CN117376339A - 基于ota的车辆ecu升级方法、装置、设备及介质 - Google Patents

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CN117376339A CN202311270070.4A CN202311270070A CN117376339A CN 117376339 A CN117376339 A CN 117376339A CN 202311270070 A CN202311270070 A CN 202311270070A CN 117376339 A CN117376339 A CN 117376339A
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龙政方
汪星星
邓凌天
陈建伟
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Abstract

本申请涉及通信技术领域，提供了一种基于OTA的车辆ECU升级方法、装置、设备及介质。该方法通过在确定车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力时，将升级文件分割为N个升级包，通过不同的车辆OTA升级主控单元端口分别传输至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级，能够大幅提高升级文件的传输效率，提高车辆OTA升级效率，进而提升用户体验。

Description

基于OTA的车辆ECU升级方法、装置、设备及介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于OTA的车辆ECU升级方法、装置、设备及介质。
背景技术
汽车空间下载技术(Over-the-Air Technology，OTA)升级指空中下载技术固件升级和软件升级。OTA不仅带来更便捷的车辆升级途径，也让消费者感受到更加智能便捷的用车体验。通过网络从远程服务器下载新的软件更新包对自身***进行升级，能够快速修复***缺陷，快速迭代、提升产品和使用体验，节约供应商和消费者双方的时间和金钱。
目前对于目标车辆电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)件的OTA升级，通常基于车载以太网(Diagnostic communication over Internet Protocol，DoIP)实现。具体的，车辆OTA升级主控单元的一个客户端与目标ECU件建立一个传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)连接。如果车辆OTA升级主控单元的以太网端口能力为100M，由于目前目标ECU件的端口能力可以达到1000M，此时如果采用一对一的TCP连接传输文件进行升级刷写，对于较大的升级文件，升级刷写速度相对较慢，升级刷写时间较长，导致升级效率低，用户体验差。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于OTA的车辆ECU升级方法、装置、设备及介质，以解决现有技术中车辆在进行OTA升级时效率较低、用户体验不佳的问题。
本申请实施例的第一方面，提供了一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法，该方法由车辆OTA升级主控单元执行，包括：
接收车辆ECU的升级文件，确定升级文件大小；
确定车辆OTA升级主控单元的端口能力，以及车辆ECU的端口能力；
响应于车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力，将升级文件分割为N个升级包，N为大于1的正整数；
使用车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输N个升级包至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级。
本申请实施例的第二方面，提供了一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法，该方法由车辆ECU执行，包括：
响应于接收到车辆OTA升级主控单元发送的建立连接请求，将车辆ECU的端口与车辆OTA升级主控单元的N个不同端口分别建立连接；
接收N个不同端口分别发送的升级包，其中各升级包分别具有不同的传输报文，传输报文至少包括分包序号；
将接收到的升级包组装为升级文件；
响应于对升级文件进行校验的校验结果正确，基于升级文件完成车辆ECU升级。
本申请实施例的第三方面，提供了一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级装置，包括：
接收模块，被配置为接收车辆ECU的升级文件，确定升级文件大小；
