WO2025061372A1 - Speicherabbild einer softwareaktualisierung und verfahren zum aktualisieren der software einer recheneinheit - Google Patents

Speicherabbild einer softwareaktualisierung und verfahren zum aktualisieren der software einer recheneinheit Download PDF

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WO2025061372A1
WO2025061372A1 PCT/EP2024/072538 EP2024072538W WO2025061372A1 WO 2025061372 A1 WO2025061372 A1 WO 2025061372A1 EP 2024072538 W EP2024072538 W EP 2024072538W WO 2025061372 A1 WO2025061372 A1 WO 2025061372A1
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Thorsten Wilmer
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Mercedes Benz Group AG
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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00—Arrangements for software engineering
    • G06F8/60—Software deployment
    • G06F8/65—Updates
    • G06F8/658—Incremental updates; Differential updates

Definitions

  • the invention relates to a memory image of a software update according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1 and to a method for updating the software of a computing unit by means of such a memory image.
  • Such a computing unit can, for example, function as a central on-board computer or control unit of a vehicle subsystem. This enables the provision of a wide variety of comfort and safety assistance functions. Powerful hardware is particularly required for environmental detection and analysis, as well as for deriving control commands in connection with at least partially automated or even autonomous vehicle control.
  • on-board electronics are based on an interplay of hardware and software components. It may be necessary to update the software on the respective computing units. This allows errors, also known as bugs, to be fixed, new functions to be provided, and security gaps to be closed.
  • EP 3273 350 A1 discloses a software updating device and a method for updating software.
  • a first communication unit receives update control information comprising update data for various computing units.
  • the update control information also contains instructions and conditions for installing the respective update.
  • a second communication unit forwards the update data to the respective computing units.
  • An update control unit controls the installation process.
  • the update data comprises various software updates for different computing units. For each software update, it is specified to which program version it is applicable, i.e., installable. This information serves as a boundary condition for checking general installability on a respective computing unit prior to installation. In general, this can be a full update or a differential update.
  • EP 3462 305 A1 also discloses the updating of control units and peripheral devices using a central processing unit.
  • a so-called transient update agent is transmitted to a processing unit to be updated. This agent is executed to install the update on the processing unit and is then deleted.
  • US Pat. No. 6,581,159 B1 describes a secure method for updating a BIOS using a simply authenticated external module to validate additional new firmware code. The module is validated by comparing hash values as part of a digital signature process.
  • the present invention is based on the object of providing an improved memory image of a software update and a corresponding method for its installation, with the aid of which the effort for updating software can be reduced when there is a high variety of different computing units and different program versions.
  • this object is achieved by a memory image of a software update having the features of claim 1 and a corresponding method for updating the software of a computing unit using such a memory image.
  • a generic memory image of a software update comprising at least two update packages applicable to different program versions in a payload, is further developed according to the invention in that a full update package contains the complete program code of the software to be updated in the current program version, and at least one differential update package contains a subset of the program code of the software to be updated, wherein the subset corresponds precisely to the changes required to update an older program version of the software to be updated to a newer version of the software to be updated.
  • the memory image according to the invention typically referred to as a so-called "image,” contains program code modules for updating a very specific piece of software, i.e., a very specific program. This can be any program such as an application program or firmware, or even parameters used by the respective program, such as variables.
  • Each memory image is intended for a very specific program, for example, an engine control program, an air conditioning control program, a media player program, an Internet browser, the firmware of a control unit, and the like.
  • the memory image is formed from a single computer-readable file.
  • the memory image contains suitable update packages for the different program versions of the software to be updated, so that, in the most complex case, regardless of which program version of the respective software is installed on the computing unit to be updated, it is possible to update to the current program version.
  • the memory image is only used for a small number of different variant combinations of processing units and program versions, it is not absolutely necessary to include a corresponding differential update package for each program version.
  • the "newer version" of the software to be updated does not necessarily have to correspond to the current program version. This also makes it possible to update particularly outdated program versions to not quite as outdated program versions, which may also be relevant depending on the application.
  • any version of the software can be updated to the latest version. This may require first uninstalling the outdated version of the software and then reinstalling it completely on the respective computer using the full update package. It may also be possible to update the outdated version without first uninstalling it.
  • At least one differential update package contains suitable program code sections for updating a program version immediately preceding the current program version to the current program version.
  • System administrators will generally strive to keep the programs executable on the respective computing units up-to-date.
  • the program version immediately preceding the current program version is particularly relevant, since it can be assumed that this program version is installed on a large proportion of the computing units in the field and must be updated accordingly.
  • the update packages in the payload part are corresponding to the program version of the software to be updated, to which they are applicable.
  • the update packages can be sorted in ascending or descending order, starting with the newest version and ending with the oldest version, or vice versa. Sorting the update packages according to the program version offers advantages for the process of installing each update, as it allows the respective update package to be implemented to be found more quickly at the appropriate location in the memory image.
  • a header is followed by the differential update package suitable for updating the program version immediately preceding the current program version, and the full update package forms the last update package. This typically makes it possible to find the update package to be implemented even faster. If the software needs to be updated, the processing unit will typically first read the header of the memory image.
