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电子控制器在线刷新介绍
2019-09-29 23:16:20· 来源：联合电子
电子控制器（Electronic Control Unit, ECU）对于汽车的重要性不言而喻。随着主机厂对于软件的复杂性和多样性需求越来越高，ECU的软件刷新功能越来越重要。同时
电子控制器（Electronic Control Unit, ECU）对于汽车的重要性不言而喻。随着主机厂对于软件的复杂性和多样性需求越来越高，ECU的软件刷新功能越来越重要。同时，随着主机厂对降低库存、缩短供货周期等有着愈发迫切的需求，在线刷新的应用模式应运而生并逐步得到推广应用。本文主要介绍联合电子的ECU在线刷新方案。
1 ECU传统刷新策略和供货方案面临的挑战
目前的ECU软件都支持刷新功能，以支持ECU的软件更新。ECU的刷新策略会基于一份刷新规范开发。联合电子与主机厂（包括刷新设备开发商）都会遵循同一份刷新规范，该规范一般参考ISO14229、ISO15765、ISO11898等国际标准协议和主机厂企业标准。刷新规范中通常会定义以下几点：电源模式，会话管理，网络层和应用层通讯，诊断服务，刷新流程。目前联合电子的ECU软件刷新策略，支持了完善的数据安全校验和刷新限制校验机制，以确保软件刷新过程的数据安全性和软件刷新应用场景的正确性。
但传统的ECU刷新策略，由于在供应商端对于项目批产ECU硬件和软件进行了严格的绑定并执行了相关的校验，在保障足够安全可靠的同时，也使得主机厂在生产过程中缺乏一定的灵活性和柔性管理空间。这种项目模式在市场竞争加剧、产品迭代加快的汽车产业大背景下，面临越来越多的挑战：
主机厂的生产排产不够灵活，每一个车型和配置都要对相应的ECU进行提前备货和生产准备。对于主机厂生产计划临时排产，往往难以满足。
ECU供货周期长，硬件的批产需要等待软件的设计冻结，每一个ECU的数据冻结到批量供货周期大约需要2～3月时间，难以满足市场要求和主机厂需求。
为了满足多个车型配置的生产计划，需要为每个与之对应的ECU预备相应的库存量，因此庞大的ECU库存，带来管理成本增加，且存在呆滞库存的风险。
2 联合电子ECU在线刷新解决方案
针对这些局限性，联合电子推出了ECU在线刷新的解决方案。对于实施ECU在线刷新的项目，主机厂只需要采购一个底板ECU硬件以及对应的项目批产数据，即可满足整车生产要求。其中，底板ECU中的软件支持不同项目的批产数据的刷写要求。
2.1 在线刷新流程简介
主机厂的在线刷新，通常流程为：联合电子在ECU硬件批产后，将刷入基础软件的底板ECU提供给主机厂。其中，基础软件是指仅支持刷新功能、不支持应用层功能的ECU底层软件。后续整车项目批产后，联合电子再提供项目批产软件给主机厂。主机厂需要管理软件数据和制定刷新流程。在车辆装配的过程中，主机厂进行ECU刷新。如下图：
图1 在线刷新示意图
从主机厂的角度，需要建立数据库管理软件数据，可以通过标签或者物流号来追溯ECU版本。
2.2 在线刷新的软件策略
图2中为ECU平台存储器分配的方案。ECU正常运行时，软件运行在应用软件和标定数据片区，以支持发动机喷油点火及相关整车功能。在刷新模式下，软件运行在引导程序片区，应用层功能被禁止，应用软件和标定数据会被刷写。如果在刷写过程中由于通讯干扰或电源断电等原因产生异常中断，此时ECU已不能支持整车应用层功能，但由于引导程序部分还是完整的，ECU可以支持再次刷写。底板ECU中的软件是仅包含引导程序的基础软件，仅能够支持刷新功能，不支持其他功能，这也确保了底板ECU不能用于刷新之外的其他用途；项目ECU软件则是包含引导程序、应用软件、标定数据的全功能软件。
图2 存储器分配
同时，为了支持底板ECU刷新功能的通用性，需要通过升级ECU基础软件和工具链，解除底板ECU软件对项目号检查和互刷限制，从而在技术上实现一个底板ECU可以应对多个项目软件的刷新需求。
除此之外，在线刷新底板ECU的刷新策略继承了其他诸如安全校验、数字签名等安全技术，使得在线刷新底板ECU兼具一定的灵活性和必要的安全性。
3 在线刷新的优势
联合电子ECU在线刷新的项目方式和供货模式，将给主机厂带来更大的柔性管理空间，具有明显的优势：
灵活排产：将ECU的硬件批产与软件批产分开，硬件批产后即可供货，软件批产后主机厂可以结合装车计划在线刷新；
缩短供货周期：硬件提前到位，该方案可以节省项目批产后的硬件验证流程，软件交付后可以立即装车刷新，缩短ECU的供货周期；
降低库存：ECU硬件适用于多个软件，减少市场变化产生的库存；减少软件设计变更产生的库存；
减少返工：降低软件变更带来的影响，主机厂可以及时更新软件。
ECU的在线刷新需要与主机厂的工厂产线节拍相配合，更需要保证在线刷新过程的可靠性。整车在线刷新的可靠性是个系统工程，涉及软件自身鲁棒性、环境电磁干扰、整车电子电气架构（是否经过网关、终端电阻适配等）、通讯时间参数设置、诊断刷新设备鲁棒性等多方面。一方面，按照标准的推荐方案正确应用刷新流程会使刷新稳定可靠，另一方面，ECU刷新策略确保刷新异常中断后可以支持再次刷新。
