一種基于can總線的ecu在線程序升級系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，ECU安裝在車上以后，要更新其中的程序，傳統(tǒng)的方法是通過調(diào)試接口(JTAG，DAP等)來下載程序，非常不方便。以電池管理系統(tǒng)為例，其主控制單元和從控制單元均固定于箱體之中，如果要升級應(yīng)用程序，操作非常不方便。因此，有必要設(shè)計(jì)一種更方便快捷的方案實(shí)現(xiàn)程序升級。現(xiàn)在市場上有一些在線程序升級方案，其中大部分是基于RS232總線，但是RS232總線速率比較低，而且RS232總線不滿足汽車應(yīng)用要求。CAN總線在汽車領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，因此設(shè)計(jì)一套基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)就顯得很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服已安裝在車上ECU的程序升級難題，本發(fā)明提供一種基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種基于CAN總線的E⑶在線程序升級系統(tǒng)，包括裝有上位機(jī)應(yīng)用程序的PC機(jī)、CAN卡和車載嵌入式控制單元ECU，所述CAN卡一端與PC機(jī)通過USB接口連接，另一端通過CAN總線連接車載嵌入式控制單元ECU，車載嵌入式控制單元ECU安裝有用于引導(dǎo)加載的下位機(jī)Boot loader程序，上位機(jī)軟件與下位機(jī)Boot loader程序的通訊協(xié)議是基于標(biāo)準(zhǔn)的CCP協(xié)議編寫。
[0005]—種基于CAN總線的E⑶在線程序升級方法，包括步驟:
51、將新的用戶程序編譯生成HEX文件，上位機(jī)軟件加載并解析該HEX文件，得到相關(guān)的程序數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)存儲地址；
52、上位機(jī)軟件在解析完HEX文件之后，就進(jìn)入了與下位機(jī)通訊階段，上位機(jī)會首先發(fā)連接命令，該命令包含下位機(jī)地址信息，確保與唯一確定的下位機(jī)建立連接，下位機(jī)接收到連接命令，置位程序升級標(biāo)志；
53、上位機(jī)和下位機(jī)建立好連接之后，通過密鑰機(jī)制進(jìn)行密匙驗(yàn)證，密鑰驗(yàn)證程序完成之后，上位機(jī)會發(fā)擦除命令，下位機(jī)擦除掉原有程序數(shù)據(jù)；
54、之后上位機(jī)開始發(fā)送數(shù)據(jù)開始地址以及數(shù)據(jù)，下位機(jī)接收數(shù)據(jù)開始地址以及數(shù)據(jù)，并根據(jù)開始地址判斷是否需要將已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)寫入Flash，直到全部數(shù)據(jù)接收完成并且全部寫入Flash中；
55、數(shù)據(jù)全部寫入Flash之后，上位機(jī)軟件發(fā)送斷開連接命令，下位機(jī)清除程序升級標(biāo)志，復(fù)位下位機(jī)，進(jìn)入用戶程序。
[0006]優(yōu)選的，在上位機(jī)軟件解析完目標(biāo)文件以后，根據(jù)地址大小對目標(biāo)文件進(jìn)行排序。
[0007]優(yōu)選的，數(shù)據(jù)的分頁工作和Flash寫入算法是在下位機(jī)Bootloader程序中完成的，上位機(jī)軟件只負(fù)責(zé)解析目標(biāo)文件并進(jìn)行排序。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明所提供的基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)及方法，采用CAN總線，實(shí)現(xiàn)ECU的在線程序升級，無需將ECU從車上拆下來，只需要CAN卡一端連接PC機(jī)的USB接口，另一端連接ECU的CAN總線，就可以通過上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)ECU程序升級，不用增加額外的硬件，非常便捷。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明所述的基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2本發(fā)明實(shí)施例中基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)的上位機(jī)軟件界面圖；
