本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車(chē)控制器開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，特別是涉及一種電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)空調(diào)控制器軟件刷新系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)汽車(chē)的壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，在電動(dòng)汽車(chē)中由于發(fā)動(dòng)機(jī)的取消，因此改為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，軟件更加復(fù)雜，往往需要進(jìn)行缺陷修復(fù)以及版本更新，因此在研發(fā)、生產(chǎn)、使用與維護(hù)階段，都會(huì)有軟件更新升級(jí)需求。對(duì)于大多數(shù)以飛思卡爾單片機(jī)作為MCU的車(chē)載控制器，開(kāi)發(fā)者往往通過(guò)P&E或者BDM等專門(mén)工具進(jìn)行程序調(diào)試和燒寫(xiě)，當(dāng)然也可以使用串行通訊接口，傳統(tǒng)的方法是使用UART外設(shè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，然而車(chē)載控制器數(shù)量繁多并且往往有外殼保護(hù)來(lái)滿足相當(dāng)高的防水防塵要求，給程序更新帶來(lái)了極大的不便。因此采用傳統(tǒng)的程序更新方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下，極大的影響車(chē)載控制器的開(kāi)發(fā)、調(diào)試及使用。Bootloader又稱引導(dǎo)加載程序，是系統(tǒng)加電/復(fù)位后在應(yīng)用程序前運(yùn)行的一段軟件代碼。在現(xiàn)有的汽車(chē)控制器的刷新方法中，Bootloader軟件架構(gòu)由PBL和SBL兩部分組成。PBL由主引導(dǎo)模塊、診斷模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、CAN驅(qū)動(dòng)模塊和定時(shí)器模塊組成，SBL由FLASH的擦除\編程代碼組成。程序刷新需要通過(guò)預(yù)存在ROM中的PBL將SBL下載到RAM區(qū)，SBL再負(fù)責(zé)更新代碼或數(shù)據(jù)。同時(shí)現(xiàn)有的刷新方法及系統(tǒng)對(duì)硬件需求高，除上位機(jī)和目標(biāo)控制器外，過(guò)程實(shí)現(xiàn)需額外提供刷新裝置包括：診斷欲刷新單元和診斷刷新單元。因而刷新過(guò)程相對(duì)較復(fù)雜，效率低，且成本更高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，基于電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)對(duì)應(yīng)用程序更新的需求，本發(fā)明提供一種安全高效的基于CCP協(xié)議自主擴(kuò)展的通信協(xié)議的電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)控制器軟件刷新系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)控制器軟件刷新系統(tǒng)，包括，汽車(chē)空調(diào)控制器、USB-CAN卡、上位機(jī)，其特征在于：汽車(chē)空調(diào)控制器內(nèi)預(yù)先貯存Bootloader引導(dǎo)程序，上位機(jī)中裝載Labview程序，上位機(jī)將待更新的應(yīng)用程序發(fā)送至CAN總線上，USB-CAN卡負(fù)責(zé)連接上位機(jī)和汽車(chē)空調(diào)控制器，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與汽車(chē)空調(diào)控制器的物理通信支持；上位機(jī)主要分為下載操作區(qū)和顯示區(qū)，在下載操作區(qū)按照文件選擇、讀取、連接、下載需求完成系統(tǒng)功能操作，在顯示區(qū)顯示連接和下載狀態(tài)、以及讀取經(jīng)過(guò)處理的待更新的應(yīng)用程序文件；所述待更新的應(yīng)用程序文件為S19文件格式；所述的通信協(xié)議在CCP協(xié)議的基礎(chǔ)上根據(jù)下載文件格式及Bootloader原理參考CCP指令格式自定義擴(kuò)展了兩條擴(kuò)展指令；所述Bootloader引導(dǎo)程序有啟動(dòng)加載模式和下載模式，Bootloader引導(dǎo)程序在下載模式接收待更新的應(yīng)用程序文件并存入汽車(chē)空調(diào)控制器存儲(chǔ)器，在加載模式下加載應(yīng)用程序，完成軟件更新。