  • the header contains additional information, such as the number and versions of the respective update packages, where each update package was positioned in the memory image, which communication protocol should be used, rules of conduct in the event of errors, and the like.
  • the arrangement of update packages according to the program version, starting with the version immediately preceding the current program version and ending with the full update package, has the advantage that only a particularly short portion of the memory map needs to be traversed to reach the starting position of a differential update package for a newer software version.
  • the majority of computing units in the field tend to have newer versions of the software to be updated, and these must be updated accordingly. This can accelerate the installation speed of the respective software update in the majority of installation cases.
  • differential update packages are included for all program versions preceding the current program version.
  • the memory image is thus capable of bringing all outdated program versions of the software to be updated up to the current program version.
  • the memory image according to the invention is particularly universally applicable. No information about the program version currently installed on a particular computing unit is required.
  • the memory image according to the invention can be used directly, and the header section can be read by the respective processing unit, which then independently selects the appropriate update package from the memory image. Thus, no different versions of the memory image need to be maintained.
  • the technician doesn't have to first read the program version from the processor and then download the appropriate (differential) update and install it in the processor. Instead, the technician can directly download the memory image according to the invention and provide it to the processor. This eliminates a single work step.
  • the memory image can, for example, be developed and assembled on a developer computer and then forwarded to a central computing device, such as an update server.
  • the update server can then distribute the memory image for integration into the respective computing units.
  • Intermediate media such as dedicated installation computers, can also be used for this purpose.
  • a method for updating the software of a computing unit using a memory image as described above provides, according to the invention, for carrying out the following method steps:

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Speicherabbild (1) einer Softwareaktualisierung, umfassend wenigstens zwei auf unterschiedliche Programmversionen anwendbare Aktualisierungspakete (2) in einem Nutzdatenteil (1.2). Das erfindungsgemäße Speicherabbild ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Voll-Aktualisierungspaket (2.VOLL) den vollständigen Programmcode der zu aktualisierenden Software (3) in der aktuellen Programmversion enthält und wenigstens ein Differenz-Aktualisierungspaket (2.DIFF) eine Teilmenge des Programmcodes der zu aktualisierenden Software (3) enthält, wobei die Teilmenge genau den zum Aktualisieren einer älteren Programmversion der zu aktualisierenden Software (3) auf eine neuere Version der zu aktualisierenden Software (3) erforderlichen Änderungen entspricht.

Description

Speicherabbild einer Softwareaktualisierung und Verfahren zum Aktualisieren der Software einer Recheneinheit
Die Erfindung betrifft ein Speicherabbild einer Softwareaktualisierung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Verfahren zum Aktualisieren der Software einer Recheneinheit mittels eines solchen Speicherabbilds.
Mit zunehmender Digitalisierung werden auch immer mehr Recheneinheiten in Fahrzeuge integriert, um die unterschiedlichsten Aufgaben zu übernehmen. Eine solche Recheneinheit kann beispielsweise als zentraler Bordcomputer oder Steuergerät eines Fahrzeuguntersystems fungieren. Dies ermöglicht es die verschiedensten Komfort- und Sicherheitsassistenzfunktionen bereitzustellen. Leistungsfähige Hardware wird dabei insbesondere zur Umfelderfassung und Analyse sowie Ableitung von Steuerbefehlen im Zusammenhang mit dem zumindest teilautomatisierten oder gar autonomen Steuern von Fahrzeugen benötigt.
Wie für informationstechnische Systeme üblich, basiert die Bordelektronik auf einem Zusammenspiel aus Hardware- und Softwarekomponenten. Es kann erforderlich sein die auf den jeweiligen Recheneinheiten vorgehaltene Software zu aktualisieren. Hierdurch lassen sich Fehler, auch als Bugs bezeichnet, beheben, neue Funktionen bereitstellen sowie Sicherheitslücken schließen.
Zum Installieren einer Softwareaktualisierung ist es erforderlich, dass die jeweilige Software gerade nicht ausgeführt wird bzw. die jeweilige Recheneinheit aufgrund einer Auslastung durch das Installieren der Aktualisierung nicht für andere Aufgaben genutzt werden kann. Bevorzugt gilt es entsprechend, die Installationsdauer der Softwareaktualisierungen so kurz wie möglich auszugestalten. Zum Einbringen der jeweiligen Softwareaktualisierung auf die jeweilige Recheneinheit, bzw. in das Fahrzeug, müssen von einem System, welches die Softwareaktualisierung bereitstellt, beispielsweise ein Updateserver, entsprechende Datenpakete übertragen werden. Je größer die Softwareaktualisierung ausfällt, desto mehr Daten müssen übertragen werden. Je nach verfügbarer Übertragungsbandbreite ist hier ebenfalls eine gewisse Zeitdauer erforderlich. Wird die zur Verfügung stehende Bandbreite voll genutzt, so können keine weiteren Datenpakete übertragen werden. Entsprechend sollte die Dateigröße einer jeweiligen Softwareaktualisierung ebenfalls möglichst klein ausfallen. Um dies zu erreichen sind sogenannte differenzielle Updates bekannt, welche nicht den vollständigen Code einer Aktualisierung umfassen, sondern lediglich die Änderungen zur Vorgängerversion. Entsprechend klein kann ein solches differentielles Update ausfallen, jedoch kann es nur auf eine bestimmte Programmversion angewendet werden.
