王邵龍，谷原野，劉德利，孫運璽

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

隨著汽車電子電氣技術(shù)的快速發(fā)展，車載電子控制單元數(shù)量日益增多，對控制器軟件的更新需求也越來越多。Bootloader是在主程序運行前的一段小程序，主要完成應(yīng)用數(shù)據(jù)下載和更新任務(wù)［1］，是底層硬件與上層應(yīng)用軟件之間的交互接口，與用戶應(yīng)用程序完全獨立［2］，由于其刷寫速度快、車載接口方便的特點，得到了大家的普遍使用。

目前，控制單元Bootloader刷新流程的設(shè)置主要基于ISO 14229和ISO 15765標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，各主機廠根據(jù)不同情況略有不同。針對控制單元Bootloader刷新測試，目前采用的軟硬件工具主要有Vector公司的CANcaseXL /CANoe、Softing公司的EDICusb / DTS（Diagnostic Tool Set）工具集等；但以上工具都不是針對Bootloader測試開發(fā)，所以設(shè)置繁瑣、價格昂貴。本文提出了一種基于Kvaser Leaf Light v2設(shè)備的車載控制單元Bootloader測試系統(tǒng)（以下簡稱測試系統(tǒng)），能夠?qū)崿F(xiàn)控制單元Bootloader刷新流程中的預(yù)刷新、刷新程序、刷新后處理的自動化測試，并自動判斷測試結(jié)果。

1 測試系統(tǒng)的硬件環(huán)境建立

Kvaser Leaf Light v2是瑞典Kvaser公司推出的用于CAN總線的單通道高速USB接口，具有價格低廉、方便攜帶等特點。

測試系統(tǒng)主要由PC機、Kvaser Leaf Light v2總線通信設(shè)備、被測ECU組成。其中，PC機通過USB接口連接Kvaser Leaf Light v2總線通信設(shè)備，Kvaser Leaf Light v2設(shè)備通過DB9接頭連接網(wǎng)關(guān)Diag_CAN，再由網(wǎng)關(guān)連接相應(yīng)總線上的被測ECU，具體連接情況如圖1所示。實際應(yīng)用中，也可以通過OBD接口連接。

圖1 測試系統(tǒng)硬件連接圖

2 測試系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案

圖2為測試軟件初始界面——測試界面。本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層遵循ISO 15765-2［3］標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用層遵循ISO 15765-3［4］標(biāo)準(zhǔn)，診斷服務(wù)參考ISO 14229［5］標(biāo)準(zhǔn)。測試系統(tǒng)的人機接口分為測試界面和配置界面兩部分。軟件運行后的初始界面為測試界面，在此界面中主要包括4個方面的內(nèi)容。

1）裝載內(nèi)容窗體 顯示裝載的下載文件的內(nèi)容，可加載*.hex，*.s19，*.bin，*.mot等多種格式的flash文件。

2）配置窗體 用于配置下載過程中的參數(shù)，包括安全算法MASK值、裝載文件個數(shù)、連續(xù)刷寫次數(shù)、連續(xù)刷寫間隔、診斷口波特率、ECU類型、文件分段個數(shù)、文件分段大小、文件分段使能、刷寫失敗后可繼續(xù)發(fā)送、暫停下載后可繼續(xù)下載、直接進(jìn)入編程會話下載、配置管理按鈕、確認(rèn)按鈕等。

圖2 測試軟件初始界面——測試界面

3）操作窗體 包括裝載文件按鈕、下載按鈕、暫停下載按鈕、繼續(xù)下載按鈕、清除顯示按鈕、存儲Trace按鈕、停止顯示按鈕等。

4）運行信息窗體 主要顯示外部下載工具的初始化信息、下載過程中的數(shù)據(jù)信息、下載結(jié)果狀態(tài)信息等。

通過測試界面的配置管理按鈕，可以打開配置界面，如圖3所示。

圖3 測試軟件配置界面

在整個下載過程中，需要首先通過此界面制作或?qū)胂螺d時所用的配置文件。此界面主要包括三大窗體的內(nèi)容。

1）命令及參數(shù)設(shè)置框 用來編輯下載所需的配置文件及配置某些下載參數(shù)，包括基礎(chǔ)參數(shù)如數(shù)據(jù)下載延時（STmin）、P2CAN_ECUmax、P2NCAN_ECUmax以及被測控制器的請求響應(yīng)ID等。

