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关键字：CAN总线 在线编程 引导加载程序 Infineon XC2000
随着IAP技术的出现以及Flash价格的降低，一般的电控单元(ECU)都具有IAP(In Application Programming)功能和较大的Flash空间，为实现ECU在线编程功能提供了必要条件。目前基于IAP技术的在线编程的方案有很多，采用的通信方式和具体实现方法也各不相同。参考文献[2]采用RS232总线和YMODEM协议开发的用于智能终端的在线升级系统，但是RS232总线的传输速率有限。参考文献[3]采用LIN总线实现的适用于汽车ECU的在线升级系统，LIN总线除了传输速率有限以外，同时它只是一种辅助总线，并不是所有车身ECU都采用LIN接口。参考文献[1][4]采用基于CCP(CAN Calibration Protoc01)协议的在线升级系统，兼具CAN总线传输速率快和CCP协议可扩展性好的优点。本文采用CAN总线，基于CCP原理自定义协议的在线升级系统，具有传输速度快的特点。自定义协议各命令基本沿用CCP协议，但内容做了改动，这样通过改动协议内容能够很好地适合特定环境的应用。同时在升级过程中加入升级请求标志位，能够很好地改进程序下载过程中命令延时等待、应用程序下载失败以后下次无法连接的问题。
1 在线编程系统设计
在线编程系统硬件主要包含三个部分：带有下载上位机软件的PC机、USB—CAN接口卡和安装有Bootloader程序的ECU。上位机通过USB—CAN接口卡与ECU通信，并进行代码的升级。软件主要包含两个部分：上位机的Bootloader下载程序和下位机的Bootloader程序。
1.1 通信协议与上位机程序设计
1.1.1 通信协议的制定
系统通信协议的以CCP协议原理为基础，结合实际操作过程的需求来制定。CCP协议提供11个基本命令和17个可选命令，基本命令包括：CONNECT、GET_CCP_VERS lON、EXCHANGE_ID、SET_MTA、DNLOAD、UPLOAD、GET_DAQ_PTR、WRITE_DAQ、START_STOP、DISCONNECT。本协议采用其中CONNECT、DISCONNECT、CLEAR_MEMORY、PROGRAM、SETMTA。命令内容根据实际需要自定义；消息应答信号有连接成功应答、编程准备就绪应答、页编程完成应答、编程完成应答、编程失败应答、SECTION擦除就绪应答、SEC—TION擦除完成应答等。本套自定义协议能够很好地应用在实际下载过程中。
1.1.2 PC端下载程序的组成
PC端的Bootloader下载程序主要功能是实现对目标文件的解析和与下位机软件通信。下载程序采用VisualC++6．0编写，主要分成目标文件加载与解析以及Flash编程两个模块。
(1)目标文件的生成和解析
系统应用程序文件采用*．HEX格式文件，该文件是记录文本行的ASCII文本文件，每一行是一条记录，每条记录是16进制数组成的机械码或数据常量。记录格式：：LL ADDR TT[DDD…]CC
其中，冒号是记录开始；LL表示数据长度，即[DDD…]的字节数；ADDR表示地址信息；TT表示记录的类型；[DDD…]表示数据内容；CC表示校验和。
利用Tasking开发环境，能够生成包含应用程序的*．HEX文件，文件中的记录类型只有数据记录、线性扩展地址记录和文件结束记录。通过上位机载入目标文件，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)的形式存放，每16帧数据组合成一个页，同时记录每个数据页的首地址。
(2)Flash编程模块
Flash编程模块实现与下位机的通信，主要包含命令的解析、CAN总线驱动、数据发送和状态显示等部分。CAN总线驱动采用广州周立功单片机发展有限公司的USB—CAN采集卡的驱动程序，加入提供的库函数，来实现对于CAN总线数据的发送和接收。上位机软件提供相关命令的按钮，下载过程中通过按动相应按钮来实现命令的发送。下载过程中如果接收到连接成功、编程完成或者编程失败等信号以后，显示相应状态。
1.1.3 PC端下载程序的运行流程
PC端程序运行以后，通过上位机界面上的“载入文件”按钮，将要升级程序HEX文件载入，点“解析按钮”，程序自动将HEX文件分成包含有效数据长度为128字节的页，同时将页首地址保存。根据已经制定好的协议，上位机将这些命令封装成CAN总线消息发送到下位机。编程过程中，上位机将所需要发送的程序页总数发送给下位机，然后从第一页开始发送，每一页发送完成以后，等待下位机发送页编程完成信号，完成以后继续发送下一页，直到所有程序页都发送完成，这时如果无错误，接收下位机编程完成应答消息，显示编程完成；否则显示编程失败。程序流程图如图l所示。
圈1 PC端下载程序流程图
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