DE102006020562A1

DE102006020562A1 - Anordnung und Verfahren zur Reprogrammierung von Steuergeräten

Info

Publication number: DE102006020562A1
Application number: DE102006020562A
Authority: DE
Inventors: Peter Barowski; Herbert Thomas
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2007-11-08
Also published as: US20080288768A1; CN101067746A

Abstract

Bei einer Anordnung zur Reprogrammierung von mindestens zwei miteinander über einen Datenbus (4) verbundenen Steuergeräten (ECU1 bis ECU3) ist in jedem der mindestens zwei Steuergeräte (ECU1 bis ECU3) ein Reprogrammierungs-Modul (6) zur Durchführung der Reprogrammierung des eigenen Steuergerätes mit neuen Programmdaten gemäß einem ersten Reprogrammierungs-Protokoll vorhanden. Die Erfindung sieht ein mit dem Datenbus (4) verbundenes Konvertierungsmodul (TRANS) vor, welches die mittels eines zweiten Reprogrammierungs-Protokolls an das Konvertierungsmodul (TRANS) übertragenen neuen Programmdaten mittels des ersten Reprogrammierungs-Protokolls auf den Datenbus legt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Reprogrammierung von mindestens zwei miteinander über einen Datenbus verbundenen Steuergeräten, wobei in jedem der mindestens zwei Steuergeräte ein Reprogrammierungs-Modul zur Durchführung der Reprogrammierung des eigenen Steuergerätes mit neuen Programmdaten gemäß einem ersten Reprogrammierungs-Protokoll vorhanden ist.
Die Reprogrammierung eines Steuergerätes ist allgemein auch unter dem Begriff Flashen bekannt. Die zu reprogrammierende Software, die mittels der neuen Programmdaten reprogrammiert bzw. durch diese überschrieben werden soll, ist dabei auf einem nichtflüchtigen, wiederbeschreibbaren Speicherchip, insbesondere einem Flash-Speicher, in dem Steuergerät abgelegt. Diese Speicherchips zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Robustheit aus, weshalb sie gegenüber herkömmlichen Speichermedien bei Steuergeräten bevorzugt eingesetzt werden. Unter einem Steuergerät wird hierbei ein elektronisches Gerät verstanden, welches neben dem Speicherchip mindestens über eine Recheneinheit sowie einen Datenein- und einen Datenausgang verfügt, wobei über den Datenausgang die Funktionsweise einer maschinellen Einrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, beeinflusst wird.
In heutigen Kraftfahrzeugen werden im Allgemeinen mehrere Steuergeräte verwendet, die zum Zweck des gegenseitigen Informationsaustauschs über einen Datenbus, beispielsweise einen CAN-, LIN- oder MOST-Bus, miteinander verbunden sind. Dabei ist es aus der DE 102 11 426 A1 bekannt, zur Durchführung einer Reprogrammierung der mehreren Steuergeräte ein Reprogrammierungsgerät an den Datenbus anzuschließen, welches die neuen Programmdaten über den Datenbus an mindestens eines der Steuergeräte überträgt. Die Reprogrammierung erfolgt dabei im Allgemeinen gemäß einem Reprogrammierungs-Protokoll, in welchem der genaue Ablauf einer Datenkommunikation zwischen dem Steuergerät und dem Reprogrammierungsgerät während der Reprogrammierung festgelegt ist. Damit das Reprogrammierungs-Protokoll auch vom Steuergerät verstanden wird, ist in dem Steuergerät ein Reprogrammierungs-Modul, auch Flash-Loader genannt, vorhanden. Dieses Modul wickelt den Datenaustausch mit dem Reprogrammierungsgerät ab und nimmt nach dem Empfang der neuen Programmdaten die Reprogrammierung des Speicherchips im Steuergerät vor.
Das Reprogrammierungs-Protokoll ist nahezu beliebig festlegbar. Demzufolge existieren heute auf dem Markt, insbesondere auf dem Kraftfahrzeugmarkt, verschiedene Spezifikationen von Reprogrammierungs-Protokollen. In den Protokollen können nicht nur voneinander abweichende Befehle sondern auch spezifische Reihenfolgen von Befehlen definiert sein. Darüber hinaus kann ein Reprogrammierungs-Protokoll Schutzmechanismen enthalten, wie beispielsweise einen Datenaustausch zum Ausschluss von Manipulationen, bei dem sich das Reprogrammierungsgerät gegenüber dem Steuergerät autorisiert, oder eine Überprüfung der Authentizität der zu übertragenen neuen Programmdaten oder eine Überwachung der fehlerlosen und erfolgreichen Übertragung der neuen Programmdaten. Es ist auch möglich, dass das Reprogrammierungs-Protokoll zusätzlich eine Komprimierung und/oder eine Verschlüsselung der zu übertragenen Daten vorsieht.