Das Aktuellhalten der jeweiligen Softwarekomponenten der Fahrzeuge eines Fahrzeugherstellers ist mit einem hohen Aufwand verbunden. So unterscheiden sich die Fahrzeuge der Fahrzeugflotte des Fahrzeugherstellers durch die unterschiedlichsten Sonderausstattungen, Hardwarekonfigurationen und entsprechend unterschiedliche Softwarekonfigurationen. Es ist daher wünschenswert Mittel bereitzustellen, die das Installieren von Softwareaktualisierungen auf entsprechenden Recheneinheiten eines Fahrzeugs trotz einer hohen Variantenvielfalt vereinfachen.
Aus der EP 3273 350 A1 ist eine Softwareaktualisierungsvorrichtung und ein Verfahren zur Aktualisierung von Software bekannt. Dabei empfängt eine erste Kommunikationseinheit Updatekontrollinformationen, die Aktualisierungsdaten für verschiedene Recheneinheiten umfassen. Zudem enthalten die Updatekontrollinformationen eine Anleitung und Bedingungen, wie die jeweilige Aktualisierung zu installieren ist. Eine zweite Kommunikationseinheit leitet die Aktualisierungsdaten an die jeweiligen Recheneinheiten weiter. Eine Aktualisierungskontrolleinheit steuert den Ablauf der Installation. Die Aktualisierungsdaten umfassen für verschiedene Recheneinheiten verschiedene Softwareaktualisierungen. Für eine jeweilige Softwareaktualisierung ist dabei angegeben, auf welche Programmversion sie anwendbar, also installierbar ist. Diese Information dient als Randbedingung, um die generelle Installierbarkeit auf einer jeweiligen Recheneinheit vor der Installation zu überprüfen. Generell kann es sich dabei jeweils um ein vollständiges Update oder auch ein differentielles Update handeln.
Aus der EP 3462 305 A1 ist ferner die Aktualisierung von Steuergeräten und Peripheriegeräten unter Verwendung einer zentralen Abfertigungseinheit bekannt. Neben dem eigentlichen Aktualisierungspaket wird an eine zu aktualisierende Recheneinheit dabei ein sogenannter transienter Updateagent übertragen, welcher zur Installation der Aktualisierung auf der Recheneinheit ausgeführt und danach gelöscht wird. Ferner beschreibt die US 6,581 , 159 B1 eine sichere Methode zur Aktualisierung eines BIOS durch ein einfach authentifiziertes externes Modul, um weiteren neuen Firmwarecode zu validieren. Das Modul wird dabei durch den Vergleich von Hashwerten im Rahmen eines digitalen Signaturprozesses validiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Speicherabbild einer Softwareaktualisierung sowie ein entsprechendes Verfahren zu dessen Installation anzugeben, mit deren Hilfe der Aufwand zum Aktualisieren einer Software reduziert werden kann, wenn es eine hohe Variantenvielfalt unterschiedlicher Recheneinheiten und unterschiedlicher Programmversionen gibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Speicherabbild einer Softwareaktualisierung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein entsprechendes Verfahren zum Aktualisieren der Software einer Recheneinheit mittels eines solchen Speicherabbilds gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
Ein gattungsgemäßes Speicherabbild einer Softwareaktualisierung, umfassend wenigstens zwei auf unterschiedliche Programmversionen anwendbare Aktualisierungspakete in einem Nutzdatenteil, wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass ein Voll-Aktualisierungspaket den vollständigen Programmcode der zu aktualisierenden Software in der aktuellen Programmversion enthält und wenigstens ein Differenz-Aktualisierungspaket eine Teilmenge des Programmcodes der zu aktualisierenden Software enthält, wobei die Teilmenge genau den zum Aktualisieren einer älteren Programmversion der zu aktualisierenden Software auf eine neuere Version der zu aktualisierenden Software erforderlichen Änderungen entspricht. Das erfindungsgemäße Speicherabbild, typischerweise als sogenanntes „Image“ bezeichnet, enthält Programmcodebausteine zum Aktualisieren einer ganz bestimmten Software, also eines ganz bestimmten Programms. Es kann sich dabei um ein beliebiges Programm wie ein Anwendungsprogramm oder eine Firmware oder auch von dem jeweiligen Programm genutzte Parameter wie Variablen handeln. Jedes Speicherabbild ist dabei für ein ganz bestimmtes Programm vorgesehen, also beispielsweise für ein Motorsteuerprogramm, ein Klimaanlagenregelprogramm, ein Medienabspielprogramm, einen Internetbrowser, die Firmware eines Steuergeräts und dergleichen. Das Speicherabbild wird von einer einzigen computerlesbaren Datei ausgebildet. Das Speicherabbild enthält dabei für die unterschiedlichen Programmversionen der zu aktualisierenden Software jeweils geeignete Aktualisierungspakete, sodass, im komplexesten Fall, egal in welcher Programmversion die jeweilige Software auf der zu aktualisierenden Recheneinheit installiert ist, das Aktualisieren auf die gerade aktuelle Programmversion möglich ist.
