一种基于can总线的ecu在线程序升级系统及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种基于CAN总线的ECU在线程序升级系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，ECU安装在车上以后，要更新其中的程序，传统的方法是通过调试接口(JTAG，DAP等)来下载程序，非常不方便。以电池管理系统为例，其主控制单元和从控制单元均固定于箱体之中，如果要升级应用程序，操作非常不方便。因此，有必要设计一种更方便快捷的方案实现程序升级。现在市场上有一些在线程序升级方案，其中大部分是基于RS232总线，但是RS232总线速率比较低，而且RS232总线不满足汽车应用要求。CAN总线在汽车领域有着广泛应用，因此设计一套基于CAN总线的ECU在线程序升级系统就显得很有必要。
【发明内容】
[0003]为了克服已安装在车上ECU的程序升级难题，本发明提供一种基于CAN总线的ECU在线程序升级系统及方法。
[0004]本发明的技术方案是:
一种基于CAN总线的E⑶在线程序升级系统，包括装有上位机应用程序的PC机、CAN卡和车载嵌入式控制单元ECU，所述CAN卡一端与PC机通过USB接口连接，另一端通过CAN总线连接车载嵌入式控制单元ECU，车载嵌入式控制单元ECU安装有用于引导加载的下位机Boot loader程序，上位机软件与下位机Boot loader程序的通讯协议是基于标准的CCP协议编写。
[0005]—种基于CAN总线的E⑶在线程序升级方法，包括步骤:
51、将新的用户程序编译生成HEX文件，上位机软件加载并解析该HEX文件，得到相关的程序数据以及数据存储地址；
52、上位机软件在解析完HEX文件之后，就进入了与下位机通讯阶段，上位机会首先发连接命令，该命令包含下位机地址信息，确保与唯一确定的下位机建立连接，下位机接收到连接命令，置位程序升级标志；
53、上位机和下位机建立好连接之后，通过密钥机制进行密匙验证，密钥验证程序完成之后，上位机会发擦除命令，下位机擦除掉原有程序数据；
54、之后上位机开始发送数据开始地址以及数据，下位机接收数据开始地址以及数据，并根据开始地址判断是否需要将已经接收到的数据写入Flash，直到全部数据接收完成并且全部写入Flash中；
55、数据全部写入Flash之后，上位机软件发送断开连接命令，下位机清除程序升级标志，复位下位机，进入用户程序。
[0006]优选的，在上位机软件解析完目标文件以后，根据地址大小对目标文件进行排序。
[0007]优选的，数据的分页工作和Flash写入算法是在下位机Bootloader程序中完成的，上位机软件只负责解析目标文件并进行排序。
[0008]本发明的优点是:
本发明所提供的基于CAN总线的ECU在线程序升级系统及方法，采用CAN总线，实现ECU的在线程序升级，无需将ECU从车上拆下来，只需要CAN卡一端连接PC机的USB接口，另一端连接ECU的CAN总线，就可以通过上位机软件实现ECU程序升级，不用增加额外的硬件，非常便捷。
【附图说明】
[0009]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明所述的基于CAN总线的ECU在线程序升级系统的结构示意图；
图2本发明实施例中基于CAN总线的ECU在线程序升级系统的上位机软件界面图；
图3本发明实施例中基于CAN总线的ECU在线程序升级系统的上位机软件流程图；
图4本发明实施例中基于CAN总线的E⑶在线程序升级系统的下位机Bootloader程序流程图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，本发明所揭示的基于CAN总线的ECU在线程序升级系统，包括装有上位机应用程序的PC机、kvaser公司的USBcan Light型CAN卡和车载嵌入式控制单元E⑶，所述CAN卡一端与PC机通过USB接口连接，另一端通过CAN总线连接车载嵌入式控制单元ECU，车载嵌入式控制单元ECU安装有用于引导加载的下位机Bootloader程序，上位机软件与下位机Bootloader程序的通讯协议是基于标准的CCP协议编写。本发明通过CAN总线，实现在线程序升级过程，只需要CAN卡一端连接PC机的USB接口，另一端连接E⑶的CAN总线，就可以通过PC机更新E⑶中的用户程序。
[0011]图2所展示的是上位机软件界面图，上位机软件是LabVIEW开发环境编写的。主界面主要由CAN卡配置区，加载程序选择区，help文件区，加载进度显示区和加载状态显示区。通过界面中不同功能的依次执行，可以实现HEX文件的正确下载。