确定模块，被配置为确定车辆OTA升级主控单元的端口能力，以及车辆ECU的端口能力；
分割模块，被配置为响应于车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力，将升级文件分割为N个升级包，N为大于1的正整数；
传输模块，被配置为使用车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输N个升级包至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级。
本申请实施例的第四方面，提供了一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级装置，包括：
通信模块，被配置为响应于接收到车辆OTA升级主控单元发送的建立连接请求，将车辆ECU的端口与车辆OTA升级主控单元的N个不同端口分别建立连接；
接收模块，被配置为接收N个不同端口分别发送的升级包，其中各升级包分别具有不同的传输报文，传输报文至少包括分包序号；
组装模块，被配置为将接收到的升级包组装为升级文件；
升级模块，被配置为响应于对升级文件进行校验的校验结果正确，基于升级文件完成车辆ECU升级。
本申请实施例的第五方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并且可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
本申请实施例的第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例通过在确定车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力时，将升级文件分割为N个升级包，通过不同的车辆OTA升级主控单元端口分别传输至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级，能够大幅提高升级文件的传输效率，提高车辆OTA升级效率，进而提升用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本申请实施例的应用场景的场景示意图。
图2是现有技术中车辆网关VGW与其下各ECU连接的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法的流程示意图。
图4是本申请实施例中以太网报文的结构示意图。
图5是本申请实施例中以太网报文的另一结构示意图。
图6是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法的流程示意图。
图7是本申请实施例提供的传输N个升级包至车辆ECU的示意图。
图8是本申请实施例提供的使用车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输N个升级包至车辆ECU的方法的流程示意图。
图9是用于执行本申请实施例提供的基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法的***结构图。
图10是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法的流程示意图。
图11是本申请实施例提供的一种保持空中下载OTA模式的通信方法的流程示意图。
图12是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级装置的示意图。
图13是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级装置的示意图。
图14是本申请实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
下面将结合附图详细说明根据本申请实施例的一种保持空中下载OTA模式的通信方法和装置。
图1是本申请实施例的应用场景的场景示意图。该应用场景可以包括车辆1、车辆OTA升级主控单元2、服务器3以及网络4。
车辆1可以是硬件，也可以是软件。当车辆1为硬件时，其可以是支持与路侧装置2和服务器3通信的各种车载电子设备，包括但不限于车载通信装置(Telematics-BOX，TBOX)、车载单元(On board Unit，OBU)、车载娱乐***等；当车辆1为软件时，其可以安装在如上所述的电子设备中。车辆1可以实现为多个软件或软件模块，也可以实现为单个软件或软件模块，本申请实施例对此不作限制。进一步地，车辆1上可以安装有各种应用，例如数据处理应用、即时通信工具、社交平台软件、搜索类应用、购物类应用等。
车辆OTA升级主控单元2可以是硬件，也可以是软件。当车辆OTA升级主控单元2为硬件时，其可以是支持与车辆1和服务器3通信的各种电子设备。当车辆OTA升级主控单元2为软件时，其可以安装在如上所述的电子设备中。
