 차를 분해하여 디버거를 연결한다 하더라도 문제 상황이 재현되지 않아 디버깅을 하기 어렵다는 문제점이 있다.
UART 통신을 통한 S/W 디버깅 방법은 실행속도는 디버거를 통한 방법보다 뛰어나지만 정보량에 한계가 있고 이 또한 차를 분해하여 UART 포트를 연결해야 하며 간헐적으로 발생하는 오류가 재현되지 않을 경우 분석이 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 적은 용량의 비휘발성 메모리를 가지고 저성능의 마이크로프로세서로 제작된 ECU가 차량에 장착된 상태에서 분해 없이 ECU의 S/W를 디버깅할 수 있는 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치는 전달된 디버깅 패킷을 실시간으로 저장하는 메모리; 및 상기 메모리와 SPI 또는 I2C 통신으로 상기 디버깅 패킷을 생성하여 전달하는 마이컴을 포함하며, 상기 마이컴의 S/W는 모든 함수가 고유의 ID를 갖도록 설계되고, 각 함수가 실행되는 시간을 알 수 있도록 타임 카운트를 갖도록 설계되며, 상기 마이컴의 S/W에서 발생할 수 있는 모든 에러의 종류는 기정의되고, 상기 마이컴은 에러 프레임 저장부를 포함하며, 상기 에러 프레임 저장부는 상기 S/W의 모든 함수가 실행될 때마다 디버깅 패킷을 생성하고, 생성된 디버깅 패킷을 특정 크기의 램 버퍼에 저장하며, 저장된 디버깅 패킷에서 에러가 발견될 경우, 상기 램 버퍼에 저장된 디버깅 패킷들을 상기 메모리에 복사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 방법은 상기 차량 ECU에 포함된 마이컴의 소프트웨어 함수가 실행되면 디버깅 패킷을 생성하는 단계; 생성된 디버깅 패킷을 램 버퍼에 저장하고, 상기 램 버퍼가 FULL되면, 상기 램 버퍼를 클리어한 후 다시 순차적으로 상기 램 버퍼의 처음 위치부터 생성된 디버깅 패킷을 저장하는 단계, 현재 상기 램 버퍼에 저장한 디버깅 패킷에 에러가 존재하는지 여부를 확인하고, 확인결과, 에러가 존재할 경우, 상기 램 버퍼에 저장된 모든 디버깅 패킷들을 상기 차량 ECU에 포함된 롬(E2PROM)에 순차적으로 복사하는 단계; 및 상기 롬(E2PROM)이 FULL되면, 상기 롬(E2PROM)의 처음 위치부터 순차적으로 오버라이트(overwrite)하고, 상기 램 버퍼를 클리어하는 단계을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 효율적으로 차량 ECU의 소프트웨어를 디버깅할 수 있고, 디버깅 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
특히 기존의 디버깅 장비를 그대로 사용할 수 있고, 신속한 원인분석으로 고객만족도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치를 설명하기 위한 블럭도.
도 2는 E2PROM에 패킷이 저장되는 것을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 방법에 있어서 에러 프레임 저장을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 E2PROM에 저장된 데이터 송출을 설명하기 위한 흐름도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명은 작은 용량의 비휘발성 메모리와 저성능 마이크로프로세서로 제작된 ECU가 차량에 장착된 상태에서(완성차로 조립된 상태에서) 별도의 분해 없이 ECU의 소프트웨어를 디버깅하는 방법에 관한 것이다.