Wird das Speicherabbild lediglich für eine geringe Anzahl unterschiedlicher Variantenkombinationen aus Recheneinheiten und Programmversionen eingesetzt, so ist es nicht zwangsweise erforderlich, dass für jede Programmversion ein entsprechendes Differenz-Aktualisierungspaket enthalten ist. So reicht es bereits aus, dass, im einfachsten Fall, zumindest ein Differenz-Aktualisierungspaket enthalten ist, mit deren Hilfe eine ältere Programmversion der zu aktualisierenden Software auf eine neuere Version der zu aktualisierenden Software aktualisiert werden kann. Dabei muss nicht zwangsweise die „neuere Version“ der zu aktualisierenden Software der aktuellen Programmversion entsprechen. So ist es auch möglich besonders stark veraltete Programmversionen auf nicht ganz so stark veraltete Programmversionen zu aktualisieren, was je nach Anwendungsfall ebenfalls relevant sein kann.
Mit Hilfe des Voll-Aktualisierungspakets lässt sich eine beliebige, insbesondere die erste Programmversion der zu aktualisierenden Software, auf die aktuelle Programmversion aktualisieren. Hierzu kann es erforderlich sein, die jeweilige veraltete Programmversion der Software erst zu deinstallieren und dann mit Hilfe des Voll-Aktualisierungspakets komplett neu auf der jeweiligen Recheneinheit zu installieren. Es kann auch möglich sein die veraltete Programmversion ohne eine vorherige Deinstallation zu aktualisieren.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Speicherabbilds sieht dabei vor, dass wenigstens ein Differenz-Aktualisierungspaket zum Aktualisieren einer der aktuellen Programmversion unmittelbar vorausgehenden Programmversion auf die aktuelle Programmversion geeignete Programmcodeteile enthält. In der Regel werden Systemadministratoren dazu bestrebt sein, die auf den jeweiligen Recheneinheiten ausführbaren Programme aktuell zu halten. Somit ist die der aktuellen Programmversion unmittelbar vorausgehende Programmversion besonders relevant, da davon ausgegangen werden kann, dass diese Programmversion auf einem Großteil der im Feld befindlichen Recheneinheiten installiert ist, und entsprechend aktualisiert werden muss.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherabbilds, sind die Aktualisierungspakete im Nutzdatenteil entsprechend der Programmversion der zu aktualisierenden Software, auf die sie jeweils anwendbar sind, geordnet. Dabei können die Aktualisierungspakete in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge geordnet sein, also beginnend mit der neuesten Version und endend mit der ältesten Version oder umgekehrt. Das Sortieren der Aktualisierungspakete in Abhängigkeit der Programmversion bietet Vorteile für das Vorgehen zum Installieren einer jeweiligen Aktualisierung, da somit das jeweilige zu implementierende Aktualisierungspaket an passender Stelle im Speicherabbild schneller auffindbar ist.
Bevorzugt folgt dabei auf einen Kopfteil das zum Aktualisieren der der aktuellen Programmversion unmittelbar vorausgehenden Programmversion geeignete Differenz- Aktualisierungspaket und bildet das Voll-Aktualisierungspaket das letzte Aktualisierungspaket aus. Somit ist typischerweise das noch schnellere Auffinden des jeweils zu implementierenden Aktualisierungspakets möglich. Muss die Software aktualisiert werden, so wird die Recheneinheit typischerweise zuerst den Kopfteil des Speicherabbilds, auch als Header bezeichnet, auslesen. Der Kopfteil enthält Zusatzinformationen, wie die Anzahl und Versionen der jeweiligen Aktualisierungspakete, an welcher Stelle im Speicherabbild welches Aktualisierungspaket positioniert wurde, welches Kommunikationsprotokoll verwendet werden soll, Verhaltensregeln für den Fall, dass Fehler auftreten und dergleichen.
Die Anordnung der Aktualisierungspakete in Abhängigkeit der Programmversion, beginnend bei der unmittelbar der aktuellen Programmversion vorausgehenden Programmversion und endend beim Voll-Aktualisierungspaket, hat dabei den Vorteil, dass nur ein besonders kurzer Teil des Speicherabbilds durchlaufen werden muss, um an die Startposition eines Differenz-Aktualisierungspakets für eine neuere Softwareversion zu gelangen. So werden in einem Großteil der Recheneinheiten im Feld tendenziell eher neuere Programmversionen der zu aktualisierenden Software vorgehalten, und müssen entsprechend aktualisiert werden. Somit kann erreicht werden, dass bei einem Großteil der jeweiligen Installationsfälle, die Installationsgeschwindigkeit der jeweiligen Softwareaktualisierung beschleunigt werden kann.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherabbilds sind für alle der aktuellen Programmversion vorausgehenden Programmversionen Differenz-Aktualisierungspakete enthalten. Das Speicherabbild ist somit dazu in der Lage sämtliche veralteten Programmversionen der zu aktualisierenden Software auf die aktuelle Programmversion zu bringen. Somit ist das erfindungsgemäße Speicherabbild besonders universell einsetzbar. Es sind keinerlei Informationen über die auf einer jeweiligen Recheneinheit aktuell installierte Programmversion erforderlich. So kann direkt das erfindungsgemäße Speicherabbild herangezogen werden, und der Kopfteil durch die jeweilige Recheneinheit ausgelesen werden, welche dann selbstständig aus dem Speicherabbild das für sie jeweils passende Aktualisierungspaket auswählt. Somit müssen keine unterschiedlichen Varianten des Speicherabbilds vorgehalten werden.
