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基于HIS协议的车载Bootloader的研究与实现

刘一平  
【摘要】:改革开放以来,国民经济迅猛发展。随着人民物质生活水平的不断提高,对一个家庭而言,拥有一辆甚至多辆汽车,已经不是遥不可及的梦想。根据国家统计局最新发布的《2014年国民经济和社会发展统计公报》显示,2014年末全国民用汽车保有量达到15447万辆(包括三轮汽车和低速货车972万辆),比2013年末增长12.4%,其中私人汽车保有量12584万辆,增长15.5%。民用轿车保有量8307万辆,增长16.6%,其中私人轿车7590万辆,增长18.4%。随着汽车电子的发展和汽车的智能化程度不断提高,如今的汽车,已经成为机电一体化复杂的控制系统。车载应用软件的作用,已经从早期的车载娱乐和外围功能,扩展到了汽车的控制系统、主动安全和动力系统。因此,车载应用软件的缺陷,需要及时的召回和修复,以保证车辆的运行安全和良好的用户体验。而由于汽车本身机械构造的特殊性,车载应用软件的更新,需要重新拆解和组装每一辆需要修复或更新软件的汽车,常规的4S店和维修厂很难具备此工艺条件。因此车载应用软件缺陷的修复,需要车辆大面积的召回和返厂,不仅给用户造成了长时间的等待和不便,还给整车厂和零部件供应商造成巨大的经济损失和人力损失。结合汽车电子行业车载应用软件更新的迫切需求和国内外研究现状,经过前期对国内整车厂和零部件供应商的调研,本文参照HIS规范、ISO14229和ISO15765标准,设计实现了一套基于HIS规范的车载刷新软件。该软件采用目前行业内广泛应用的UDS诊断服务,设计实现了丰富可靠的安全机制,充分满足了在对车辆不需要任何拆解组装的条件下,车载应用软件在线刷新的需求。此外,本文还提出了车载刷新软件安全可靠性的测试验证方法。通过静态扫描、符合性测试等手段充分测试验证了车载刷新软件的安全性和可靠性。主要工作内容包括:1)分析研究了HIS规范、ISO14229标准和ISO15765标准,设计实现了基于UDS服务的软件刷新服务流程。该服务流程,从安全性上,通过0x27服务的种子秘钥机制,充分保证了非法的外部编程设备无法对ECU进行编程;从可靠性上,通过0x31服务的校验机制,保证数据下载的正确性和完整性。2)设计实现了基于UDS服务的下位机Bootloader软件和上位机烧写工具。下位机Bootloader软件基于英飞凌公司的TC1782平台开发,上位机烧写工具基于VECTOR公司的CANOE工具开发。上位机烧写工具和下位机Bootloader软件采用CAN通信方式,遵守烧写服务流程规范。3)采用QAC扫描工具,对下位机Bootloader软件进行静态扫描,包括MISRAC:2004规则扫描和质量度量元指标扫描,保证下位机软件行业标准的符合度和可靠性。4)基于英飞凌公司的TC1782平台,对上下位机软件进行符合性测试。符合性测试内容包括基本功能测试和异常压力测试。经过符合性测试,保证该软件,在工业生产中各种复杂情况下工作的稳定性和可靠性。


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