한편, 성능이 뛰어난 마이크로프로세서와 대용량 메모리를 포함하는 멀티미디어 시스템의 경우, SSD(Solid State Drive)나 NAND Flash에 많은 양의 로그 정보를 저장하고 이후 USB를 통해 저장된 로그를 취득할 수 있으나, 대부분의 차량에 장착되는 ECU의 경우, 마이크로프로세서의 성능이 뛰어나지 못하고 비휘발성 메모리를 내장하고 있지 않은 경우가 대부분이기 때문에 오류 발생시 이에 대한 정보를 저장하는 것이 여의치 않으므로, 본 발명은 전술한 바를 고려하여 최소한의 메모리 사용으로 오류 발생시의 정보를 저장하고, 저장된 정보의 출력을 위해 차량을 분해할 필요가 없으며, 발생한 오류 디버깅시 ECU의 소프트웨어 실행속도에 영향을 주지 않도록 하기 위해 창출된 것이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치를 설명하기 위한 블럭도이고, 도 2는 E2PROM에 패킷이 저장되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치는 마이컴(100), E2PROM(or FRAM, 200), OBD 커넥터(300) 및 CAN장비(400)를 포함한다.
E2PROM(200) 또는 FRAM은 비휘발성 메모리로서, 저성능 마이컴(100)과 SPI 또는 I2C 통신을 하며, 마이컴(100)으로부터 전달된 디버깅 패킷을 실시간으로 저장한다.
E2PROM(200) 또는 FRAM은 최대 용량이 1Mbytes를 넘지 않으며, 전원 탈거 전후에 최종 상태를 복구하기 위한 정보 저장 용도로 사용되는 부분을 제외하고, 나머지 용량을 디버깅 패킷 저장용으로 사용한다.
디버깅 패킷은 총 10Bytes로서 표 1과 같이 구성된다.
TIMER COUNT(4bytes) 함수 ID(4bytes) 상태 ID(2bytes)
마이컴(100)의 S/W는 모든 함수가 고유의 32비트(2의 32승 개)의 ID(함수 ID)를 갖도록 설계되고, 각 함수가 실행되는 시간을 알 수 있도록 TIMER COUNT 또는 OS TICK COUNT를 갖도록 설계된다.
여기서 TIMER COUNT나 OS TICK COUNT는 마이컴(100)의 하드웨어 TIMER를 이용하여 1~5ms 간격의 free run timer로 구성되고, COUNT 값은 32비트 값을 갖도록 설계된다(5ms 간격일 경우 5ms×2의 32승 ms만큼 시간을 COUNT할 수 있다).
마이컴(100)의 S/W에서 발생할 수 있는 모든 상태 및 에러의 종류(상태 ID)는 하기와 같이 Define된다.
#define ALL_OK 0
#define MEMORY_OVERFLOW 1
#define I2C_ACK_ERROR 2
#define TIME_OUT 3
한편, 마이컴(100)은 에러 프레임 저장부(110)와 데이터 송출부(120)를 포함한다.
에러 프레임 저장부(110)는 모든 함수의 끝 또는 에러를 만났을 때 상기 디버깅 패킷을 생성한다(에러가 발생하던 발생하지 않던 함수가 실행될 때마다 무조건 상기 디버깅 패킷을 생성한다).
에러 프레임 저장부(110)는 함수가 실행될 때마다 생성된 디버깅 패킷을 E2PROM(200) 또는 FRAM에 저장할 경우 상당한 속도 저하가 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 1차적으로 10kbytes 램 버퍼에 디버깅 패킷을 저장한다.
여기서는 생성된 디버깅 패킷의 저장을 10kbytes의 램 버퍼에 저장한다고 명시하였으나, 이에 국한되지 않고 하드웨어 리소스에 따라 디버깅 패킷의 저장 사이즈를 조절할 수 있음은 물론이다.
에러 프레임 저장부(110)는 10kbytes의 램 버퍼가 FULL되는 동안 에러가 발생하지 않을 경우 디버깅 패킷들이 저장된 램 버퍼를 클리어하고, 다시 처음 위치부터 순차적으로 디버깅 패킷을 램 버퍼에 저장하며, 현재 저장된 디버깅 패킷에서 에러가 발견되면 램 버퍼에 저장된 모든 디버깅 패킷들을 E2PROM(200) 또는 FRAM으로 복사한다(10kbytes이면 대략 에러 발생 시점이전 최대 1000개 이상의 어떤 함수가 실행되었는지 그 순서를 파악할 수 있다).