Dies erleichtert insbesondere die Installation für einen Techniker. So muss der Techniker nicht erst die Programmversion aus der Recheneinheit auslesen und dann das jeweils passende (Differenz-) Update herunterladen und in die Recheneinheit einbringen. Stattdessen kann der Techniker direkt das erfindungsgemäße Speicherabbild herunterladen und der Recheneinheit bereitstellen. Somit entfällt ein Arbeitsschritt.
Das Speicherabbild kann beispielsweise auf einem Entwicklerrechner entwickelt und zusammengesetzt werden und dann an eine zentrale Recheneinrichtung, wie einen Updateserver, weitergeleitet werden. Vom Updateserver kann das Speicherabbild dann zum Einbringen in die jeweiligen Recheneinheiten verteilt werden. Hierzu können auch Zwischenmedien, wie spezielle Installationsrechner, verwendet werden.
Ein Verfahren zum Aktualisieren der Software einer Recheneinheit mittels eines im vorigen beschriebenen Speicherabbilds, sieht erfindungsgemäß das Durchführen der folgenden Verfahrensschritte vor:
- Ermitteln der Programmversion der auf der Recheneinheit vorgehaltenen Software durch die Recheneinheit;
- Bereitstellen des Speicherabbilds auf einer Aktualisierungseinheit und Aufbauen einer Kommunikationsverbindung zwischen der Recheneinheit und der Aktualisierungseinheit;
- Auslesen eines Kopfteils des Speicherabbilds, wobei der Kopfteil die Anordnung der Aktualisierungspakete im Speicherabbild beschreibt, und Ermitteln, in Abhängigkeit der aus dem Kopfteil ausgelesenen Anordnung und der Programmversion, den von der Aktualisierungseinheit an die Recheneinheit zu übertragenden Teil des Speicherabbilds, durch die Recheneinheit; und
- Übertragen des relevanten Teils des Speicherabbilds an die Recheneinheit und Ausführen des entsprechenden Aktualisierungspakets auf der Recheneinheit.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Speicherabbilds und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aktualisieren der Software der Recheneinheit, ist ein besonders universeller und einfacher Aktualisierungsvorgang der zu aktualisierenden Software sichergestellt. So lässt sich das Speicherabbild unabhängig von der auf der Recheneinheit vorgehaltenen Programmversion der zu aktualisierenden Software einsetzen, was eine universelle und zuverlässige Implementierung im Feld gewährleistet. Eine jeweilige Recheneinheit ist dazu selbstständig in der Lage den jeweils relevanten Teil des Speicherabbilds, also das für die auf der jeweiligen Recheneinheit vorgehaltene Programmversion der Software anwendbare Aktualisierungspaket, auszuwählen, um die auf der Recheneinheit vorgehaltene Programmversion der Software auf die aktuelle Programmversion zu aktualisieren.
Bei der Aktualisierungseinheit kann es sich um ein dediziertes Computersystem, wie ein System-on-a-Chip (SoC), ein mobiles Endgerät wie ein Smartphone, Tabletcomputer, Laptop oder dergleichen, einen Desktopcomputer, einen Server oder dergleichen handeln. Die Kommunikationsverbindung zwischen Recheneinheit und Aktualisierungseinheit kann drahtlos, beispielsweise per NFC, Bluetooth, Wi-Fi oder dergleichen erfolgen oder auch kabelgebunden, beispielsweise per USB-Kabel, Ethernetkabel und dergleichen. Es kann sich bei der Aktualisierungseinheit auch lediglich um ein Speichermedium wie einen Flashspeicher, beispielsweise ausgeführt als SD-Karte oder USB-Stick, handeln. In diesem Fall wird die Kommunikationsverbindung dadurch aufgebaut, dass die SD-Karte oder der USB-Stick in einen entsprechenden Leseschlitz bzw. Buchse der Recheneinheit eingeführt wird. Damit die Recheneinheit den Kopfteil des Speicherabbilds auslesen kann, muss nämlich im einfachsten Fall die Recheneinheit lediglich über Lesezugriff auf das Speicherabbild verfügen. Das Speicherabbild kann auch vollständig auf einem computerlesbaren Speichermedium der Recheneinheit wie einer der Recheneinheit internen Festplatte, Solid State Drive, RAM oder dergleichen zumindest temporär zwischengespeichert werden. Hierzu muss allerdings das vollständige Speicherabbild an die Recheneinheit übertragen werden, was zu einer hohen Auslastung einer entsprechenden Datenleitung sowie Speicherplatzbelegung des Datenspeichers der Recheneinheit führt. Dieses Vorgehen kann jedoch vorteilhaft sein, sollte die Programmversion der Software mehrmals, beispielsweise im Rahmen der Entwicklung, zwischen alten und neuen Programmversionen gewechselt werden.
