跟着IAP技能的呈现以及Flash价格的下降，一般的电控单元（ECU）都具有IAP（In Application Programming）功用和较大的Flash空间，为完结ECU在线编程功用供给了必要条件。现在依据IAP技能的在线编程的计划有许多，选用的通讯办法和详细完结办法也各不相同。参阅文献［2］选用RS232总线和 YMODEM协议开发的用于智能终端的在线晋级体系，可是RS232总线的传输速率有限。参阅文献［3］选用LIN总线完结的适用于轿车ECU的在线晋级体系，LIN总线除了传输速率有限以外，一起它仅仅一种辅佐总线，并不是一切车身ECU都选用LIN接口。参阅文献［1］［4］选用依据CCP（CAN Calibration Protoc01）协议的在线晋级体系，兼具CAN总线传输速率快和CCP协议可扩展性好的长处。本文选用CAN总线，依据CCP原理自定义协议的在线晋级体系，具有传输速度快的特色。自定义协议各指令根本沿袭CCP协议，但内容做了改动，这样经过改动协议内容可以很好地合适特定环境的运用。一起在晋级进程中参加晋级恳求标志位，可以很好地改进程序下载进程中指令延时等候、运用程序下载失利今后下次无法衔接的问题。
1 在线编程体系规划
在线编程体系硬件首要包括三个部分：带有下载上位机软件的PC机、USB—CAN接口卡和装置有Bootloader程序的ECU。上位机经过USB— CAN接口卡与ECU通讯，并进行代码的晋级。软件首要包括两个部分：上位机的Bootloader下载程序和下位机的Bootloader程序。
1.1 通讯协议与上位机程序规划
1.1.1 通讯协议的拟定
体系通讯协议的以CCP协议原理为根底，结合实践操作进程的需求来拟定。CCP协议供给11个根本指令和17个可选指令，根本指令包括：CONNECT、 GET_CCP_VERS lON、EXCHANGE_ID、SET_MTA、DNLOAD、UPLOAD、GET_DAQ_PTR、WRITE_DAQ、START_STOP、 DISCONNECT。本协议选用其间CONNECT、DISCONNECT、CLEAR_MEMORY、PROGRAM、SETMTA。指令内容依据实践需求自定义；音讯应对信号有衔接成功应对、编程准备安排妥当应对、页编程完结应对、编程完结应对、编程失利应对、SECTION擦除安排妥当应对、SEC— TION擦除完结应对等。本套自定义协议可以很好地运用在实践下载进程中。
1.1.2 PC端下载程序的组成
PC端的Bootloader下载程序首要功用是完结对方针文件的解析和与下位机软件通讯。下载程序选用VisualC++6．0编写，首要分红方针文件加载与解析以及Flash编程两个模块。
（1）方针文件的生成和解析
体系运用程序文件选用*．HEX格局文件，该文件是记载文本行的ASCII文本文件，每一行是一条记载，每条记载是16进制数组成的机械码或数据常量。记载格局：：LL ADDR TT［DDD…］CC
其间，冒号是记载开端；LL表明数据长度，即［DDD…］的字节数；ADDR表明地址信息；TT表明记载的类型；［DDD…］表明数据内容；CC表明校验和。
运用Tasking开发环境，可以生成包括运用程序的*．HEX文件，文件中的记载类型只要数据记载、线性扩展地址记载和文件完毕记载。经过上位机载入方针文件，逐条检索文件内容将带有地址信息的数据解析出来，并以CAN数据帧（8字节）的办法寄存，每16帧数据组合成一个页，一起记载每个数据页的首地址。
（2）Flash编程模块
Flash 编程模块完结与下位机的通讯，首要包括指令的解析、CAN总线驱动、数据发送和状况显现等部分。CAN总线驱动选用广州周建功单片机发展有限公司的USB —CAN采集卡的驱动程序，参加供给的库函数，来完结关于CAN总线数据的发送和接纳。上位机软件供给相关指令的按钮，下载进程中经过按动相应按钮来完结指令的发送。下载进程中假如接纳到衔接成功、编程完结或许编程失利等信号今后，显现相应状况。
1.1.3 PC端下载程序的运转流程
PC 端程序运转今后，经过上位机界面上的“载入文件”按钮，即将晋级程序HEX文件载入，点“解析按钮”，程序主动将HEX文件分红包括有用数据长度为128 字节的页，一起将页首地址保存。依据现已拟定好的协议，上位机将这些指令封装成CAN总线音讯发送到下位机。编程进程中，上位机将所需求发送的程序页总数发送给下位机，然后从第一页开端发送，每一页发送完结今后，等候下位机发送页编程完结信号，完结今后持续发送下一页，直到一切程序页都发送完结，这时假如无过错，接纳下位机编程完结应对音讯，显现编程完结；不然显现编程失利。程序流程图如图l所示。
圈1 PC端下载程序流程图
1.2 Bootloader规划
Flash编程的机制首要有两种，分别是调用Flash擦写函数法和 Flash kernel。Flash kernel法需求在进行软件晋级时将Bootloader程序中Flash擦写以及相关的初始化程序都下载到单片机RAM中，这对RAM资源的要求较高，关于单片机来说这是有困难的。选用Flash擦写函数法，只需求在晋级程序时调用Flash擦写函数即可。关于某些单片机，在对Flash进行擦写时，加在Flash区的电压高于一般电压，会引起Flash区的操作不稳定，因而也需求将Flash擦写函数放在RAM中运转，这样选用Flash擦写函数可以有用的削减RAM区的占用。In—fineon XC2000单片机支撑一起对不同页的读／写操作，不会呈现Flash擦写操作不稳定的问题，因而本规划选用Flash擦写函数法。