上述技術(shù)方案中，兩條擴(kuò)展指令分別為：S19_Message指令：下載S19記錄信息幀，攜帶每條記錄中的基本信息，包括類型、數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、校驗(yàn)和信息；S19_Data指令：下載S19記錄數(shù)據(jù)幀，攜帶每條記錄中的有效數(shù)據(jù)。上述技術(shù)方案中，當(dāng)Bootloader引導(dǎo)程序切換至下載模式時(shí)，Labview程序基于自定義擴(kuò)展的CCP協(xié)議將應(yīng)用程序發(fā)送至CAN總線上建立上下位機(jī)連接并進(jìn)行應(yīng)用程序數(shù)據(jù)下載，下位機(jī)將接受的數(shù)據(jù)存放在對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)，數(shù)據(jù)傳輸完畢，上位機(jī)發(fā)送斷開(kāi)連接命令，上下位機(jī)結(jié)束通訊；當(dāng)Bootloader引導(dǎo)程序切換至啟動(dòng)加載模式，汽車(chē)空調(diào)控制器開(kāi)始執(zhí)行應(yīng)用程序，軟件更新結(jié)束。上述技術(shù)方案中，汽車(chē)空調(diào)控制器主控MCU采用片內(nèi)集成FLASH存儲(chǔ)的單片機(jī)。上述技術(shù)方案中，所述的USB-CAN卡采用NI公司的USB-9862。一種電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)控制器軟件刷新方法，其特征在于包括如下步驟：S1、通過(guò)BDM下載器將預(yù)先編寫(xiě)的Bootloader引導(dǎo)程序首次裝入空調(diào)控制器單片機(jī)，所述Bootloader程序長(zhǎng)期貯存在單片機(jī)芯片內(nèi)部存儲(chǔ)器中，在受到觸發(fā)時(shí)啟動(dòng)加載應(yīng)用程序或者下載基于CCP協(xié)議的擴(kuò)展指令文件；S2、應(yīng)用程序編寫(xiě)完后，進(jìn)行編譯，在codewarrior工程文件中生成S19文件；S3、啟動(dòng)上位機(jī)，找到S19文件所在路徑，進(jìn)行文件的讀取解析并按照自主擴(kuò)展的CCP協(xié)議進(jìn)行重新組幀等待發(fā)送；S4、將Bootloader模式選擇開(kāi)關(guān)切換至下載模式；S5、建立上下位機(jī)連接，上位機(jī)發(fā)送握手信號(hào)，并等待下位機(jī)返回DTO信息判斷是否握手成功，若發(fā)送成功，則等待啟動(dòng)下載命令，若連接不成功，則顯示連接失??；S6、進(jìn)行數(shù)據(jù)下載，按照自主擴(kuò)展的CCP協(xié)議，上位機(jī)發(fā)送S19文件數(shù)據(jù)，下位機(jī)接受數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)正確存放在對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)；S7、數(shù)據(jù)傳輸完畢，上位機(jī)發(fā)送斷開(kāi)連接命令，上下位機(jī)結(jié)束通訊；S8、將Bootloader模式選擇開(kāi)關(guān)切換至加載模式，控制器開(kāi)始執(zhí)行應(yīng)用程序；軟件更新結(jié)束。上述技術(shù)方案中，所述自主擴(kuò)展的CCP協(xié)議，除包括驗(yàn)證身份時(shí)使用的CONNECT,EXCHANGE_ID,GET_SEED指令以及斷開(kāi)連接時(shí)使用的DISCONNCET指令外，還包括根據(jù)下載文件格式及bootloader原理參考CCP指令格式自定義的兩條擴(kuò)展指令。上述技術(shù)方案中，兩條擴(kuò)展指令分別為：S19_Data指令：下載S19記錄數(shù)據(jù)幀，攜帶每條記錄中的有效數(shù)據(jù)；S19_Message：下載S19記錄信息幀，攜帶每條記錄中的基本信息，包括類型、數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、校驗(yàn)和信息。上述技術(shù)方案中，在數(shù)據(jù)下載傳輸過(guò)程中，上位機(jī)讀取S19文件并拆分重組，發(fā)送一條記錄時(shí)，先發(fā)送S19_Data指令，再發(fā)送S19_Message，每發(fā)送完一條記錄時(shí)要及時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)；待所有記錄發(fā)送成功后顯示發(fā)送成功斷開(kāi)與空調(diào)控制器連接。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：從軟件架構(gòu)、程序刷新過(guò)程來(lái)看，本發(fā)明自主設(shè)計(jì)的配套上位機(jī)軟件與Bootloader引導(dǎo)程序，整套系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單。Bootloader整體存放在控制器內(nèi)存中，軟件結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，控制器直接接收CAN網(wǎng)絡(luò)上的目標(biāo)代碼或數(shù)據(jù)，過(guò)程簡(jiǎn)便。