Die Vielfalt der Kombinationsmöglichkeiten der genannten Mechanismen hat zu einer Vielzahl an Reprogrammierungs-Protokollen geführt. Dabei ist es heute während der Entwicklung, Erprobung und Inbetriebnahme von maschinellen Einrichtungen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mehr und mehr üblich, dass sowohl der Steuergerätehersteller als auch die Hersteller von übergeordneten Funktionsgruppen als auch der letztendliche Einrichtungshersteller an der Softwareentwicklung beteiligt sind. Da bei der Softwareentwicklung eine einfache und schnelle Reprogrammierung eines in der Einrichtung eingesetzten Steuergerätes gewünscht ist, muss dessen Reprogrammierungs-Modul demnach die unterschiedlichen Reprogrammierungs-Protokolle der verschiedenen Hersteller beherrschen.
Der dazu erforderliche Entwicklungs- und Wartungsaufwand für den Hersteller des Steuergerätes bzw. des Reprogrammierungs-Moduls ist jedoch beträchtlich, weshalb es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Anordnung und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen der Aufwand zur Bereitstellung reprogrammierbarer Steuergeräte reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Des Weiteren sieht die Erfindung ein Konvertierungsmodul nach Anspruch 9 vor.
Erfindungsgemäß ist ein mit dem Datenbus verbundenes Konvertierungsmodul vorgesehen, welches die mittels eines zweiten Reprogrammierungs-Protokolls an das Konvertierungsmodul übertragenen neuen Programmdaten mittels des ersten Reprogrammierungs-Protokolls auf den Datenbus legt.
Der Grundgedanke dabei ist, dass für die an den Datenbus angeschlossenen, mindestens zwei Steuergeräte nur noch ein einheitliches Reprogrammierungs-Protokoll gilt, welches hier als erstes Reprogrammierungs-Protokoll bezeichnet wird. Die in den mindestens zwei Steuergeräten jeweils vorhandenen Reprogrammierungs-Module müssen also nur noch für die Beherrschung des ersten Reprogrammierungs-Protokolls ausgelegt sein, was den Aufwand zur Bereitstellung der Steuergeräte jeweils reduziert.
Damit weiterhin der Hersteller einer den mindestens zwei Steuergeräten übergeordneten Funktionsgruppe oder maschinellen Einrichtung mit seinem eigenen Reprogrammierungs-Proto koll arbeiten kann, welches hier als zweites Reprogrammierungs-Protokoll bezeichnet wird, ist das Konvertierungsmodul vorgesehen. Das Konvertierungsmodul ist im Sinne einer zentralen Übersetzungseinheit an den Datenbus angeschlossen und nimmt eine Konvertierung vom zweiten in das erste Reprogrammierungs-Protokoll vor. Dafür schließt sich der Hersteller mit seinem Reprogrammierungsgerät, welches nur das zweite Reprogrammierungs-Protokoll verstehen muss, entweder an den Datenbus oder direkt an das Konvertierungsmodul an, und veranlasst in der üblichen Weise die Reprogrammierung. Dabei können die Steuergeräte entweder einzeln und unabhängig voneinander oder gruppenweise über den Datenbus angesprochen und reprogrammiert werden.
Für die Fälle, in denen das Reprogrammierungs-Protokoll neben dem reinen Versenden der neuen Programmdaten einen wechselseitigen Datenaustausch zwischen dem jeweiligen Steuergerät und dem Reprogrammierungsgerät vorsieht, legt das Konvertierungsmodul gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Daten, die mittels des ersten Reprogrammierungs-Protokolls zu ihm übertragen wurden, mittels des zweiten Reprogrammierungs-Protokolls auf den Datenbus. Die Übersetzung erfolgt hierbei also in beide Datenübertragungsrichtungen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Konvertierungsmodul Bestandteil eines der mindestens zwei Steuergeräte. Insbesondere kann es als Software-Modul vorgesehen sein. Damit entfällt ein zusätzlich für das Konvertierungsmodul vorzusehender Datenbus-Knoten, was die Kosten der Anordnung reduziert.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist das Konvertierungsmodul in der Lage, mehr als nur eine Art der Übersetzung vorzunehmen, also zusätzlich auch eine Übertragung von Daten, insbesondere neuen Programmdaten, von einem dritten Programmierungs-Protokoll in das erste Reprogrammierungs-Protokoll und umgekehrt. Natürlich sind Erweiterungen auf ein viertes und mehr Reprogrammierungs-Protokolle ebenso denkbar.