1.2.1 Flash空间代码散布
本规划中ECU选用XC2785A单片机，其片上集成32 KB的PSRAM和832 KB的Flash（0xC00000～oxCCFFFF）用于代码存储。Flash阵列由4个块组成，分别是F0（256 KB，0xC00000～0xC3FFFF）、F1（256 KB，0xC40000～0xC7FFFF）、F2（256 KB，0xC80000～0xCBFFFF）、F3（64 KB，0xCC0000～0xCCFFFF）。每一个Flash块由若干个巨细为4 KB的扇区组成，而每一个扇区可分为32个页（128字节），可封每个页独自进行擦除和编程操作。Flash区段的最开端寄存程序的中止向量表，0xC01000～OxCODFFF区段寄存Bootloader代码，0xC0E000～0xC0EFFF区段中的最开端那个页寄存晋级标志，0xCOF000～0xCOFFFF区段为单片机保存区段，0xCl0000～0xCCFFFF段寄存运用程序，代码空间散布如图2所示。
图2 Flash空间代码散布示惹图
1.2.2 Bootloader程序流程
复位中止向量的出口地址是0xC01000，因而单片机上电发动或许软件重启今后，首要跳转到STARTUP．C，经过判别晋级标志是否置位来进行跳转。若置位表明有晋级恳求，则进行Bootloader的初始化，然后履行主函数，晋级完结今后擦除标志位；若无晋级恳求则跳转到用户程序区履行用户程序。用户程序更新时，需求一起更新中止向量，这样确保用户程序可以正常运用中止功用。
参阅文献［1］中选用的办法是在用户程序运转时，接受到衔接指令，则单片机跳转到Bootloader程序履行晋级流程，可是假如晋级进程中呈现过错，用户程序晋级未完结，则下一次上电体系将无法运转。参阅文献［4］中，选用上电进入Bootloader之前发送握手信号，等候上位机回复，这样每次上电都要先进行Bootloader的初始化，而且等候这种办法不能很好地确保和上位机衔接。本文选用添加晋级状况标志位的办法，用户程序在运转时，如有晋级恳求则置状况标志位，并软件重启。重启今后，单片机先检测状况标志位，有晋级恳求则进入Bootloader进行软件晋级，若晋级进程中呈现过错导致晋级未完结的话，晋级状况标志位将不会铲除，单片机重启今后依然进去Bootloader，直接操作上位机上的编程按钮即可进行程序晋级操作。这种办法可以有用处理晋级进程中呈现失利以及握手等候的问题，下位机软件流程如图3所示。
图3下位机软件流程图
1.3 在线编程体系作业流程
体系衔接完结今后，经过上位机载入需求更新的运用程序文件，点击 “CONNECT”按钮，在线编程体系发动，体系作业进程如图4所示。上位机界面中显现衔接成功，则可进行下一步操作。点击擦除按钮，上位机发送擦除指令，下位机擦除相应Flash区域今后发送给上位机应对信号。上位机给下位机发送编程指令的一起，发送给下位机需求编程的页总数。下位机在接纳到页编程地址今后，接衔接纳上位机发送过来的16帧数据（一页128字节），然后擦除相应区域，并将这一页数据写入相应的页，页编程完结今后向上位机发送页编程完结应对，接着接纳上位机发送过来的下一页数据，当一切页编程完结今后向上位机发送编程完结应对信号。此刻断开衔接，ECU将会软件重启。若编程进程中有任一页编程失利，上位机则显现编程失利，断开衔接今后ECU重启，依然进入Bootloader程序，然后直接点击编程即可。
图4 体系作业进程
2 在线编程功用验证
在线晋级体系选用PC机（装置有上位机软件），衔接广州周建功单片机发展有限公司的USB—CAN采集卡，ECU的CPU选用Infineon XC2785A单片机，体系衔接完结今后进行晋级测验。本文规划的在线编程计划测验成果如下：图5为待更新程序的HEX文件（经过Tasking环境生成），其间有下划线的位HEX文件记载中的数据记载，开始地址为0xCll000；图6为程序下载到Flash今后的数据，经过Tasking软件的 Debug状况，来检查Flash地址为0xCll000的数据。经过比照两幅图片，发现程序数据正确下载到了相应的Flash区域。在下载进程中，经过过错操作制作在线编程失利现象，然后断开衔接，ECU重启今后依然进入Bootloader程序，直接在上位机界面上点击“Program”，可以完结在线晋级。试验成果表明，所规划的依据CAN总线的在线晋级体系可以完结代码在线下载的功用，而且可以有用改进晋级进程中下载失利的问题。
图5 方针HEX文件2图6 Flash中的数据
结语
本文提出的依据CAN总线的ECU在线晋级体系规划计划，切实可行，并已在Infineon XC2785A单片机上完结实践测验。Infineon XC2000单片机具有相同的内核，因而此计划将对这一系列单片机的Bootloader规划具有指导意义。一起选用晋级标志位的办法，关于单片机IAP 功用的完结供给一个有利的参阅。
