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什么是 BootLoaderBootloader刷写使用的协议Bootloader 的划分FBL、PBL、SBL1、SBL2、PBL
ECU 升级/刷写1、OBD接口升级2、OTA 云升级
Bootloader中诊断升级流程1、预编程2、编程3、后编程
参考
什么是 BootLoader
MCU正常运行时总是从固定地方取指令,顺序运行,程序更新时需要使用烧录器等工具烧录,于是有人将程序设计成,由一个程序跳转到另一个程序,这个程序通常称作Bootloader,另一个叫做APP。 Bootloader是一段独立的程序。它包含启动代码、中断、主程序(Boot_main函数)、操作系统(非必须)。Bootloader存在的意义就是指更新App程序。 Bootloader刷写使用的协议UDS(Unified Diagnostic Services,统一诊断服务)诊断协议是用于汽车行业诊断通信的需求规范,由ISO 14229系列标准定义。 Bootloader 的划分一个ECU包含了三部分 Boot Manager、Application Software以及Boot Software,其中Boot Software由Boot Manager和Reprogramming Software组成,在汽车嵌入式中,我们常说的bootloader就是Boot Software。 Boot manager:引导程序启动Reprogramming Software: 更新软件程序,主要更新App程序
Boot Loader在嵌入式系统里,一般分为两部分:PBL(Primary Bootloader,第一引导加载程序)和SBL(Second Bootloader,第二引导加载程序)。 FBL 和 PBL 实际是一个。 ECU的内存至少需要划分三个部分:FBL、SBL、App。 1、SBLSBL的本质就是Reprogramming Software,和我们经常提到的"Bootloader"作用一样,为更新Application而生。 2、PBL因为整车销售到终端用户以后,只能通过OBD接口或者OTA方式升级Application,而这两种方式,均需要依赖Bootloader程序,如果Bootloader程序不可用,对应的ECU就不能正常使用。 所以,针对Bootloader更新失败这种工况,需要一个程序专门刷写Reprogramming Software,这个程序仅出厂烧录一次,以后永远不更新。这个程序就是 PBL。 这样,即使刷写Reprogramming Software失败,还可以重新刷写Reprogramming Software,之后,Reprogramming Software再更新Application程序。这样,就不会出现ECU不可用的情况。 PBL依然保留刷写程序的功能,但是,限定PBL仅刷写或者激活SBL,激活SBL以后,由SBL负责更新Application Software。 ECU 升级/刷写ECU 升级的内容一般分为 boot 和 APP 。 同时,ECU的升级方式又有2种: 通过 OBD 接口升级通过 OTA 云升级 1、OBD接口升级OBD接口升级,即使用诊断仪,通过OBD 接口与 ECU 连接进行升级。 Boot 刷新所用到的两个文件是FlashDriver驱动程序和boot软件,在这里我们可以将SBL理解为FlashDriver驱动程序,PBL理解为Boot软件。 Boot 刷写一般都是刷写 SBL,SBL存在的意义就是更新APP程序。 当MCU收到1002请求,ECU复位后会进入PBL模式中判断是否跳转到 SBL;如果需要进行APP 更新,程序就会跳转到SBL进行APP更新。 APP 刷新是通过 SBL,SBL先擦除 APP flash数据,再将新的 APP 刷写到 flash。 2、OTA 云升级OTA是Over-the-Air的简称,既空中下载的意思,具体指远程无线方式。 对于汽车的OTA升级,主要分FOTA和SOTA两种。 SOTA只针对软件升级,例如显示屏上某个APP软件的升级;是对车系系统的VI展现、操作方式方面的优化,对于车辆驾驶体验来说不会有任何提升。FOTA是对ECU、悬架控制单元等等车辆核心驾控部件的升级,带来的更多是驾驶体验的整体提升。例如更新 BMS的 APP 数据。OTA 升级只能用来升级 APP 数据,通常使用 A/B 双bank 分区策略。 所谓A/B 双bank 分区升级,是指在设备上开辟两个存储空间(A/B存储空间),每个存储空间上均安装有一个系统,其中一个系统处于激活使用状态,另外一个系统处于备用待命状态。在进行系统升级时候,可在激活的系统中对备用系统进行升级,升级完成重启后切换成新升级的系统。 UDS服务设计复杂,Bootloader升级一般分为以下三步: 1)预编程 2)编程 3)后编程 在进入刷新之前,UDS的85服务和28服务,关闭DTC诊断同时停发非诊断报文。使整个CAN网络处于静默(Silent)状态。这是对整车网络进行操作的,一般都是以功能寻址(Functional addressing)的方式来发送。 注意:先用85服务关闭DTC,再使用28服务关报文。 关闭DTC诊断是防止升级过程误报DTC(例如通信丢失DTC等)关闭CAN通信是为了降低总线负载,加快刷写速度。此阶段的主要做一些Application Software升级前的检查,确保正式升级Application软件之前,车辆工况的安全性。 这里举几个常见的检查条件:车速、诊断电压、KL15信号有效性等。 车速:约束车速<2Km/h,也就是说不允许车辆行驶过程中进行软件升级。诊断电压:诊断电压会约束在一定的范围,比如:10V~16V,避免升级过程中,因电压过低或者过高导致刷写失败。KL15信号有效性:为了确保收到的信号质量,一般会检查这个信号的有效性(Valid or Invalid),有效的信号才能确保升级过程中的稳定性。以上这些都是安全检查,目的就是一个保证安全。 2、编程刷写完成之后,ECU进行重启,重新进入扩展会话,打开之前关闭的配置。 注意:先使用28服务开启报文,再用85服务打开DTC记录。 ECU重启 常用的做法就是执行ECU Reset,也可以让诊断刷写的S3时间超时,程序重新复位。 参考 https://zhuanlan.zhihu.com/p/554132450 |
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