服务器3可以是提供各种服务的服务器，例如，对与其建立通信连接的终端设备发送的请求进行接收的后台服务器，该后台服务器可以对终端设备发送的请求进行接收和分析等处理，并生成处理结果。服务器3可以是一台服务器，也可以是由若干台服务器组成的服务器集群，或者还可以是一个云计算服务中心，本申请实施例对此不作限制。
需要说明的是，服务器3可以是硬件，也可以是软件。当服务器3为硬件时，其可以是为车辆1和车辆OTA升级主控单元2提供各种服务的各种电子设备。当服务器3为软件时，其可以是为车辆1和车辆OTA升级主控单元2提供各种服务的多个软件或软件模块，也可以是为车辆1和车辆OTA升级主控单元2提供各种服务的单个软件或软件模块，本申请实施例对此不作限制。
网络4可以是采用同轴电缆、双绞线和光纤连接的有线网络，也可以是无需布线就能实现各种通信设备互联的无线网络，例如，蓝牙(Bluetooth)、近场通信(Near FieldCommunication，NFC)、红外(Infrared)等，本申请实施例对此不作限制。
车辆1可以通过车载以太网与车辆OTA升级主控单元2建立连接，以接收车辆OTA升级主控单元2发送的第一报文。车辆1也可以通过网络4与服务器3建立连接。车辆OTA升级主控单元2可以通过网络4与服务器3建立连接，例如可以从服务器3中预先下载车辆的OTA数据。
需要说明的是，车辆1、车辆OTA升级主控单元2、服务器3以及网络4的具体类型、数量和组合可以根据应用场景的实际需求进行调整，本申请实施例对此不作限制。
上文提及，目前对于目标车辆ECU件的OTA升级，通常基于DoIP实现。具体的，车辆OTA升级主控单元的一个客户端与目标ECU件建立一个TC)连接。如果车辆OTA升级主控单元的以太网端口能力为100M，由于目前目标ECU件的端口能力可以达到1000M，此时如果采用一对一的TCP连接传输文件进行升级刷写，对于较大的升级文件，升级刷写速度相对较慢，升级刷写时间较长，导致升级效率低，用户体验差。
图2是现有技术中车辆网关VGW与其下各ECU连接的结构示意图。如图2所示，车辆的远程处理模块VBOX可以作为OTA升级的升级主控单元UMC，车辆网关(Vehicle Gateway，VGW)可以作为OTA升级的升级代理单元UA，各ECU可以作为OTA升级的升级从控单元US。其中，VBOX与VGW之间可以通过100M的以太网ETH连接。VGW与其下的各ECU可以通过1000M的ETH连接。每一VGW可以连接多个ECU，例如ECU1-1至ECU1-n，ECU2-1至ECU2-n，以及ECUm-1至ECUm-n。其中，ECU2-1至ECU2-n与VGW之间通过CAN总线连接，ECU1-1至ECU1-n和ECUm-1至ECUm-n与VGW之间通过ETH以及CAN总线连接。
在图2所示的结构中，由于VBOX与VGW之间通过100M的以太网ETH连接，因此VBOX的端口能力为100M。同时，VGW与其下的各ECU通过1000M的ETH连接，因此，各ECU的端口能力为1000M。现有技术中在传输OTA升级文件时，使用VBOX中的一个端口作为客户端，ECU端口作为服务端建立连接，并基于建立的网络通路传输文件。此时，文件传输速率受限于VBOX端口的能力，导致传输速率较慢。
鉴于此，本申请实施例提供了一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法，通过在确定车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力时，将升级文件分割为N个升级包，通过不同的车辆OTA升级主控单元端口分别传输至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级，能够大幅提高升级文件的传输效率，提高车辆OTA升级效率，进而提升用户体验。
图3是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法的流程示意图，该方法由车辆OTA升级主控单元执行。如图3所示，该方法包括如下步骤：
在步骤S301中，接收车辆ECU的升级文件，确定升级文件大小。
在步骤S302中，确定车辆OTA升级主控单元的端口能力，以及车辆ECU的端口能力。
在步骤S303中，响应于车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力，将升级文件分割为N个升级包。
其中，N为大于1的正整数。
在步骤S304中，使用车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输N个升级包至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级。
本申请实施例中，该车辆操作方法可以由图1中所示的车辆OTA升级主控单元2执行。
本申请实施例中，车辆OTA升级主控单元可以自服务器下载车辆各ECU的OTA升级数据，将该OTA升级数据以报文的形式封装，通过车载以太网发送至各车辆的VGW。
