刷写过程的通信协议

一.刷写协议概述
二.刷写协议的四个主要阶段
-2.1.测试阶段
-2.2.预编程阶段
-2.3.编程阶段与后编程阶段
三.基于UDSonCANFD的高速刷写
-3.1.高速刷写的前提条件
-3.2.高速刷写协议
四.深入理解刷写协议
回到顶部

# 刷写过程的通信协议

Bootloader刷写控制器的过程必须遵循一定的通信协议，简称刷写协议。

## 一.刷写协议概述<a name="刷写协议概述"></a>

CAN总线通信可靠，抗干扰能力强，但是由于Bootloader需要传输至少几千帧CAN报文，因此存在漏帧或者通信中断的可能性，为了防止漏帧或者通信中断造成应用程序升级失败，需要制定通信协议来处理漏帧或者通信中断造成的故障。

在实际项目中，可以自定义通信协议，也可以参考一些行业通用协议比如UDS协议。RapidECU使用UDS协议作为通信协议，实现了控制器的Bootloader刷写。UDS刷写协议分为两个版本，基于UDSonCAN的低速刷写协议与基于UDSonCANFD的高速刷写协议。

基于UDSonCAN的低速刷写协议上位机发送CAN ID为0x700，上位机接收CAN ID为0x701，波特率为500kbps。

基于UDSonCANFD的高速刷写协议上位机发送CAN ID为0x700，上位机接收CAN ID为0x701，仲裁域波特率为500kbps，数据域波特率为2Mbps。

## 二.刷写协议的四个主要阶段<a name="刷写协议的四个主要阶段"></a>

在UDS（ISO14229-1 章节15.2）中，将控制器刷写分为预编程阶段、编程阶段与后编程阶段三个主要阶段。为了上位机软件可以获取各种ECU信息，RapidECU添加了测试在预编程阶段之前还添加了测试阶段，因此RapidECU刷写协议可分为测试阶段、预编程阶段、编程阶段与后编程阶段四个主要阶段。

### 2.1.测试阶段<a name="测试阶段"></a>

测试阶段并未在ISO 14229中定义，但是使用了SID=0x3E与SID=0x22两项服务，目的是上位机按下“测试”按钮之后获取各种ECU信息。测试阶段的详细通信过程如下图：

![](images/B00.png)

### 2.2.预编程阶段<a name="预编程阶段"></a>

预编程阶段为ISO 14229-1 章节15.2定义的预编程阶段，只保留了标准步骤，未采用可选步骤或者自定义步骤。预编程阶段的详细通信过程如下图：

![](images/B01.png)

### 2.3.编程阶段与后编程阶段<a name="编程阶段与后编程阶段"></a>

ISO 14229-1 章节15.2定义了Bootloader刷写的编程阶段与后编程阶段，RapidECU刷写协议编程阶段与后编程阶段的详细通信过程如下图，其中请求擦除Flash与请求CRC校验为自定义步骤，其余为标准步骤。

![](images/B02.png)

## 三.基于UDSonCANFD的高速刷写协议<a name="基于UDSonCANFD的高速刷写协议"></a>

### 3.1.高速刷写的前提条件<a name="高速刷写的前提条件"></a>

支持基于UDSonCANFD的高速刷写协议需要三个前提条件：

1. 控制器本身支持基于UDSonCANFD的高速刷写协议，目前支持高速刷写协议（同时也支持低速刷写协议）的控制器主要有RapidECU-U34（2024年1月1日之后生产）、RapidECU-U34H、RapidECU-F23等。

2. 使用USBCANFD卡，其它CAN卡比如USBCAN卡无法支持高速刷写协议。

3. 使用MeCa2.0D以上的软件版本，老版本的MeCa软件无法支持高速刷写协议。

如果用户当前的开发环境满足以上条件，强烈推荐使用基于UDSonCANFD的高速刷写协议，因为高速刷写协议相比低速刷写协议刷写速度提升了三倍以上。比如同样刷写一个2MB的S19文件，低速刷写协议需要3分钟左右时间，而高速刷写协议只需要1分钟左右时间。另外，高速刷写环境可以兼容各种型号控制器的刷写，包括没有CANFD接口的老版本控制器。

### 3.2.高速刷写协议<a name="高速刷写协议"></a>

高速刷写协议相比低速刷写协议，测试阶段、预编程阶段完全相同。在编程阶段，为了提升传输数据的速度高速刷写协议引入了CANFD通信，详细通信过程如下图，其中请求切换CANFD为自定义步骤。

![](images/B03.png)

## 四.深入理解刷写协议<a name="深入理解刷写协议"></a>

刷写协议实践性较强，单纯通过学习文档是无法深入理解刷写协议的。用户如果想要比较深入地理解刷写协议，最好的方法是分析实际的刷写通信过程CAN报文。比如使用RapidECU-U34控制器（其它型号控制器类似）与MeCa软件构成一套完成的刷写系统进行实际的刷写通信。同时在刷写CAN总线（即标定CAN总线）上并联一个CAN卡采集刷写过程中的CAN报文，之后通过分析采集到的CAN报文可以形成对刷写过程的比较全面的认识。

如果用户需要开发自己的刷写软件（基于上位机或者诊断仪），则必须深入理解刷写协议。在深入理解刷写协议之后，用户不仅可以开发自己的刷写软件，而且还可以在自己的硬件上移植类似的刷写协议。