目前，联合电子的ECU在线刷新方案已经广泛应用于国内多个主机厂客户，大大提高了主机厂的生产效益，收到了广泛的认可。
1 ECU传统刷新策略和供货方案面临的挑战
目前的ECU软件都支持刷新功能，以支持ECU的软件更新。ECU的刷新策略会基于一份刷新规范开发。联合电子与主机厂（包括刷新设备开发商）都会遵循同一份刷新规范，该规范一般参考ISO14229、ISO15765、ISO11898等国际标准协议和主机厂企业标准。刷新规范中通常会定义以下几点：电源模式，会话管理，网络层和应用层通讯，诊断服务，刷新流程。目前联合电子的ECU软件刷新策略，支持了完善的数据安全校验和刷新限制校验机制，以确保软件刷新过程的数据安全性和软件刷新应用场景的正确性。
但传统的ECU刷新策略，由于在供应商端对于项目批产ECU硬件和软件进行了严格的绑定并执行了相关的校验，在保障足够安全可靠的同时，也使得主机厂在生产过程中缺乏一定的灵活性和柔性管理空间。这种项目模式在市场竞争加剧、产品迭代加快的汽车产业大背景下，面临越来越多的挑战：
主机厂的生产排产不够灵活，每一个车型和配置都要对相应的ECU进行提前备货和生产准备。对于主机厂生产计划临时排产，往往难以满足。
ECU供货周期长，硬件的批产需要等待软件的设计冻结，每一个ECU的数据冻结到批量供货周期大约需要2～3月时间，难以满足市场要求和主机厂需求。
为了满足多个车型配置的生产计划，需要为每个与之对应的ECU预备相应的库存量，因此庞大的ECU库存，带来管理成本增加，且存在呆滞库存的风险。
2 联合电子ECU在线刷新解决方案
针对这些局限性，联合电子推出了ECU在线刷新的解决方案。对于实施ECU在线刷新的项目，主机厂只需要采购一个底板ECU硬件以及对应的项目批产数据，即可满足整车生产要求。其中，底板ECU中的软件支持不同项目的批产数据的刷写要求。
2.1 在线刷新流程简介
主机厂的在线刷新，通常流程为：联合电子在ECU硬件批产后，将刷入基础软件的底板ECU提供给主机厂。其中，基础软件是指仅支持刷新功能、不支持应用层功能的ECU底层软件。后续整车项目批产后，联合电子再提供项目批产软件给主机厂。主机厂需要管理软件数据和制定刷新流程。在车辆装配的过程中，主机厂进行ECU刷新。如下图：
图1 在线刷新示意图
从主机厂的角度，需要建立数据库管理软件数据，可以通过标签或者物流号来追溯ECU版本。
2.2 在线刷新的软件策略
图2中为ECU平台存储器分配的方案。ECU正常运行时，软件运行在应用软件和标定数据片区，以支持发动机喷油点火及相关整车功能。在刷新模式下，软件运行在引导程序片区，应用层功能被禁止，应用软件和标定数据会被刷写。如果在刷写过程中由于通讯干扰或电源断电等原因产生异常中断，此时ECU已不能支持整车应用层功能，但由于引导程序部分还是完整的，ECU可以支持再次刷写。底板ECU中的软件是仅包含引导程序的基础软件，仅能够支持刷新功能，不支持其他功能，这也确保了底板ECU不能用于刷新之外的其他用途；项目ECU软件则是包含引导程序、应用软件、标定数据的全功能软件。
图2 存储器分配
同时，为了支持底板ECU刷新功能的通用性，需要通过升级ECU基础软件和工具链，解除底板ECU软件对项目号检查和互刷限制，从而在技术上实现一个底板ECU可以应对多个项目软件的刷新需求。
除此之外，在线刷新底板ECU的刷新策略继承了其他诸如安全校验、数字签名等安全技术，使得在线刷新底板ECU兼具一定的灵活性和必要的安全性。
3 在线刷新的优势
联合电子ECU在线刷新的项目方式和供货模式，将给主机厂带来更大的柔性管理空间，具有明显的优势：
灵活排产：将ECU的硬件批产与软件批产分开，硬件批产后即可供货，软件批产后主机厂可以结合装车计划在线刷新；
缩短供货周期：硬件提前到位，该方案可以节省项目批产后的硬件验证流程，软件交付后可以立即装车刷新，缩短ECU的供货周期；
降低库存：ECU硬件适用于多个软件，减少市场变化产生的库存；减少软件设计变更产生的库存；
减少返工：降低软件变更带来的影响，主机厂可以及时更新软件。
ECU的在线刷新需要与主机厂的工厂产线节拍相配合，更需要保证在线刷新过程的可靠性。整车在线刷新的可靠性是个系统工程，涉及软件自身鲁棒性、环境电磁干扰、整车电子电气架构（是否经过网关、终端电阻适配等）、通讯时间参数设置、诊断刷新设备鲁棒性等多方面。一方面，按照标准的推荐方案正确应用刷新流程会使刷新稳定可靠，另一方面，ECU刷新策略确保刷新异常中断后可以支持再次刷新。
目前，联合电子的ECU在线刷新方案已经广泛应用于国内多个主机厂客户，大大提高了主机厂的生产效益，收到了广泛的认可。
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