双mcu架构系统更新程序的通信方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，特别是涉及一种双MCU架构系统更新程序的通信方法。
【背景技术】
[0002] 如图1所示，具有双MCU架构的汽车控制器在结构上常采用的双MCU控制系统将 信号分别由主控制芯片（MMCU)和辅控制芯片（SMCU)进行独立采集，再通过主辅间16位数 据宽度的SPI通信方式来完成两者数据的交互与比对，以实现由双MCU联合控制的输出，达 到更安全可靠的控制效果。目前，MMCU升级程序技术发展成熟，且一般符合Bosch CAN规 范2. 0B，由上位机将程序的目标代码S19 (或Hex)文件中的有效信息进行提取，在整车CAN 网络中来完成MMCU烧写程序的过程。其中，S19文件是Motorola MCU的机器码文件，将其 下载到MCU内部Flash存储器之后，MCU执行这些机器码，其文件格式如图2所示。
[0003] 目前，针对SMCU在双MCU结构下的程序烧写的现行方法是：
[0004] [1]利用烧写器一次性烧写SMCU代码，以后便不再更新升级；
[0005] [2]SMCU采用与MMCU独立的一套程序烧写接口，脱离整车网络用烧写器升级程 序。
[0006] 以上两种方法主要缺点是无法实现SMCU在整车CAN网络环境下的软件在线刷新 升级，必须拆卸控制器后连接烧写器进行软件刷新，而且在产品量产阶段因考虑到经济成 本等因素，也不为SMCU保留程序烧写的外接网络端口或烧写接插件，软件升级十分不便。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种在双MCU架构系统多结点组网中符合CAN报 文与SPI帧之间交互信息的协议，能更有效地将目标代码S19 (或Hex)文件下载至SMCU中 的通信方法。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明双MCU架构系统更新程序的通信方法，包括：
[0009] 1)定义四种类型的16位数据宽度的单元帧，用于填充S19文件数据；
[0010] 流控帧：携带某结点组网环境下的通讯指令，对通讯控制流起到管理收发的作 用；
[0011] 地址帧：携带S19文件单行记录的起始地址及其序列信息；
[0012] 代码帧：携带S19文件单行记录的代码及其序列信息；
[0013] 校验帧：携带S19文件单行记录的校验和信息。
[0014] 2)将S19文件数据的CAN报文数据场根据步骤1)定义的四种帧类型填充为四个 单元帖；
[0015] 2. 1)流控帧填充采用：类型场填充ObOO,表征该帧包含流控管理的指令信息；根 据结点间通讯的指令集，填充至流控场，数据场填充的内容为组网中的结点编号，表征该结 点需执行流控场中的指令；
[0016] 2. 2)地址帧填充采用：类型场填充ObOl，表征该帧包含部分地址信息；
[0017] S19文件某条行记录中3个字节的起始地址，按S19帧格式解码为一组前后三个 序列的地址帧，由序列场的值分别填充表示出地址低字节、地址高字节、地址扩展页的识别 位；数据场的值为该行记录3个字节起始地址中的某个，且为8位标识符的数据；
[0018] 2. 3)代码帧填充采用：类型场填充OblO,表征该帧包含部分代码信息；
[0019] S19文件某条行记录中32个字节的代码，按S19帧格式解码为一组前后32个序列 的地址帧，由序列场的值分别填充表示出前后第1~32个代码数据的识别位，如果某条记 录行字节数N〈32,则序列依次填充至整数N ;数据场的值为该行记录的64个字节代码中的 某个，且为8位标识符的数据；
[0020] 2. 4)校验帧填充采用：类型场填充Obll，表征该帧包含校验和的值；S19文件某条 行记录中最后一位字节的校验值，按S19帧格式解码为一个8位标识符的数据填充至数据 场，其余6个位均预留；
[0021] 3) CAN数据场进行拆分，每一帧CAN数据场拆分形成四个SPI帧，对拆分形成的 SPI帧进行解析得到有效数据；
[0022] 其中，所述拆分是步骤2)中每四个单元帧组合填充形成一帧CAN数据场的逆过 程，所述解析是步骤2) S19文件填充至单元帧的逆过程。