本申请实施例中，车辆OTA升级主控单元在下载得到车辆ECU的升级文件后，可以确定升级文件的大小。
另一方面，车辆OTA升级主控单元还可以确定车辆OTA升级主控单元的端口能力，以及车辆ECU的端口能力。
接下来可以判断车辆OTA升级主控单元的端口能力、车辆ECU的端口能力以及升级文件大小之间的关系。当确定车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力时，可以将升级文件分割为N个升级包。
一示例中，假设车辆OTA升级主控单元的端口能力为C1，车辆ECU的端口能力为C2，升级文件大小为C3，若C1<C2，且C3>C1，则可以对升级文件进行分割，并将分割得到的多个升级包通过车辆OTA升级主控单元的不同端口同时传输。进一步的，在将升级文件进行分割时，若车辆OTA升级主控单元包括D个端口，可以直接将升级文件平均分割为N＝D个升级包，也可以将升级文件平均分割为N个升级包，此时N小于D。
具体的，当C1<C3<C2时，无需占用车辆OTA升级主控单元的全部D个端口即可实现升级文件的传输，因此可以将升级文件平均分割为小于D的N个升级包。或者，当C3大于C2，但C3与C2的差值小于预设阈值，且车辆OTA升级主控单元包括多个待传输的升级文件，例如传输至车辆ECU1的第一升级文件，传输至车辆ECU2的第二升级文件等时，同样可以将升级文件平均分割为小于D的N个升级包。另一方面，当C3大于C2，且C3与C2的差值大于预设阈值，同时车辆OTA升级主控单元没有其他待传输的升级文件，或者车辆OTA升级主控单元虽然还有其他待传输的升级文件，但其他升级文件的优先级均较低时，可以因此可以将升级文件平均分割为等于D的N个升级包。
本申请实施例中，在完成了升级文件的分割后，可以使用车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输该N个升级包至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过在确定车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力时，将升级文件分割为N个升级包，通过不同的车辆OTA升级主控单元端口分别传输至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级，能够大幅提高升级文件的传输效率，提高车辆OTA升级效率，进而提升用户体验。
本申请实施例中，N个升级包分别具有不同的传输报文，传输报文至少包括源升级包编码、升级包总容量、分包序号、分包偏移地址、分包大小、客户端源地址和车辆ECU目的地址。
图4是本申请实施例中以太网报文的结构示意图。如图4所示，本申请实施例提供的以太网报文包括包头和数据，其中包头部分可以包括版本字段，首部长度字段，优先级与服务类型字段，总长度字段，标识符字段，标志字段，段偏移量字段，生存时间值(Time ToLive，TTL)字段，协议号字段，首部校验和字段，源地址字段，目标地址字段和可选项字段。进一步的，版本字段例如可以标识版本为IPV4，协议号字段可以表示协议号为ox11-UDP协议，源地址可以是VBOX的IP地址，目的地址可以是一个广播地址，例如255.255.255.255，广播范围内的所有支持以太网的ECU以及VGW都可以从该广播地址接收该以太网报文。
也就是说，图4所示基于以太网通信的DOIP报文可用于实现OTA升级包下载、升级刷写目标ECU件，升级刷写目标ECU件用TCP连接，建立分布式C-S模式进行通信、数据传输。
图5是本申请实施例中以太网报文的另一结构示意图。如图5所示，以太网报文的数据中，包括以太网帧，以太网帧包括以太网头部EthHead、IP头部IPHead、TCP/UDP头部TCP/UDP Head、协议版本、OTA类型、数据总长度和DOIP数据域。其中，TCP/UDP Head基于选择的协议号确定，当选择TCP协议时，TCP/UDP Head为TCPHead，当选择UDP协议时，TCP/UDPHead为UDPHead。协议版本例如可以是0x02，0xfd等。OTA类型例如可以是0x8001。数据长度例如可以是4比特。DOIP数据域中包括DOIP数据。
其中，DOIP数据可以包括TCP数据和UDP数据，TCP数据可以是第0至1452字节(Bytes)的数据，UDP数据可以是第0至1464Bytes的数据，DOIP数据长度为1452Bytes。进一步的，DOIP数据可以包括2Bytes的源升级包编码、4Bytes的升级包总容量、2Bytes的分包序号、4Bytes的分包偏移地址、2Bytes的分包大小2Bytes的、2Bytes的客户端源地址、2Bytes的车辆ECU目的地址和1434Bytes的升级刷写数据。N个升级包基于传输报文中的客户端源地址、车辆ECU目的地址、分包偏移地址和分包大小进行数据传输，车辆ECU在接收到N个升级包后，基于分包序号对N个升级包进行组装，并在组装后进行大小校验，若校验结果正确，则使用组装后的升级文件对车辆ECU执行升级操作。