예컨대, 에러 프레임 저장부(110)는 램 버퍼에 생성된 디버깅 패킷을 저장한 후 현재 저장된 디버깅 패킷의 상태 ID 값을 확인하고, 확인결과 상태 ID 값이 기정의된 에러 값 중 하나일 경우 램 버퍼에 저장된 모든 디버깅 패킷들을 E2PROM(200) 또는 FRAM으로 복사한다.
E2PROM(200) 또는 FRAM은 도 2에 도시된 바와 같이, 10kbytes 단위로 블럭을 나눠 에러 프레임 저장부(110)로부터 전달된 디버깅 패킷을 순차적으로 복사(저장)함으로써 복사된 디버깅 패킷을 토대로 이전에 발생한 에러 상황도 파악할 수 있도록 하고, 최대 블럭 수가 초과 되면, 첫 블럭부터 overwrite한다.
데이터 송출부(120)는 어떤 동작 중에 문제가 발생하였는지 파악할 수 있도록 하기와 같은 방법으로 전원이 탈거되더라도 지워지지 않는, 에러 프레임 저장부(100)에 의해 E2PROM(200) 또는 FRAM에 저장된 데이터를 추출한다.
OBD커넥터(300)는 일측이 차량 내의 CAN 네트워크, 즉 CAN 장비(400)와 연결되고, 타측이 마이컴(100)과 연결되어 마이컴(100)의 CAN 통신을 지원한다.
예컨대, OBD 커넥터(300)는 CAN 장비(400)와 연결되고, 또는 단품 세트인 경우 해당 세트의 CAN LINE에 직접 CAN장비(400)가 연결되며, 컴퓨터(500)로부터 CAN을 통해 특정 명령이 전송되면, 이를 마이컴(100)에 전달한다.
데이터 송출부(120)는 OBD 커넥터(300)로부터 전달된 특정 명령에 따라 E2PROM(200) 또는 FRAM에 저장된 모든 데이터를 TP메시지를 이용해 전송한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, E2PROM 또는 FRAM로부터 추출된 데이터를 분석하여 에러 발생 시점과 어떤 과정에 의해서 에러가 발생하였는지 파악함으로써, 효율적으로 차량 ECU의 소프트웨어를 디버깅할 수 있고, 디버깅 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 특히 기존의 디버깅 장비를 그대로 사용할 수 있고, 신속한 원인분석으로 고객만족도를 향상시킬 수 있다.
이상, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치를 설명하였고, 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실 시예에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 방법에 있어서 에러 프레임 저장을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 E2PROM에 저장된 데이터 송출을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 마이컴(100)의 소프트웨어, 즉 함수가 실행되면 디버깅 패킷을 생성한다(S300).
생성된 디버깅 패킷을 램 버퍼에 저장하고, 램 버퍼가 FULL되면, 램 버퍼를 클리어한 후 다시 순차적으로 램 버퍼의 처음 위치부터 저장한다(S301).
램 버퍼에 현재 저장된 디버깅 패킷에 에러가 존재하는지 여부를 확인하고(S302), 확인결과, 에러가 존재할 경우, 램 버퍼에 저장된 모든 디버깅 패킷들을 E2PROM(200)에 순차적으로 복사하며, E2PROM이 FULL되면, 처음 위치부터 순차적으로 overwrite하고(S303), 램 버퍼를 클리어한다(S304).
도 4에 도시된 바와 같이, E2PROM(200)에 저장된 디버깅 패킷들에 대한 전송 명령이 수신되었는지 여부를 확인하고(S401), 확인결과 전송 명령이 수신된 경우, E2PROM(200)에 저장된 모든 디버깅 패킷들을 읽어 CAN TP 메시지를 통해 전송한다(S402).