Bevorzugt verbleibt das vollständige Speicherabbild jedoch auf der Aktualisierungseinheit und die Recheneinheit bezieht lediglich das zur jeweiligen Programmversion passende Aktualisierungspaket von der Aktualisierungseinheit. Wird nämlich nur der relevante Teil des Speicherabbilds an die Recheneinheit übertragen, wird die Auslastung der entsprechenden Kommunikationsverbindung reduziert, wodurch entsprechende Ressourcen für andere Funktionen zur Verfügung stehen. Nach dem erfolgreichen Aktualisieren der zu aktualisierenden Software auf die aktuelle Programmversion, kann das vollständige Speicherabbild, oder bevorzugt der an die Recheneinheit übertragene relevante Teil des Speicherabbilds, von der Recheneinheit gelöscht werden.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird die Software einer fahrzeuginternen Recheneinheit aktualisiert. Wie bereits erläutert, zeichnen sich Fahrzeuge durch eine besonders hohe Variantenvielfalt in Form von unterschiedlichen Recheneinheiten und auf den jeweiligen Recheneinheiten unterschiedlich vorgehaltenen Programmversionen aus. Somit eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders zum Einbringen von Aktualisierungen auf die Recheneinheiten von Fahrzeugen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ferner vor, dass eines der folgenden Kommunikationsprotokolle für die Kommunikation zwischen der Recheneinheit und der Aktualisierungseinheit verwendet wird:
- Hypertext T ransfer Protocol;
- Hypertext T ransfer Protocol Secure; oder
- Unified Diagnostic Services.
Diese Protokolle werden von einer Vielzahl an Recheneinheiten in Fahrzeugen standardmäßig eingesetzt, was die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens im Automotivebereich vereinfacht und eine breite Anwendbarkeit sicherstellt.
Bei einer Verwendung von Hypertext Transfer Protocol (http) oder Hypertext Transfer Protocol Secure (https) wird die Datenübertragung nach dem Auslesen des Kopfteils durch die Recheneinheit abgebrochen und an der jeweils von der Recheneinheit in Abhängigkeit der ermittelten Programmversion und der aus dem Kopfteil ausgelesenen Anordnung der Aktualisierungspakete im Speicherabbild wieder fortgesetzt. Die Verwendung von https wird dabei besonders bevorzugt, aufgrund der zusätzlichen kryptografischen Sicherheitsmechanismen. Dies erschwert eine Manipulation des Speicherabbilds bzw. der Recheneinheit durch Angreifer, was die Cybersicherheit verbessert.
Bei der Verwendung von Unified Diagnostic Services (UDS) wird entsprechend die Übertragung nicht einfach abgebrochen, sondern entfällt stellenweise vollständig. Stattdessen teilt die Recheneinheit der Aktualisierungseinheit mit, welcher Teil der Daten gesendet werden soll, also wo die Aktualisierungseinheit weiterlesen muss, um in den jeweils relevanten Teil des Speicherabbilds zu versenden. Hierzu kann ein sogenannter Flashabbruch von der Recheneinheit an die Aktualisierungseinheit gesendet werden, gefolgt vom Auslösen eines sogenannten „resume Mechanismus“. Dies wird insbesondere durchgeführt, wenn ein im Speicherabbild besonders weit hinten angeordnetes Aktualisierungspaket übertragen werden soll, da somit auf das unnötige Übermitteln irrelevanter Daten verzichtet werden kann.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird als Aktualisierungseinheit ein Tester verwendet. Der Tester wird oftmals auch als sogenannter Diagnosetester bezeichnet. Es handelt sich hierbei um ein spezielles mobiles Endgerät, welches zum Auslesen und Beeinflussen von per UDS kontaktierbaren Recheneinheiten, also beispielsweise Fahrzeugsteuergeräte, verwendet wird. So wird das vollständige Speicherabbild beispielsweise von einem Aktualisierungsserver auf den Tester verteilt und über den Tester wird dann nur noch der jeweils relevante Teil des Speicherabbilds an die einzelnen Recheneinheiten verteilt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ferner vor, dass zumindest der relevante Teil des Speicherabbilds drahtlos von einer zentralen Recheneinrichtung an die Recheneinheit übertragen wird. Wie bereits erwähnt kann das vollständige Speicherabbild von einem entsprechenden Aktualisierungsserver an einzelne Tester verteilt und dann der jeweils relevante Teil an die Recheneinheiten übertragen werden. Hierzu muss der Nutzer des Fahrzeugs jedoch typischerweise eine Werkstatt aufsuchen, in der ein solcher Tester vorgehalten wird. Die Datenübertragung erfolgt dann kabelgebunden. Dies ist mit einem erhöhten Aufwand für den Nutzer verbunden.
Bevorzugt kann von dem Aktualisierungsserver zumindest der relevante Teil des Speicherabbilds auch direkt an die jeweiligen Recheneinheiten verteilt werden. Hierzu kann in den jeweiligen Fahrzeugen eine Telekommunikationseinheit verbaut sein, die eine Anbindung des fahrzeuginternen Rechnernetzwerks an das Internet per Mobilfunk erlaubt, wodurch entsprechende Speicherabbilder, oder Teile davon, von der zentralen Recheneinrichtung bezogen werden können. In diesem Falle bilden die zentrale Recheneinrichtung bzw. die Telekommunikationseinheit die Aktualisierungseinheit aus.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Speicherabbilds und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aktualisieren der Software einer Recheneinheit mittels eines solchen Speicherabbilds ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Speicherabbilds; und
Fig. 2 ein schematisierter Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Installieren einer im Speicherabbild enthaltenen Softwareaktualisierung auf einer Recheneinheit.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Speicherabbild 1 , umfassend einen Kopfteil 1.1 und einen daran angehängten Nutzdatenteil 1.2. Der Kopfteil 1.1 enthält ergänzende Informationen über die im Nutzdatenteil 1.2 enthaltenen Informationen, wie die Anzahl und Anordnung von im Nutzdatenteil 1.2 enthaltenen Aktualisierungspaketen 2.