[0023] 上位机与MMCU之间的通信方式为CAN，其报文采用标准格式，CAN报文数据场为 8个字节，所以可以将每帧CAN报文数据组合填充到4个单元帧中；MMCU与SMCU之间的通 信方式为SPI，其数据宽度也为16位，所以可以将SPI每帧数据由1个单元帧替代。也就 是，CAN报文的数据场可拆分为4个SPI帧数据，用作反馈处理结果的流控帧只填充CAN数 据场的前两个字节。通信数据的解析将每帧CAN报文数据组合填充到4个单元帧中的逆过 程，因此在多结点组网通信中，每个目标结点在接收到报文或帧的数据后，能按照上述方法 逆向进行先拆分成单元帧再按帧格式解析提取有效信息。
【附图说明】
[0024] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明：
[0025] 图1是双MCU控制系统的结构示意图。
[0026] 图2是代码S19文件的格式示意图。
[0027] 图3是本发明流控帧的帧格式示意图。
[0028] 图4是本发明地址帧的帧格式示意图。
[0029] 图5是本发明代码帧的帧格式示意图。
[0030] 图6是本发明校验帧的帧格式示意图。
[0031] 图7是本发明通信方法代码下载通信转化的流程示意图。
[0032] 图8是本发明一实施例的填充流程示意图。
[0033] 图9是一典型的多结点通信中转系统示意图。
【具体实施方式】
[0034] 本发明双MCU架构系统更新程序的通信方法定义了四种类型的16位数据宽度的 单元帧，以适用S19文件中的起始地址、代码、校验值和上下位机通信流控指令等分别填 充，再使CAN报文数据场以4个单元帧拆分与组合，而SPI帧仅以1个单元帧替代；MMCU网 关执行CAN-SPI中转本质上就是进行以单元帧为最小单元的通信方式的拆分与组合。
[0035] 1)定义16位数据宽度的四种类型单元帧，用于填充S19文件数据；
[0036] 流控帧：携带某结点的指令请求与响应或工作状态等信息，对通讯控制流起到管 理收发作用；
[0037] 地址帧：携带S19文件单行记录的起始地址及其序列信息；
[0038] 代码帧：携带S19文件单行记录的代码及其序列信息；
[0039] 校验帧：携带S19文件单行记录的校验和信息。
[0040] 其中，仅流控帧的填充不涉及到S19文件信息的提取，另三种帧为实际程序的代 码相关数据且SMCU必须使用寄存器作存储处理；
[0041] 2)将S19文件填充至步骤1)定义的帧类型形成单元帧，每四个单元帧组合填充形 成一帧CAN数据场；
[0042] 2. 1)如图3所示，流控帧填充采用：类型场填充ObOO,表征该帧包含流控管理的指 令信息；根据结点间通讯的指令集，即制定能够控制得使上位机开关通信、启停发送代码、 进程显示，MMCU启停中转、通讯转换速率调整、工作状态交互，以及SMCU代码接收、智能校 验并烧写、工作状态反馈等等的指令，以填充至流控帧；数据场填充的内容为组网中的结点 编号，表示该结点需执行流控场中的指令。结点数较少的网络中，流控场完全可以表示明确 所有的结点指令（最多26 = 64个），因此可以将数据场预留，详见表4 "单元帧数据分配 表"的流控帧。
[0043] 流控场的值与指令含义如表1所示。
[0044]
[0046] 表1
[0047] 2. 2)如图4所示，地址帧填充采用：类型场填充ObOl，表征该帧包含部分地址信 息；
[0048] S19文件某条行记录中3个字节的起始地址，解码为一组前后三个序列的地址帧， 由序列场的值分别填充表示出地址低字节、地址高字节、地址扩展页的识别位；数据场的值 为该行记录3个字节起始地址中的某个，且为8位标识符的数据，如表2所示；
[0050] 表 2
[0051] 2. 3)如图5所示，代码帧填充采用：类型场填充OblO,表征该帧包含部分代码信 息；
[0052] S19文件某条行记录中32个字节的代码，解码为一组前后32个序列的地址帖，由 序列场的值分别填充表示出前后第1~32个代码数据的识别位（如果某条记录行字节数 N〈32,则序列依次填充至整数N，例如图2中间位置的一条）；
[0053] 实际应用中上位机发送代码帧时，序列场的序列号紧接着地址帧的序列号，即表 示第1~32个代码的识别位填充到代码帧数据场时，值依次为3~36。序列场的优点，不 仅是网络中的结点均可根据序列值判定是否发生丢帧，而且便于目标结点