Gemäß einer Ausführung dieser Ausgestaltung erkennt das Konvertierungsmodul selbständig, ob die neuen Programmdaten mittels des zweiten oder des dritten Reprogrammierungs-Protokolls übertragen werden. Alternativ kann das aktuell gültige Reprogrammierungs-Protokoll, welches in das erste Reprogrammierungs-Protokoll übersetzt werden soll, auch manuell vorgegeben werden, beispielsweise über einen Hardware-Schalter oder ein Software-Flag. Die selbständige Erkennung bietet demgegenüber jedoch den Vorteil, dass keinerlei Aufwand bei der Umstellung von einer Protokoll-Variante zur nächsten anfällt, was sich insbesondere bei häufigen Wechseln zwischen den Entwicklungsteams der unterschiedlichen Hersteller vorteilhaft bemerkbar macht.
In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Übertragung der neuen Programmdaten an das Konvertierungsmodul über den Datenbus. Diese Ausgestaltung bietet sich vorteilhaft bei den Bussen an, bei denen der Anschluss eines weiteren Teilnehmers in Form des Reprogrammierungsgerätes keinen weiteren Aufwand mit sich bringt. In diesem Fall muss das Konvertierungsmodul nicht mit einer zusätzlichen Kommunikationsschnittstelle verbunden sein, um eine vom Datenbus unabhängige Kommunikation zum Reprogrammierungsgerät zu ermöglichen. In den übrigen Fällen ist das Konvertierungsmodul mit einer zusätzlichen Kommunikationsschnittstelle verbunden, wobei die neuen Programmdaten entweder leitungsgebunden oder drahtlos vom Reprogrammierungsgerät über die zusätzliche Kommunikationsschnittstelle zum Konvertierungsmodul übertragen werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Anordnung mit einem eigenständigen Konvertierungsmodul;
2 eine Anordnung mit einem integrierten Konvertierungsmodul.
In 1 ist eine Anordnung dargestellt bestehend aus drei Steuergeräten ECU1, ECU2, ECU3, einem Datenbus 1 und einem Konvertierungsmodul-TRANS. Die Steuergeräte ECU1 bis ECU3 und das Konvertierungsmodul TRANS sind über den Datenbus 4 miteinander verbunden. Jedes der Steuergeräte ECU1 bis ECU 3 enthält eine Speichereinheit 5, in der Betriebssoftware des zugehörigen Steuergerätes sowie Parameter zur Parametrierung der Betriebssoftware abgelegt sind. Außerdem enthält jedes der Steuergeräte ECU1 bis ECU3 ein Reprogrammierungs-Modul 6, das eine Reprogrammierung der in der zugehörigen Speichereinheit 5 befindlichen Betriebssoftware und/oder Parameter vornehmen kann. Jedes der Reprogrammierungs-Module 6 ist dabei so ausgelegt, dass es ein erstes Reprogrammierungs-Protokoll versteht und abarbeiten kann.
Soll eines oder mehrere der Steuergeräte ECU1 bis ECU3 unter Verwendung eines ersten Reprogrammierungs-Protokolls reprogrammiert werden, was insbesondere für den Hersteller eines oder mehrerer der Steuergeräte ECU1 bis ECU3 von Interesse ist, so wird ein Reprogrammierungsgerät SUP entweder direkt an den Datenbus 4 (2), oder, wie in 1 dargestellt, an eines der entsprechend mit einer Schnittstelle 7 versehenen Steuergeräte ECU2 angeschlossen. Die Schnittstelle 7 ist dabei bevorzugt direkt an den Datenbus 4 angebunden.
Bei einer Reprogrammierung mittels eines zweiten Reprogrammierungs-Protokolls wird ein Reprogrammierungsgerät OEM an das Konvertierungsmodul TRANS angeschlossen, welches eine Übersetzung der Reprogrammierungsdaten vom zweiten in das erste Reprogrammierungs-Protokoll und umgekehrt vornimmt und dabei die Daten auf den Datenbus 4 legt oder von diesem abholt.
Bei einer Ausführung gemäß 2 ist das Konvertierungsmodul TRANS in einem der Steuergeräte ECU3 integriert, wodurch einer der Busknoten der 1 eingespart wird. Zur Reprogrammierung mittels des zweiten Reprogrammierungs-Protokolls wird das Reprogrammierungsgerät OEM an dieses eine Steuergerät ECU3 angeschlossen, was leitungsgebunden oder drahtlos erfolgen kann.