也就是说，图5示出了本申请实施例自定义数据通信报文格式。报文由用于标识识别源文件升级包、升级文件总容量、文件分包序号、在文件整体中的偏移地址、分包大小、OTA主控VBOX的源地址、目标ECU件的目的地址和升级数据组成。在目标ECU端将接收到的升级数据包片按照分片序号进行组装，直至按照分片数量组装完成，组装完成后校验接收的数据是否与报文中的升级包中容量相等，如果不是则接收到的数据不完整，中止升级操作，是则将接收到的升级数据进行ECU件刷写。
图6是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法的流程示意图。其中，图6所示实施例中的步骤S601至步骤S604与图3所示实施例中的步骤S301至步骤S304基本相同，此处不再赘述。如图6所示，该方法还包括如下步骤：
在步骤S605中，响应于N个升级包中的第k个升级包传输完成，确定特定升级包。
其中，特定升级包为未完成传输的升级包中，剩余待传输数据最多的升级包。k为大于或者等于1的正整数。
在步骤S606中，将特定升级包中的剩余待传输数据分割为k+1个子升级包。
在步骤S607中，将k+1个子升级包中的第一个子升级包由特定升级包传输至车辆ECU，并将k+1个子升级包中的其余子升级包由第k个升级包传输至车辆ECU。
本申请实施例中，车辆OTA升级主控单元的不同端口与车辆ECU端口之间的通信链路可能具有不同的通信质量，因此各升级包的传输速度可能不同。在N个升级包中的第k个升级包传输完成后，可以进一步使用该已完成升级包传输的车辆OTA升级主控单元端口传输其他尚未完成的传输的升级包。
本申请实施例中，在N个升级包中的第k个升级包传输完成后，可以确定特定升级包，特定升级包为未完成传输的升级包中，剩余待传输数据最多的升级包。进一步的，可以将特定升级包中的剩余待传输数据分割为k+1个子升级包。最后，将k+1个子升级包中的第一个子升级包由特定升级包传输至车辆ECU，并将k+1个子升级包中的其余子升级包由第k个升级包传输至车辆ECU。
也就是说，本申请实施例中，OTA升级主控单元对目标车辆ECU升级时，可以创建多个客户端，例如四个客户端，与目标车辆ECU的服务端进行TCP连接。进一步的，将升级包进行分块后通过上述多个客户端同时进行传输。分块时可以将升级文件包首先按照客户端的个数进行平分，假如该文件为1GB，则1000MB/4＝250MB，也就是给每个客户端分配250MB进行传输升级。OTA升级主控单元实时监测每个客户端的传输状态，如果哪路可能出现负载繁忙，或阻塞导致传输速率较慢，另外通道发送速率较快，而且该路分块升级包也传输完成，则将效率较慢那路升级包分块数据再进行平分分片进行数据传输。目标车辆ECU接收到数据包根据源升级包编码判断是否是一个升级文件，如果是同一个升级文件，则根据报文进行升级包的组装，直至组装完成。
一示例中，若当前使用了车辆OTA升级主控单元的4个端口与车辆ECU的端口连接，分别传输4个升级包。若第1个端口的升级包首先完成传输，此时可以确定剩余的第2-4个端口中，剩余待传输数据最多即传输速度最慢的端口，假设该端口为第4个端口，则可以将第4个端口所传输的升级包的剩余待传输数据再次分割为2部分，并将分割后的前半部分数据继续通过第4个端口进行传输，后半部分数据则通过第1个端口进行传输。分割时可以平均分割，也可以基于各链路的通信质量不进行平均分割，此处不做限制。
进一步的，已完成升级包传输的端口也可以是多个。在上述示例中，也可以是第1个端口和第2个端口首先完成传输，此时若剩余待传输数据最多即传输速度最慢的端口仍然为第4个端口，此时可以将第4个端口所传输的升级包的剩余待传输数据再次分割为3部分，并将分割后的第一部分数据继续通过第4个端口进行传输，第二至第三部分数据则通过第1和第2个端口进行传输。分割时可以平均分割，也可以基于各链路的通信质量不进行平均分割，此处不做限制。
本申请实施例中，将k+1个子升级包中的第一个子升级包由特定升级包传输至车辆ECU可以是，将特定升级包的传输报文中的分包大小修改为第一数据大小，第一数据为特定升级包已传输数据大小与第一个子升级包的分包大小之和。
本申请实施例中，将k+1个子升级包中的其余子升级包由第k个升级包传输至车辆ECU可以是，将第k个升级包的偏移地址修改为其余子升级包的起始地址，并将第k个升级包的分包大小修改为其余子升级包的分包大小。
本申请实施例中，车辆ECU可以是车辆网关VGW，也可以是其他车辆ECU。当车辆ECU为VGW时，传输N个升级包至车辆ECU步骤为，车辆OTA升级主控单元通过以太网传输N个升级包至VGW。
另一方面，当车辆ECU为其他车辆ECU，传输N个升级包至车辆ECU可以采用如下方式实现：车辆OTA升级主控单元通过VGW将N个升级包的以太网报文透传至车辆ECU；或者车辆OTA升级主控单元将N个升级包的以太网报文传输至VGW；VGW将以太网报文转换为控制器局域网络CAN总线报文，并将CAN总线报文传输至车辆ECU。