圖3本發(fā)明實(shí)施例中基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)的上位機(jī)軟件流程圖；
圖4本發(fā)明實(shí)施例中基于CAN總線的E⑶在線程序升級系統(tǒng)的下位機(jī)Bootloader程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，本發(fā)明所揭示的基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)，包括裝有上位機(jī)應(yīng)用程序的PC機(jī)、kvaser公司的USBcan Light型CAN卡和車載嵌入式控制單元E⑶，所述CAN卡一端與PC機(jī)通過USB接口連接，另一端通過CAN總線連接車載嵌入式控制單元ECU，車載嵌入式控制單元ECU安裝有用于引導(dǎo)加載的下位機(jī)Bootloader程序，上位機(jī)軟件與下位機(jī)Bootloader程序的通訊協(xié)議是基于標(biāo)準(zhǔn)的CCP協(xié)議編寫。本發(fā)明通過CAN總線，實(shí)現(xiàn)在線程序升級過程，只需要CAN卡一端連接PC機(jī)的USB接口，另一端連接E⑶的CAN總線，就可以通過PC機(jī)更新E⑶中的用戶程序。
[0011]圖2所展示的是上位機(jī)軟件界面圖，上位機(jī)軟件是LabVIEW開發(fā)環(huán)境編寫的。主界面主要由CAN卡配置區(qū)，加載程序選擇區(qū)，help文件區(qū)，加載進(jìn)度顯示區(qū)和加載狀態(tài)顯示區(qū)。通過界面中不同功能的依次執(zhí)行，可以實(shí)現(xiàn)HEX文件的正確下載。
[0012]本發(fā)明所述的基于CAN總線的E⑶在線程序升級方法包括步驟:
51、將新的用戶程序編譯生成HEX文件，上位機(jī)軟件加載并解析該HEX文件，得到相關(guān)的程序數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)存儲地址；
52、上位機(jī)軟件在解析完HEX文件之后，就進(jìn)入了與下位機(jī)通訊階段，上位機(jī)會首先發(fā)連接命令，該命令包含下位機(jī)地址信息，確保與唯一確定的下位機(jī)建立連接，下位機(jī)接收到連接命令，置位程序升級標(biāo)志；
53、上位機(jī)和下位機(jī)建立好連接之后，通過密鑰機(jī)制進(jìn)行密匙驗(yàn)證，密鑰驗(yàn)證程序完成之后，上位機(jī)會發(fā)擦除命令，下位機(jī)擦除掉原有程序數(shù)據(jù)；
54、之后上位機(jī)開始發(fā)送數(shù)據(jù)開始地址以及數(shù)據(jù)，下位機(jī)接收數(shù)據(jù)開始地址以及數(shù)據(jù)，并根據(jù)開始地址判斷是否需要將已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)寫入Flash，直到全部數(shù)據(jù)接收完成并且全部寫入Flash中；
55、數(shù)據(jù)全部寫入Flash之后，上位機(jī)軟件發(fā)送斷開連接命令，下位機(jī)清除程序升級標(biāo)志，復(fù)位下位機(jī)，進(jìn)入用戶程序。
[0013]圖3所展示的是上位機(jī)軟件流程圖，在完成CAN卡配置之后，通過上位機(jī)主界面中的“打開文件”按鈕選擇需要載入的HEX文件，點(diǎn)擊“Reprogram”按鈕解析所在如的HEX文件，當(dāng)點(diǎn)擊“Download”之后會依次運(yùn)行接下來的連接下位機(jī)、獲取種子、解鎖下位機(jī)等流程。
[0014]圖4所展示的是下位機(jī)Bootloader程序流程圖，當(dāng)上位機(jī)點(diǎn)擊“Download”按鈕之后，上位機(jī)和下位機(jī)進(jìn)行通訊，上位機(jī)只有接收到下位機(jī)正確的應(yīng)答信息，才會進(jìn)入下一個流程。