[0012]本发明所述的基于CAN总线的E⑶在线程序升级方法包括步骤:
51、将新的用户程序编译生成HEX文件，上位机软件加载并解析该HEX文件，得到相关的程序数据以及数据存储地址；
52、上位机软件在解析完HEX文件之后，就进入了与下位机通讯阶段，上位机会首先发连接命令，该命令包含下位机地址信息，确保与唯一确定的下位机建立连接，下位机接收到连接命令，置位程序升级标志；
53、上位机和下位机建立好连接之后，通过密钥机制进行密匙验证，密钥验证程序完成之后，上位机会发擦除命令，下位机擦除掉原有程序数据；
54、之后上位机开始发送数据开始地址以及数据，下位机接收数据开始地址以及数据，并根据开始地址判断是否需要将已经接收到的数据写入Flash，直到全部数据接收完成并且全部写入Flash中；
55、数据全部写入Flash之后，上位机软件发送断开连接命令，下位机清除程序升级标志，复位下位机，进入用户程序。
[0013]图3所展示的是上位机软件流程图，在完成CAN卡配置之后，通过上位机主界面中的“打开文件”按钮选择需要载入的HEX文件，点击“Reprogram”按钮解析所在如的HEX文件，当点击“Download”之后会依次运行接下来的连接下位机、获取种子、解锁下位机等流程。
[0014]图4所展示的是下位机Bootloader程序流程图，当上位机点击“Download”按钮之后，上位机和下位机进行通讯，上位机只有接收到下位机正确的应答信息，才会进入下一个流程。
[0015]本具体实施通过CAN总线，实现E⑶的在线程序升级，只需要CAN卡一端连接PC机的USB接口，另一端连接E⑶的CAN总线，就可以通过上位机软件实现E⑶程序升级。
[0016]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于CAN总线的ECU在线程序升级系统，其特征在于:包括装有上位机应用程序的PC机、CAN卡和车载嵌入式控制单元E⑶，所述CAN卡一端与PC机通过USB接口连接，另一端通过CAN总线连接车载嵌入式控制单元ECU，车载嵌入式控制单元ECU安装有用于引导加载的下位机Boot loader程序，上位机软件与下位机Boot loader程序的通讯协议是基于标准的CCP协议编写。2.一种基于CAN总线的E⑶在线程序升级方法，其特征在于，包括步骤: 51、将新的用户程序编译生成HEX文件，上位机软件加载并解析该HEX文件，得到相关的程序数据以及数据存储地址； 52、上位机软件在解析完HEX文件之后，就进入了与下位机通讯阶段，上位机会首先发连接命令，该命令包含下位机地址信息，确保与唯一确定的下位机建立连接，下位机接收到连接命令，置位程序升级标志； 53、上位机和下位机建立好连接之后，通过密钥机制进行密匙验证，密钥验证程序完成之后，上位机会发擦除命令，下位机擦除掉原有程序数据； 54、之后上位机开始发送数据开始地址以及数据，下位机接收数据开始地址以及数据，并根据开始地址判断是否需要将已经接收到的数据写入Flash，直到全部数据接收完成并且全部写入Flash中； 55、数据全部写入Flash之后，上位机软件发送断开连接命令，下位机清除程序升级标志，复位下位机，进入用户程序。3.根据权利要求2所述的基于CAN总线的ECU在线程序升级系统，其特征在于，在上位机软件解析完目标文件以后，根据地址大小对目标文件进行排序。4.根据权利要求3所述的基于CAN总线的ECU在线程序升级系统，其特征在于，数据的分页工作和Flash写入算法是在下位机Bootloader程序中完成的，上位机软件只负责解析目标文件并进行排序。
【专利摘要】本发明公开了一种基于CAN总线的ECU在线程序升级系统及方法，包括装有上位机应用程序的PC机、CAN卡和车载嵌入式控制单元ECU，所述CAN卡一端与PC机通过USB接口连接，另一端通过CAN总线连接车载嵌入式控制单元ECU，车载嵌入式控制单元ECU安装有用于引导加载的下位机Bootloader程序，上位机软件与下位机Bootloader程序的通讯协议是基于标准的CCP协议编写。本发明所提供的基于CAN总线的ECU在线程序升级系统及方法，采用CAN总线，实现ECU的在线程序升级，无需将ECU从车上拆下来，只需要CAN卡一端连接PC机的USB接口，另一端连接ECU的CAN总线，就可以通过上位机软件实现ECU程序升级，不用增加额外的硬件，非常便捷。
【IPC分类】G06F9/445
【公开号】CN105573807
【申请号】CN201511014001
【发明人】金达锋, 张振兵
【申请人】清华大学苏州汽车研究院（吴江）
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月31日