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针对传统 Bootloader 技术应用于车用电子控制单元(ECU)在线编程中的固有缺陷,采用国际标准控制 器局域网络标定协议,使用 U 盘携带目标下载代码,并基于控制器局域网络总线设计具备两级 Bootloader 功能 的智能节点和车用 ECU 端的两级配套软件。 以飞思卡尔的 MC9S12G128单片机为系统平台,给出具体硬件原 理以及对应的软件设计方案。 通过对两级 Bootloader 的性能评估与测试结果表明,该智能节点作为车用 ECU 程序升级仪便捷、可行,解决了传统方案中存在的应用程序代码不安全、成本高和占用 Flash 存储空间较大等问 题,具有较高的可靠性。
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第 41 卷 第 7 期
Vol. 41 No. 7
计 算 机 工 程
Computer Engineering
2015 年 7 月
July 2015
·体系结构与软件技术·
文章编号: 1000⁃3428(2015)07⁃0095⁃05 文献标识码: A 中图分类号: TP368
作者简介:戚长城(1989 - ),男,硕士研究生,主研方向:电子控制技术;杨延相,教授、博士生导师;张 平,博士后;刘昌文,教授、博士生
导师。
收稿日期:2014⁃09⁃01 修回日期:2014⁃09⁃25 E⁃mail:18368108161@ 126. com
总线式 ECU 两级 Bootloader 的设计与实现
戚长城
1a
,杨延相
1b
,张 平
2
,刘昌文
1a
(1. 天津大学 a. 内燃机燃烧学国家重点实验室; b. 内燃机研究所,天津 300072;
2. 浙江大学动力机械与车辆工程研究所,杭州 310027)
摘 要: 针对传统 Bootloader 技术应用于车用电子控制单元( ECU) 在线编程中的固有缺陷,采用国际标准控制
器局域网络标定协议,使用 U 盘携带目标下载代码,并基于控制器局域网络总线设计具备两级 Bootloader 功能
的智能节点和车用 ECU 端的两级配套软件。 以飞思卡尔的 MC9S12G128 单片机为系统平台,给出具体硬件原
理以及对应的软件设计方案。 通过对两级 Bootloader 的性能 评估与测试结果表明,该 智能节点作为车用 ECU
程序升级仪便捷、可行,解决了传统方案中存在的应用程序代码不安全、成本高和占用 Flash 存储空间较大等问
题,具有较高的可靠性。
关键词: 电子控制单元;CAN 总线;CAN 标定协议;两级 Bootloader;程序升级仪;应用内编程;Flash 内存
中文引用格式:戚长城,杨延相,张 平,等. 总线式 ECU 两级 Bootloader 的设 计 与 实 现 [ J]. 计算机工程,2015,
41(7):95⁃99.
英文引用格式:Qi Changcheng,Yang Yanxiang,Zhang Ping,et al. Design and Implementation of Two⁃level Bootloader
for Bus Electronic Control Unit[J]. Computer Engineering,2015,41(7):95⁃99.
Design and Implementation of Two⁃level Bootloader
for Bus Electronic Control Unit
QI Changcheng
1a
,YANG Yanxiang
1b
,ZHANG Ping
2
,LIU Changwen
1a
(1a. State Key Laboratory of Engine Combustion; 1b. Internal Combustion Engine Research Institution,
Tianjin University,Tianjin 300072,China; 2. Power Machinery & Vehicular Engineering Institute,
Zhejiang University,Hangzhou 310027,China)
【Abstract】 Aiming at the defects of the traditional bootloader in programming vehicle Electronic Control Unit(ECU)
on⁃line,a smart node with the capability of two⁃level bootloader and its supporting software on ECU are designed based
on CAN bus and the international standard CAN Calibration Protocol(CCP),which use USB Disk to carry target software
code. A special scheme and its software project are presented with MC9S12G128 of Freescale. Evaluation and test results
show that the smart node is convenient,feasible and with high reliability as updating instrument. Moreover,defects of
current software updating methods like the insecurity of application code, a high cost and requirement of more flash
memory are avoided successfully and simultaneously.
【Key words】 Electronic Control Unit ( ECU ); CAN bus; CAN Calibration Protocol ( CCP ); two⁃level Bootloader;
program updating instrument;In Application Programming (IAP);Flash memory
DOI:10. 3969 / j. issn. 1000⁃3428. 2015. 07. 018
1 概述
对已经装载在车上的电子控制单元( Electronic
Control Unit,ECU)一般没有特定的程序下载接口
(如 BDM,JTAG 等) ,但 是 ECU 程 序需要 升 级 和
标定数据更新
[1]
。 Bootloader 作为引导加载程序广
泛应用于车载 CAN 网络中,具备引导应用程序运
行和程序自更新功能
[2]
。 更新应用程序实质是对
ECU 的 Flash 进行擦除和重新编程,绝大部分 Flash
当程 序 在 其 中 运 行 时 不 允 许 对 其 自 身 进 行
擦写
[3]
。
传统 Bootloader 解决方案是将擦写 Flash 的 程
ChaoXing
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