[0015]本具體實(shí)施通過CAN總線，實(shí)現(xiàn)E⑶的在線程序升級，只需要CAN卡一端連接PC機(jī)的USB接口，另一端連接E⑶的CAN總線，就可以通過上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)E⑶程序升級。
[0016]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)，其特征在于:包括裝有上位機(jī)應(yīng)用程序的PC機(jī)、CAN卡和車載嵌入式控制單元E⑶，所述CAN卡一端與PC機(jī)通過USB接口連接，另一端通過CAN總線連接車載嵌入式控制單元ECU，車載嵌入式控制單元ECU安裝有用于引導(dǎo)加載的下位機(jī)Boot loader程序，上位機(jī)軟件與下位機(jī)Boot loader程序的通訊協(xié)議是基于標(biāo)準(zhǔn)的CCP協(xié)議編寫。2.一種基于CAN總線的E⑶在線程序升級方法，其特征在于，包括步驟: 51、將新的用戶程序編譯生成HEX文件，上位機(jī)軟件加載并解析該HEX文件，得到相關(guān)的程序數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)存儲地址； 52、上位機(jī)軟件在解析完HEX文件之后，就進(jìn)入了與下位機(jī)通訊階段，上位機(jī)會首先發(fā)連接命令，該命令包含下位機(jī)地址信息，確保與唯一確定的下位機(jī)建立連接，下位機(jī)接收到連接命令，置位程序升級標(biāo)志； 53、上位機(jī)和下位機(jī)建立好連接之后，通過密鑰機(jī)制進(jìn)行密匙驗(yàn)證，密鑰驗(yàn)證程序完成之后，上位機(jī)會發(fā)擦除命令，下位機(jī)擦除掉原有程序數(shù)據(jù)； 54、之后上位機(jī)開始發(fā)送數(shù)據(jù)開始地址以及數(shù)據(jù)，下位機(jī)接收數(shù)據(jù)開始地址以及數(shù)據(jù)，并根據(jù)開始地址判斷是否需要將已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)寫入Flash，直到全部數(shù)據(jù)接收完成并且全部寫入Flash中； 55、數(shù)據(jù)全部寫入Flash之后，上位機(jī)軟件發(fā)送斷開連接命令，下位機(jī)清除程序升級標(biāo)志，復(fù)位下位機(jī)，進(jìn)入用戶程序。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)，其特征在于，在上位機(jī)軟件解析完目標(biāo)文件以后，根據(jù)地址大小對目標(biāo)文件進(jìn)行排序。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)的分頁工作和Flash寫入算法是在下位機(jī)Bootloader程序中完成的，上位機(jī)軟件只負(fù)責(zé)解析目標(biāo)文件并進(jìn)行排序。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)及方法，包括裝有上位機(jī)應(yīng)用程序的PC機(jī)、CAN卡和車載嵌入式控制單元ECU，所述CAN卡一端與PC機(jī)通過USB接口連接，另一端通過CAN總線連接車載嵌入式控制單元ECU，車載嵌入式控制單元ECU安裝有用于引導(dǎo)加載的下位機(jī)Bootloader程序，上位機(jī)軟件與下位機(jī)Bootloader程序的通訊協(xié)議是基于標(biāo)準(zhǔn)的CCP協(xié)議編寫。本發(fā)明所提供的基于CAN總線的ECU在線程序升級系統(tǒng)及方法，采用CAN總線，實(shí)現(xiàn)ECU的在線程序升級，無需將ECU從車上拆下來，只需要CAN卡一端連接PC機(jī)的USB接口，另一端連接ECU的CAN總線，就可以通過上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)ECU程序升級，不用增加額外的硬件，非常便捷。
【IPC分類】G06F9/445
【公開號】CN105573807
【申請?zhí)枴緾N201511014001
【發(fā)明人】金達(dá)鋒, 張振兵
【申請人】清華大學(xué)蘇州汽車研究院（吳江）
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月31日