Claims

Anordnung zur Reprogrammierung von mindestens zwei miteinander über einen Datenbus (4) verbundenen Steuergeräten (ECU1 bis ECU3), wobei in jedem der mindestens zwei Steuergeräte (ECU1 bis ECU3) ein Reprogrammierungs-Modul (6) zur Durchführung der Reprogrammierung des eigenen Steuergerätes mit neuen Programmdaten gemäß einem ersten Reprogrammierungs-Protokoll vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Datenbus (4) verbundenes Konvertierungsmodul (TRANS) vorgesehen ist, welches die mittels eines zweiten Reprogrammierungs-Protokolls an das Konvertierungsmodul (TRANS) übertragenen neuen Programmdaten mittels des ersten Reprogrammierungs-Protokolls auf den Datenbus legt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Konvertierungsmodul (TRANS) Daten, die mittels des ersten Reprogrammierungs-Protokolls zu ihm übertragen wurden, mittels des zweiten Reprogrammierungs-Protokolls auf den Datenbus (4) legt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konvertierungsmodul (TRANS) Bestandteil eines der mindestens zwei Steuergeräte (ECU3) ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konvertierungsmodul (TRANS) außerdem zur Weiterleitung der mittels eines dritten Reprogrammierungs-Protokolls übertragenen neuen Programmdaten ausgelegt ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Konvertierungsmodul (TRANS) selbständig erkennt, ob die neuen Programmdaten mittels des zweiten oder des dritten Reprogrammierungs-Protokolls übertragen werden.
Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der neuen Programmdaten an das Konvertierungsmodul (TRANS) über den Datenbus (4) erfolgt.
Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anordnung in einem Kraftfahrzeug befindet.
Konvertierungsmodul (TRANS), welches neue Programmdaten, die mittels eines zweiten Reprogrammierungs-Protokolls an das Konvertierungsmodul (TRANS) übertragen werden und zur Reprogrammierung von mindestens zwei miteinander über einen Datenbus (4) verbundenen Steuergeräten (ECU1 bis ECU3) vorgesehen sind, mittels eines ersten Reprogrammierungs-Protokolls auf den Datenbus (4) legt.
Verfahren zur Reprogrammierung von mindestens zwei miteinander über einen Datenbus (4) verbundenen Steuergeräten (ECU1 bis ECU3), wobei jedes der mindestens zwei Steuergeräte (ECU1 bis ECU3) mit neuen Programmdaten gemäß einem ersten Reprogrammierungs-Protokoll reprogrammiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels eines zweiten Reprogrammierungs-Protokolls zur Verfügung gestellten neuen Programmdaten konvertiert und mittels des ersten Reprogrammierungs-Protokolls auf den Datenbus (4) gelegt werden.