2）命令操作 ①加入命令：把目前命令框中顯示的具體數(shù)值按照命令列表窗口中所需的內(nèi)容加入到命令列表中，形成一條下載命令。②刪除命令：刪除最近加入的一條命令。③導(dǎo)入配置：導(dǎo)入已經(jīng)生成的命令列表配置文件，文件格式為*.TXT文件，并在命令列表窗口中完全顯示。④存儲配置：將當(dāng)前命令集存儲為*.TXT文件。⑤確認(rèn)：將當(dāng)前命令集讀入系統(tǒng)內(nèi)存，做好下載準(zhǔn)備。⑥退出：退出圖3所示的配置管理界面，命令列表窗口中的命令集不會被讀入內(nèi)存。

3）命令列表窗體 在此窗體中，通過修改、刪除、插入動作，實現(xiàn)對命令的修正。

3 測試系統(tǒng)測試執(zhí)行及測試效果

測試系統(tǒng)具體測試執(zhí)行流程如圖4所示。打開程序后，通過加載已生成的命令列表配置文件或新建命令列表配置文件，如圖3所示；按照Bootloader測試需求加入對應(yīng)的命令條目，生成測試所需的命令列表。

圖4 測試執(zhí)行流程圖

確認(rèn)命令列表后，在軟件的測試頁面-配置窗體中，選擇正確的下載參數(shù)；在操作窗體中，進(jìn)行文件裝載后，點擊下載按鈕，進(jìn)行測試，軟件對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并生成測試結(jié)果，結(jié)果反饋到運行信息窗體中，圖5和圖6分別表現(xiàn)了正在下載和下載成功時軟件的運行情況。

圖5 測試軟件運行中

圖6 測試結(jié)果反饋

結(jié)合圖5、圖6中TPMS Bootloader測試執(zhí)行效果，闡述執(zhí)行過程如下。

1）加載TXT格式的下載命令列表至測試系統(tǒng)中。

2）選擇正確的測試參數(shù)，并加載需要被下載到控制器中的Flash文件。

3）點擊下載按鈕，測試系統(tǒng)（上位機）自動發(fā)送診斷命令，并持續(xù)保持檢測控制器的診斷響應(yīng)與命令列表中的預(yù)設(shè)值是否一致。如完全一致，繼續(xù)執(zhí)行命令列表中的后續(xù)命令；如不一致，測試結(jié)果為下載失敗，并立即終止測試。

4）命令列表持續(xù)發(fā)送完畢并檢測無誤后，測試終止，并提示下載成功。

5）測試完成之后，不論下載成功或失敗，點擊存儲Trace，系統(tǒng)自動保存下載過程Trace，包含了測試每一步驟的診斷請求和響應(yīng)。

4 結(jié)論

本文闡述了測試系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計方案，及其應(yīng)用于控制器Bootloader功能測試的效果，能夠有效發(fā)現(xiàn)控制器在Bootloader功能中存在的問題，保證了控制器的開發(fā)品質(zhì)和不同控制器在Bootloader功能上的一致性。

本測試系統(tǒng)的人機界面友好，軟件設(shè)計通用化，可加載多種格式的flash文件，對于不同車型平臺、不同控制器，只需要更改控制器的掩碼即可，可大大縮短由于測試軟件參數(shù)配置而耗費的周期和成本，并能夠在試制車輛需要進(jìn)行軟件更新時，方便地使用OBD接口進(jìn)行更新，避免了零部件拆裝帶來的麻煩。

［1］ 蔡營，王永峰，范志容，等.基于CAPL的CAN控制器Bootloader上位機系統(tǒng)設(shè)計［J］.汽車電器， 2017（3）：68-72.

［2］ 王青萍．嵌入式系統(tǒng)啟動軟件Bootloader 的設(shè)計［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2008（10） ： 70- 72.

［3］ ISO 15765-2，Road vehicles-Diagnostics on Controller Area Networks（CAN）-Part2： Network layer services［S］.

［4］ ISO 15765-3，Road vehicles-Diagnostics on Controller Area Networks（CAN）-Part 3： Implementation of unified diagnostic services（UDS on CAN）［S］.

［5］ ISO 14229，Road vehicles-Unified diagnostic services（UDS）-Specification and Requirement［S］.