| 专利名称： | 一种基于CAN总线的ECU在线程序升级系统及方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A ECU based on CAN bus on-line program upgrade system and method | ||
| 专利号： | CN201511014001.2 | 申请时间： | 20151231 |
| 公开号： | CN105573807A | 公开时间： | 20160511 |
| 申请人： | 清华大学苏州汽车研究院（吴江） | ||
| 申请地址： | 215200 江苏省苏州市吴江区长安路2358号 | ||
| 发明人： | 金达锋; 张振兵 | ||
| 分类号： | G06F9/445 | 主分类号： | G06F9/445 |
| 代理机构： | 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 | 代理人： | 范晴 |
| 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。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a bus CAN ECU on the basis of the on-line program upgrade system and method, including the application program with the host computer PC machine, CAN card and the vehicle embedded control unit ECU, a card end CAN with the USB interface is connected with the PC, through bus CAN the other end of the embedded control unit ECU is connected with a vehicle, the vehicle is provided with an embedded control unit ECU used for guiding the loading of the lower machine Bootloader program, the host computer software and the lower machine Bootloader program communication protocol is prepared based on the standard CCP agreement. The invention offers ECU CAN bus on the basis of the on-line program upgrade system and method, the bus CAN, the on-line update the program of the ECU, the ECU does not needs to be removed from the vehicle, it only needs to CAN a card end is connected with the USB interface of the PC, the other end is connected with the ECU CAN bus, can be through the host computer software realize program upgrade ECU, additional hardware is not used, is very convenient. | ||
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。
2.一种基于CAN总线的ECU在线程序升级方法，其特征在于，包括步骤： S1、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； S2、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； S3、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； S4、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； S5、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。
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。
2.一种基于CAN总线的ECU在线程序升级方法，其特征在于，包括步骤： S1、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； S2、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； S3、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； S4、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； S5、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。
翻译：技术领域
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
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
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。
本发明的技术方案是：
一种基于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、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。
一种基于CAN总线的ECU在线程序升级方法，包括步骤：
S1、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；
S2、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；
S3、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；
S4、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；
S5、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。
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。
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。
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
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ECU在线程序升级系统的下位机Bootloader程序流程图。
具体实施方式
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USBcanLight型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ECU的CAN总线，就可以通过PC机更新ECU中的用户程序。
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。
本发明所述的基于CAN总线的ECU在线程序升级方法包括步骤：
S1、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；
S2、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；
S3、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；
S4、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；
S5、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。
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。
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。
本具体实施通过CAN总线，实现ECU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ECU的CAN总线，就可以通过上位机软件实现ECU程序升级。
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。