Das in Figur 1 dargestellte Speicherabbild 1 , meist als „Image“ bezeichnet, erlaubt das universelle Aktualisieren einer auf einer in Figur 2 gezeigten Recheneinheit 4 vorgehaltenen Software 3. Beispielsweise ist die jeweilige Software 3 in der aktuellen Programmversion ,,1.n“ verfügbar.
Die Ursprungsversion der Software 3 wird hier rein beispielhaft als „1.0“ bezeichnet. Die verwendeten Versionsnummern dienen rein illustrativen Zwecken, sodass die Version 1.0 nicht zwangsweise einer finalen Release-Version der Software 3 entsprechen muss, sondern auch einer frühen Beta- oder gar Alphaversion entsprechen kann. Eine solche Version wird im üblichen Gebrauch meist als 0.x bezeichnet wird, wobei x eine beliebige Nummer annehmen kann.
Mit Hilfe des Speicherabbilds 1 ist es möglich, jegliche veraltete Programmversion der entsprechenden Software 3 auf die jeweils aktuelle Programmversion 1.n zu aktualisieren. Hierzu kann das Speicherabbild 1 für jede Programmversion der Software 3 ein geeignetes Aktualisierungspaket 2 enthalten. Zumindest enthält das Speicherabbild 1 dabei ein sogenanntes Voll-Aktualisierungspaket 2. VOLL, welches den vollständigen Programmcode der zu aktualisierenden Software 3 in der aktuellen Programmversion enthält und wenigstens ein Differenz-Aktualisierungspaket 2. DI FF, welches eine Teilmenge des Programmcodes der zu aktualisierenden Software 3 enthält, wobei die Teilmenge genau den zum Aktualisieren einer älteren Programmversion der zu aktualisierenden Software 3 auf eine neuere Version der zu aktualisierenden Software 3 erforderlichen Änderungen entspricht. Figur 1 zeigt dabei eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speicherabbilds 1 , bei dem für jede vorherige Programmversion der Software 3 ein geeignetes Aktualisierungspaket 2 enthalten ist. Zudem sind die Aktualisierungspakete 2 entsprechend der Programmversion der Software 3, auf die sie jeweils anzuwenden sind, geordnet. Beispielsweise entspricht die aktuelle Programmversion, wie bereits erwähnt, der Version 1.n. Die jeweiligen Vorgängerversionen lassen sich bezeichnet als: 1.n-i, wobei i von 1 beginnend hochgezählt wird. Das letzte Aktualisierungspaket 2 wird durch das Voll- Aktualisierungspaket 2. VOLL ausgebildet. Dieses umfasst den vollständigen Programmcode der zu aktualisierenden Software 3, was eine vollständige Neuinstallation des Programms 3 in der aktuellen Programmversion erlaubt. Wie Figur 1 andeutet, nimmt dabei die Größe der jeweiligen Aktualisierungspakete 2 mit zunehmendem Abstand zur aktuellen Programmversion beständig zu. Dies resultiert daraus, dass zum Aktualisieren älterer Programmversionen immer mehr Änderungen benötigt werden, sodass entsprechende Aktualisierungspakete 2 auch mehr Zeilen Programmcode enthalten. Im Einzelfall könnten auch bei neueren Programmversionen Änderungen rückgängig gemacht werden, sodass es auch nicht auszuschließen ist, dass ein Differenz- Aktualisierungspaket 2. DI FF für eine neuere Programmversion größer sein könnte, als ein Differenz-Aktualisierungspaket 2. DIFF für eine ältere Programmversion (nicht dargestellt).
Figur 2 verdeutlicht den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aktualisieren der Software 3 der Recheneinheit 4 mittels eines solchen Speicherabbilds 1.
In einem Verfahrensschritt 201 ermittelt die Recheneinheit 4 die Programmversion der auf der Recheneinheit 4 vorgehaltenen Software 3.
In einem Verfahrensschritt 202 wird das Speicherabbild 1 auf einer Aktualisierungseinheit 5 bereitgestellt und eine Kommunikationsverbindung 6 zwischen der Recheneinheit 4 und der Aktualisierungseinheit 5 aufgebaut. Bei der Aktualisierungseinheit 5 kann es sich beispielsweise um einen sogenannten Diagnosetester handeln. Die Aktualisierungseinheit 5 kann das Speicherabbild 1 vorher von einer zentralen Recheneinrichtung, wie beispielsweise einem Aktualisierungsserver, bezogen haben. Der entsprechende Aktualisierungsserver könnte auch direkt die Aktualisierungseinheit 5 ausbilden (nicht dargestellt), wobei dabei auch optional eine Telekommunikationseinheit zwischengeschaltet sein kann. Die Kommunikationsverbindung 6 verwendet als Kommunikationsprotokoll insbesondere http, https oder UDS. In einem Verfahrensschritt 203 liest die Recheneinheit 4 den Kopfteil 1.1 des Speicherabbilds 1 aus. Anschließend ermittelt die Recheneinheit 4 in Abhängigkeit der aus dem Kopfteil 1.1 ausgelesenen Informationen und der von der Recheneinheit 4 ermittelten Programmversion der Software 3, den zu übertragenden Teil des Speicherabbilds 1.
