MCU 软件烧录及升级说明

• 术语
• 概述
• • 软件烧录
  • 软件升级
• 软件烧录描述
• • 系统描述
  • 系统框图
  • 实际应用
• 软件升级描述(Bootloader)
• • 车载OBD升级
  • 系统框图
  • 软件设计
  • • 架构框图
    • 上电流程
    • 升级流程
    • VBF格式
    • 升级上位机

术语

ROM
Read Only Memory

RAM
Random Access Memory

ECU
Electronic Control Unit

OBD
On Board Diagnostics

OTA
Over The Air Technology

IDE
Integrated Development Environment

概述

MCU也称为单片微控器，属于一种集成式电路芯片，主要包含CPU、只读存储器ROM和随机存储器RAM等。程序存储在ROM中，当系统上电时，CPU从ROM的起始地址读取到指令开始执行。ROM可以使其存储的数据固定不变，即使断电也能够保留数据，根据功能类型主要分为PROM、EPROM、EEROM、Flash ROM等几类。

软件烧录

MCU中Flash ROM在出厂时是空白的，需先将程序烧录到芯片中才可以正常运行。软件开发过程中通常使用MCU配套的IDE及调试器进行烧录，使用协议有SWD、JTAG等。完成程序开发后，可以直接使用数据文件(S19、HEX等)进行批量烧录，如下图：

实际应用

以NXP芯片MPC5748为例，可以使用S32DS IDE结合调试器PE 进行软件烧录及调试。
1.完成代码编译

软件升级描述(Bootloader)

车载OBD升级

OBD接口为国际标准汽车通讯接口，是汽车电脑与外部通讯的标准接口，一般接口在汽车方向盘的下方，在容易接线的位置。同型 车型OBD接口位置不同，下图是OBD接口可能在的位置：
A区域：通用、大众、宝马、福持、丰田、现代、雪铁龙等品牌的绝大部分车型 ；
B区域：大众途安、进口笛克萨斯等少数车型；
C区域：东风雪铁龙少数车型等；
D区域：东风雪铁龙少数车型等。

系统框图

如上图所示，应用程序和引导程序占据了 Flash 的一个指定存储区域。当 ECU 执行引导程序或应用程序时，两个软件包都可以完整使用系统的 RAM 存储区。
引导程序使用了 UDS 的诊断服务，将其作为下载通信的协议。因此，引导程序须具有一个由 CAN 驱动、传输层和 UDS 协议层子集构成的通信协议。
将Bootloader再划分分为PBL(Primary Bootloader)跟SBL(Secondary Bootloader)，PBL负责正常启动引导，而SBL负责擦除及写入flash数据，为了防止意外擦除考虑SBL通过外部升级文件加载，划分图如下：

1. 上电之后在Boot层中判断是否存在升级请求，若存在升级请求，进入诊断的编程会话并准备开始升级流程，若不存在升级请求则继续往下执行。
2. Boot判断APP标志是否存在并有效，若应用层标志存在并有效，软件跳转到APP开始执行应用程序，若应用层标志不存在或者无效，程序继续保留在Boot中继续执行。

升级流程

基于ISO14229规范执行

升级上位机

PC端上位机通过CAN与ECU进行通信，根据固定的升级流程执行，下图只供参考：