이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 마이컴 110 : 에러 프레임 저장부
120 : 데이터 송출부 200 : E2PROM
300 : OBD 커넥터 400 : CAN장비

Claims (6)

  1. 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치에 있어서,
    전달된 디버깅 패킷을 실시간으로 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리와 SPI 또는 I2C 통신으로 상기 디버깅 패킷을 생성하여 전달하는 마이컴을 포함하며,
    상기 마이컴의 S/W는 모든 함수가 고유의 ID를 갖도록 설계되고, 각 함수가 실행되는 시간을 알 수 있도록 타임 카운트를 갖도록 설계되며, 상기 마이컴의 S/W에서 발생할 수 있는 모든 에러의 종류는 기정의되고,
    상기 마이컴은 에러 프레임 저장부를 포함하며,
    상기 에러 프레임 저장부는 상기 S/W의 모든 함수가 실행될 때마다 디버깅 패킷을 생성하고, 생성된 디버깅 패킷을 특정 크기의 램 버퍼에 저장하며, 저장된 디버깅 패킷에서 에러가 발견될 경우, 상기 램 버퍼에 저장된 디버깅 패킷들을 상기 메모리에 복사하는 것
    인 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에러 프레임 저장부는 상기 램 버퍼가 풀(FULL)되는 동안 에러가 발생하지 않은 경우, 상기 램 버퍼를 클리어하고, 다시 처음부터 순차적으로 생성된 디버깅 패킷을 저장하며, 저장된 디버깅 패킷에서 에러가 발견되면 현재 램 버퍼에 저장된 디버깅 패킷들을 상기 메모리에 복사하는 것
    인 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에러 프레임 저장부는 램 버퍼에 생성된 디버깅 패킷을 저장한 후 저장된 디버깅 패킷의 상태 ID 값을 확인하고, 확인결과 상태 ID 값이 기정의된 에러의 종류 중 하나일 경우 상기 램 버퍼에 저장된 모든 디버깅 패킷들을 상기 메모리에 복사하는 것
    인 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마이컴은 데이터 송출부를 더 포함하고,
    상기 데이터 송출부는 CAN 통신으로 전달된 특정 명령에 따라 상기 메모리에 저장된 모든 디버깅 패킷들을 TP메시지를 이용해 전송하는 것
    인 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 장치.
  5. 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 방법에 있어서,
    상기 차량 ECU에 포함된 마이컴의 소프트웨어 함수가 실행되면 디버깅 패킷을 생성하는 단계;
    생성된 디버깅 패킷을 램 버퍼에 저장하고, 상기 램 버퍼가 FULL되면, 상기 램 버퍼를 클리어한 후 다시 순차적으로 상기 램 버퍼의 처음 위치부터 생성된 디버깅 패킷을 저장하는 단계;
    현재 상기 램 버퍼에 저장한 디버깅 패킷에 에러가 존재하는지 여부를 확인하고, 확인결과, 에러가 존재할 경우, 상기 램 버퍼에 저장된 모든 디버깅 패킷들을 상기 차량 ECU에 포함된 롬(E2PROM)에 순차적으로 복사하는 단계; 및
    상기 롬(E2PROM)이 FULL되면, 상기 롬(E2PROM)의 처음 위치부터 순차적으로 오버라이트(overwrite)하고, 상기 램 버퍼를 클리어하는 단계
    를 포함하는 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 롬(E2PROM)에 저장된 디버깅 패킷들에 대한 전송 명령이 수신되었는지 여부를 확인하는 단계; 및
    확인결과, 상기 전송 명령이 수신된 경우, 상기 롬(E2PROM)에 저장된 모든 디버깅 패킷들을 읽어 CAN TP 메시지를 통해 전송하는 단계
    를 더 포함하는 차량 ECU의 소프트웨어 디버깅 방법.
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