從通訊協(xié)議來(lái)看，本發(fā)明的通信協(xié)議在CCP協(xié)議基礎(chǔ)上根據(jù)下載文件格式及bootloader原理進(jìn)行了自定義擴(kuò)展，在充分利用CCP安全性的同時(shí)簡(jiǎn)化了通信過(guò)程。從數(shù)據(jù)傳輸可靠性驗(yàn)證來(lái)看，本發(fā)明系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，每接收完一條記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，而不是如傳統(tǒng)協(xié)議（診斷服務(wù)規(guī)范符合ISO14229，通訊傳輸協(xié)議符合ISO15765-2/4）中，診斷設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后進(jìn)行傳輸可靠性驗(yàn)證。從刷新完成后程序加載方式來(lái)看，硬件開(kāi)關(guān)對(duì)主芯片指定引腳進(jìn)行狀態(tài)切換，避免占用存儲(chǔ)空間，有別于傳統(tǒng)指定標(biāo)志位存在后進(jìn)入應(yīng)用程序的方式。從硬件需求來(lái)看，除上位機(jī)和目標(biāo)空調(diào)控制器外，硬件部分僅需USB-CAN卡，不需要額外提供包括診斷欲刷新單元和診斷刷新單元的刷新裝置。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)CAN總線更新程序，提高系統(tǒng)升級(jí)的效率和可操作性，而且可以直接利用汽車(chē)上現(xiàn)有的CAN網(wǎng)絡(luò)資源，節(jié)約成本和人力；借鑒CCP協(xié)議中部分與安全性有關(guān)的指令，同時(shí)針對(duì)Bootloader原理自定義擴(kuò)展指令，以此作為通信協(xié)議，充分利用CCP協(xié)議的安全性，并簡(jiǎn)化通信過(guò)程。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明所述電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)控制器軟件刷新系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明實(shí)例中電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)控制器軟件刷新系統(tǒng)的空調(diào)控制器單片機(jī)存儲(chǔ)空間劃分示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)例中電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)控制器軟件刷新系統(tǒng)的上位機(jī)軟件流程圖。圖4為本發(fā)明實(shí)例中電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)控制器軟件刷新系統(tǒng)下位機(jī)Bootloader程序流程圖。具體實(shí)施方式如圖1所示電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)控制器軟件刷新系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖，本發(fā)明包括裝有上位機(jī)Labview軟件的上位機(jī)、USB-CAN卡、貯存了Bootloader引導(dǎo)程序的汽車(chē)空調(diào)控制器，上位機(jī)實(shí)現(xiàn)將待更新的應(yīng)用程序發(fā)送至CAN總線上，USB-CAN通信模塊負(fù)責(zé)連接上位機(jī)和汽車(chē)空調(diào)控制器，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與控制器CAN通信的物理支持，預(yù)先在汽車(chē)空調(diào)控制器中存儲(chǔ)的Bootloader引導(dǎo)程序在下載模式接收待更新的應(yīng)用程序并存入存儲(chǔ)器，在加載模式下加載應(yīng)用程序，完成軟件更新。通信協(xié)議在CCP協(xié)議基礎(chǔ)上根據(jù)下載文件格式及Bootloader原理進(jìn)行了自定義擴(kuò)展，在充分利用CCP安全性的同時(shí)簡(jiǎn)化了通信過(guò)程。所述的上位機(jī)軟件采用Labview平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖2所示，主要分為下載操作區(qū)和顯示區(qū)。使用時(shí)，按照文件選擇、讀取、連接、下載等完成系統(tǒng)功能操作，在顯示區(qū)顯示連接和下載狀態(tài)以及讀取并經(jīng)過(guò)處理的19文件。所述的USB-CAN卡采用NI公司的USB-9862。