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基于UDS协议的汽车电控单元故障诊断服务设计与实现

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基于UDS协议的汽车电控单元故障诊断服务设计与实现

作者：陈睿智中国科学技术大学

学位级别：硕士

随着现代汽车不断推进智能化和电动化,传统的排放诊断协议OBD（On-Board Diagnostic,车载自动诊断系统）已经不能很好满足各种类汽车电控单元（Electronic Control Unit,ECU）的故障诊断需求。现如今,ISO 14229所制定的UDS（Unified Dia... 详细信息

随着现代汽车不断推进智能化和电动化,传统的排放诊断协议OBD（On-Board Diagnostic,车载自动诊断系统）已经不能很好满足各种类汽车电控单元（Electronic Control Unit,ECU）的故障诊断需求。现如今,ISO 14229所制定的UDS（Unified Diagnostic Services,统一诊断服务）协议由于具备超越OBD的通用性,正在汽车行业迅速推广。另外,近几年出现的汽车空中升级（Over-the-Air,OTA）技术要求汽车ECU的Bootloader（引导加载器）支持标准的通信协议,UDS协议便成为了一种选择;而由于汽车ECU数量多、软件量大,OTA耗时长且容易受到干扰,因此OTA又要求Bootloader设计容错机制。本文以一款基于NXP公司MC9S12XEQ512微控制器的纯电动物流车整车控制器为平台,设计并实现了一套基于CAN（Controller Area Network,控制器局域网络）总线的UDS诊断服务软件,实现了常用的故障诊断服务。该软件首先按照MISRA-C规范进行编写,保证了软件可靠性;其次采取了分层化和模块化等处理方式,提高了软件可移植性;最后利用状态机模型来实现耗时过程的离散化运行,保证了软件实时性。本文设计并实现了汽车ECU的Bootloader软件,并将UDS协议作为软件升级所依赖的标准通信协议。除此之外,为了满足OTA场景的需求,本文还提出在Bootloader软件上实现断点续传和软件回滚功能。前者使得OTA过程在被意外情况中断后依然能够继续进行;后者使得ECU软件在升级后出现适配问题时能够及时回滚到上一个稳定版本。这两个新功能的引入,提升了软件升级系统的容错率,保证了车辆安全。本文还在PC（Personal Computer,个人计算机）端上基于WinForm实现了UDS诊断上位机,其支持发送UDS诊断服务请求、解析和显示诊断服务响应信息、软件包下载等功能,用于对UDS诊断服务软件以及Bootloader软件进行测试和应用。最后,本文通过实验室测试和实车测试对UDS诊断服务软件和Bootloader软件的功能和性能进行验证,证明了本文所实现的软件已达到设计需求。

关键词： UDS协议汽车电控单元空中升级引导加载器 CAN总线

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网络安全嵌入应用中的BOOTLOADER

通信技术 2016年第10期49卷 1392-1397页

作者：龚昌平谯通旭张福健中国电子科技集团公司第三十研究所四川成都610041

Bootloader是网络安全嵌入软件开发实现的第一步,也是最重要的一步,直接影响应用程序在设备加电后是否能够正常加载运行,也影响设备从加电到正常运行间的时间,影响用户的体验。因此,讨论Bootloader的基本属性,并通过一个简单的实例详细... 详细信息

Bootloader是网络安全嵌入软件开发实现的第一步,也是最重要的一步,直接影响应用程序在设备加电后是否能够正常加载运行,也影响设备从加电到正常运行间的时间,影响用户的体验。因此,讨论Bootloader的基本属性,并通过一个简单的实例详细描述引导加载过程,同时就如何满足现场升级、在应用编程(IAP)等方面的应用需求进行阐述,以助于网络安全嵌入式系统开发人员尤其是初学者深刻理解Bootloader。

关键词：网络安全嵌入式应用引导加载器现场升级 IAP

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基于ARM的uClinux的移植方案

宁波广播电视大学学报 2010年第3期8卷 112-114页

作者：黄文邹航张雪燕宁波广播电视大学信息系浙江宁波315016 燕山大学体育学院河北秦皇岛066004

本文针对基于ARM的uClinux OS的特点,详细介绍了uCLinux操作系统的裁剪、移植过程。主要对BootLoader,OS启动以及串口设置几个关键步骤进行了分析与设计。

关键词： uClinux 操作系统剪裁操作系统移植引导加载器

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了解嵌入系统的引导技术

电子设计技术 EDN CHINA 2011年第6期18卷 51-55页

作者： Mohit Arora Varun Jain 飞思卡尔半导体公司

引导是指在接通电源和装入应用之间,系统完成的一系列步骤,它在理论上简单,但实际上经常很复杂。引导加载器的主要任务是装入操作系统,但软硬件工程师对这个过程的看法并不相同。

关键词：嵌入式系统引导加载器

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移动介质引导平台研究

南京师范大学学报（工程技术版） 2008年第4期8卷 190-194页

作者：郝永芳苏克青王德军武汉大学网络中心湖北武汉430072 武汉大学计算机学院湖北武汉430072

为解决裸机系统恢复中的移动介质引导问题,提出了一种基于WinPE的USB移动介质引导平台方案.该方案在USB介质引导扇区写入引导加载器,实现操作系统加载功能;对WinPE环境进行精简,提高移动介质引导的性能;增加通用驱动库和特殊硬件驱动,实... 详细信息

为解决裸机系统恢复中的移动介质引导问题,提出了一种基于WinPE的USB移动介质引导平台方案.该方案在USB介质引导扇区写入引导加载器,实现操作系统加载功能;对WinPE环境进行精简,提高移动介质引导的性能;增加通用驱动库和特殊硬件驱动,实现WinPE对广泛硬件平台的支持;最后通过实现定制工具(WinPEusb-maker),实现USB引导介质的自动生成.实验结果表明该平台硬件兼容性好、启动速度快、使用方便、定制灵活.

关键词：主引导扇区引导加载器 Windows预安装环境备份恢复裸机恢复