Im sich daran anschließenden Verfahrensschritt 204 wird dann der relevante Teil des Speicherabbilds 1, also der im vorigen Verfahrensschritt durch die Recheneinheit 4 ermittelte zu übertragende Teil des Speicherabbilds 1 , an die Recheneinheit 4 übertragen und auf der Recheneinheit 4 zum Aktualisieren der Software 3 ausgeführt.
Besonders bevorzugt handelt es sich um eine fahrzeuginterne Recheneinheit 4.
Insbesondere im Automotiveumfeld besteht eine hohe Variantenvielfalt an unterschiedlich konfigurierten Recheneinheiten 4 sowie unterschiedlichen Programmversionen der darauf vorgehaltenen Software 3. Somit eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren hier besonders, um universell das Installieren von Softwareaktualisierungen einfach und schnell zu ermöglichen. So müssen nicht sämtliche Aktualisierungspakete 2 von der Aktualisierungseinheit 5 an die Recheneinheit 4 übertragen werden, sondern lediglich das tatsächlich ausführbare Aktualisierungspaket 2, was in Figur 2 durch eine Schraffur angedeutet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Speicherabbild (1) einer Softwareaktualisierung, umfassend wenigstens zwei auf unterschiedliche Programmversionen anwendbare Aktualisierungspakete (2) in einem Nutzdatenteil (1.2), dadurch gekennzeichnet, dass ein Voll-Aktualisierungspaket (2. VOLL) den vollständigen Programmcode der zu aktualisierenden Software (3) in der aktuellen Programmversion enthält und wenigstens ein Differenz-Aktualisierungspaket (2. DIFF) eine Teilmenge des Programmcodes der zu aktualisierenden Software (3) enthält, wobei die Teilmenge genau den zum Aktualisieren einer älteren Programmversion der zu aktualisierenden Software (3) auf eine neuere Version der zu aktualisierenden Software (3) erforderlichen Änderungen entspricht.
2. Speicherabbild (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Differenz-Aktualisierungspaket (2. DIFF) zum Aktualisieren einer der aktuellen Programmversion unmittelbar vorausgehenden Programmversion auf die aktuelle Programmversion geeignete Programmcodeteile enthält.
3. Speicherabbild (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierungspakete (2) im Nutzdatenteil (1.2) entsprechend der Programmversion der zu aktualisierenden Software (3) auf die sie jeweils anwendbar sind, geordnet sind.
4. Speicherabbild (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Kopfteil (1.1) das zum Aktualisieren der der aktuellen Programmversion unmittelbar vorausgehenden Programmversion geeignete Differenz- Aktualisierungspaket (2. DIFF) folgt und das Voll-Aktualisierungspaket (2. VOLL) das letzte Aktualisierungspaket (2) ausbildet.
5. Speicherabbild (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für alle der aktuellen Programmversion vorausgehenden Programmversionen Differenz-Aktualisierungspakete (2. DIFF) enthalten sind.
6. Verfahren zum Aktualisieren der Software (3) einer Recheneinheit (4) mittels eines Speicherabbilds (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
- Ermitteln der Programmversion der auf der Recheneinheit (4) vorgehaltenen Software (3), durch die Recheneinheit (4);
- Bereitstellen des Speicherabbilds (1) auf einer Aktualisierungseinheit (5) und aufbauen einer Kommunikationsverbindung (6) zwischen der Recheneinheit (4) und der Aktualisierungseinheit (5);
- Auslesen eines Kopfteils (1.1) des Speicherabbilds (1), wobei der Kopfteil (1.1) die Anordnung der Aktualisierungspakete (2) im Speicherabbild (1) beschreibt, und Ermitteln, in Abhängigkeit der aus dem Kopfteil (1.1) ausgelesenen Anordnung und der Programmversion, den von der Aktualisierungseinheit (5) an die Recheneinheit (4) zu übertragenden Teil des Speicherabbilds (1), durch die Recheneinheit (4); und
- Übertragen des relevanten Teils des Speicherabbilds (1) an die Recheneinheit (4) und Ausführen des entsprechenden Aktualisierungspakets (2) auf der Recheneinheit (4).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Software (3) einer fahrzeuginternen Recheneinheit (4) aktualisiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eines der folgenden Kommunikationsprotokolle für die Kommunikation zwischen der Recheneinheit (4) und der Aktualisierungseinheit (5) verwendet wird:
- Hypertext T ransfer Protocol;
- Hypertext T ransfer Protocol Secure; oder
- Unified Diagnostic Services.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tester als Aktualisierungseinheit (5) verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der relevante Teil des Speicherabbilds (1) drahtlos von einer zentralen Recheneinrichtung an die Recheneinheit (4) übertragen wird.
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