所述的汽車(chē)空調(diào)控制器主控MCU采用FreescaleMC9S12XD256單片機(jī)，此款單片機(jī)具備MSCAN模塊，片內(nèi)集成256KFLASH存儲(chǔ)器，F(xiàn)LASH支持在線編程，滿足應(yīng)用程序通過(guò)CAN總線下載、更新的需求，CAN收發(fā)芯片采用TJA1050。本發(fā)明所述的系統(tǒng)包括步驟：S1、預(yù)先編寫(xiě)的Bootloader程序首次裝入單片機(jī)需要通過(guò)BDM下載器，以后將長(zhǎng)期貯存在芯片內(nèi)部存儲(chǔ)器中，執(zhí)行加載程序或者下載應(yīng)用程序功能。S2、應(yīng)用程序編寫(xiě)完后，進(jìn)行編譯，在工程文件中生成待發(fā)送的S19文件。S3、啟動(dòng)上位機(jī)，找到文件所在路徑，進(jìn)行文件的讀取解析并按照自主擴(kuò)展的CCP協(xié)議進(jìn)行重新組幀。S4、將Bootloader模式選擇開(kāi)關(guān)切換至下載模式。S5、建立上下位機(jī)連接，上位機(jī)發(fā)送握手信號(hào)，并等待下位機(jī)返回DTO判斷是否握手成功，若發(fā)送成功，則等待啟動(dòng)下載命令，若連接不成功，則顯示連接失敗。S6、進(jìn)行數(shù)據(jù)下載，按照自主擴(kuò)展的CCP協(xié)議，上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，下位機(jī)接受數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)正確存放在對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)。S7、數(shù)據(jù)傳輸完畢，上位機(jī)發(fā)送斷開(kāi)連接命令，上下位機(jī)結(jié)束通訊。S8、將Bootloader模式選擇開(kāi)關(guān)切換至加載模式，控制器開(kāi)始執(zhí)行應(yīng)用程序。軟件更新結(jié)束。所述的自主擴(kuò)展的CCP協(xié)議，包括驗(yàn)證身份時(shí)使用的CONNECT,EXCHANGE_ID,GET_SEED指令以及斷開(kāi)連接時(shí)使用的DISCONNCET指令外，根據(jù)下載文件格式及bootloader原理參考CCP指令格式自定義擴(kuò)展了如下兩條指令。S19_Message：下載S19記錄信息幀，攜帶每條記錄中的基本信息，包括類型、數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、校驗(yàn)和等信息，相應(yīng)的CRO如下：0x1FCTRTYPEADD0ADD1LENCHECKS19_Data：下載S19記錄數(shù)據(jù)幀，攜帶每條記錄中的有效數(shù)據(jù)，相應(yīng)的CRO如下：0x30CTRDATA0DATA1DATA2DATA3DATA4DATA5所述的下載文件格式為S19文件，S19文件是飛思卡爾推薦使用的標(biāo)準(zhǔn)文件傳送格式，是一段直接燒寫(xiě)進(jìn)ECU的ASCII碼。上述步驟1中，考慮到Bootloader也是一段程序，不允許修改或擦除，為了避免與應(yīng)用程序存儲(chǔ)地址與其重合，需要對(duì)空調(diào)控制器單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)單元進(jìn)行劃分，劃分的單片機(jī)存儲(chǔ)空間如圖2所示，在編寫(xiě)應(yīng)用程序時(shí)，要注意合理放置代碼區(qū)間。上述步驟中，上位機(jī)labview軟件流程圖如圖3所示，建立邏輯連接時(shí)，除了發(fā)送CONNECT命令外，本系統(tǒng)還使用了CCP協(xié)議中的GET_SEED與UNLOCK命令來(lái)獲取密鑰和解除保護(hù)狀態(tài)，通過(guò)此種密鑰機(jī)制保證系統(tǒng)安全。應(yīng)用程序按順序以指令的形式發(fā)送至下位機(jī)，待一條記錄的CAN報(bào)文發(fā)送完畢后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的的延時(shí)，讀取下位機(jī)返回的DTO，判斷S記錄是否發(fā)送成功。若發(fā)送成功，則繼續(xù)發(fā)送下一條S記錄，直到全部S記錄發(fā)送完畢，此時(shí)再發(fā)送一條DISCONNECT指令，告知下位機(jī)發(fā)送完畢；否則顯示“發(fā)送失敗”。上述步驟中，空調(diào)控制器中的Bootloader程序流程如圖4所示，通過(guò)模式切換開(kāi)關(guān)決定是執(zhí)行加載功能還是下載功能，在下載功能中，邏輯連接成功后才能接收上位機(jī)指令，接受完一條記錄時(shí)要及時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)，回復(fù)上位機(jī)DTO，如果校驗(yàn)正確則將其存入存儲(chǔ)區(qū)，否則等待上位機(jī)重新發(fā)送。當(dāng)接收到DISCONNECT指令時(shí)，說(shuō)明發(fā)送完成，這時(shí)Bootloader等待開(kāi)關(guān)切換為加載模式。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3