图7是本申请实施例提供的传输N个升级包至车辆ECU的示意图。如图7所示，当车辆ECU为VGW时，车辆OTA升级主控单元可以通过以太网直接传输N个升级包至VGW。当车辆ECU为其他车辆ECU时，车辆OTA升级主控单元通过VGW将N个升级包的以太网报文透传至车辆ECU，或者车辆OTA升级主控单元将N个升级包的以太网报文传输至VGW；VGW将以太网报文转换为控制器局域网络CAN总线报文，并将CAN总线报文传输至车辆ECU。
一示例中，VBOX可以包括多个100M以太网端口，例如包括4个100M以太网端口，该以太网端口可以被配置为客户端CLIENT，各客户端通过套接字SOCKET CLIENT传输文件或数据。VGW和目标车辆ECU分别各有一个1000M端口，该端口可作为服务端，各服务端也可以是套接字服务端SOCKET SERVER。对各目标ECU件升级时，如果是车辆OTA升级主控单元对非VGW本身的ECU件升级，通过VGW的链路层通道进行二层透传与目标ECU建立通信连接，进行升级刷写。如果是车辆OTA升级主控单元对于VGW本身的升级，建立与VGW的通信连接，进行升级刷写。
如前所述，VBOX的端口能力为100M，目标车辆ECU的端口能力为1000M,如果只创建一个客户端(CLIENT)与目标车辆ECU服务端(SERVER)连接，由于VBOX端口能力为100M，也就是说当前传输速率只有100M，该速率远小于目标车辆ECU端口能力的1000M，1000M端口能力利用率很小。
鉴于此，可以利用VBOX的四个或更多个端口组成一个更大带宽的传输能力，但需要注意多个端口的带宽之和不超过1000M。例如该VBOX有4个端口，总共有400M的带宽能力，传输速率相较于100M，扩展了4倍，大大增加了传输升级速率。若升级文件为5GBytes，如果用100Mb进行传输，需要耗费的时间为：5*1000MB＝5*1000*8＝40*1000Mb/100Mb＝400秒，约6.6分钟。如果用400Mb进行传输，需要耗费的时间为：5*1000MB＝5*1000*8＝40*1000Mb/400Mb＝100秒，约1.6分钟，升级效率大大提高。也就是说，本申请实施例通过为VBOX的每个端口创建一个客户端与目标车辆ECU件的服务端进行连接，采用多个客户端对于一个服务端相连接通信数据传输，提高了数据传输速率，达到了快速升级的目的。
图8是本申请实施例提供的使用车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输N个升级包至车辆ECU的方法的流程示意图。如图8所示，该方法包括如下步骤：
在步骤S801中，为车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口中的每个端口分别创建一个客户端。
在步骤S802中，将创建的各客户端分别与车辆ECU的端口建立连接，车辆ECU的端口为服务端。
在步骤S803中，使用各客户端分别传输N个升级包至服务端。
本申请实施例中，可以首先为车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口中的每个端口分别创建一个客户端，然后将创建的各客户端分别与车辆ECU的端口建立连接，车辆ECU的端口为服务端，最后使用各客户端分别传输N个升级包至服务端。
图9是用于执行本申请实施例提供的基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法的***结构图。如图9所示，该***可以包括升级主控单元UMC、升级代理单元UA和升级从控单元US。其中，UMC中包括车辆OTA升级主控单元服务、DOIP客户端、APN黑白名单、接入认证、网络安全协议、DOIP协议栈、TCP/IP协议栈、以太网链路层和硬件层。UA中包括DOIP服务，该DOIP服务用于终结或者转发报文，UA中还包括接入认证、黑白名单、网络安全协议、DOIP协议栈、UDS协议栈、TCP/IP层、DoCAN、以太网链路层和硬件层。US中包括DOIP服务端应用层、网络安全协议、接入认证、DOIP协议栈、TCP/IP层、以太网链路层和硬件层。
UMC中的DOIP客户端可以与US中的DOIP服务端应用层建立连接，然后通过以太网链路层直接透传以DOIP报文承载的升级包至US，或者将以DOIP报文承载的升级包发送至UA的DOIP服务，由该DOIP服务将DOIP报文转换为CAN报文，然后再转发至US中的服务端应用层。
也就是说，本申请实施例中的UMC/UA/US为分层结构设计，进行软硬件解耦，便于功能扩展与平台移植。底层为硬件层，外部接口提供以太网的PHY端口，用于以太网连接通道；中间层为协议层，由以太网链路层、TCP/IP协议栈、DOIP协议栈、UDS等协议栈组成；上层为应用层，由DOIP服务和OTA应用组成。车辆OTA升级主控单元(UMC)承载在VBOX提供车辆OTA升级主控单元服务，通过DOIP客户端与目标车辆ECU服务端(UA/US)建立通信，进行升级服务。为了提高传输效率和VGW的CPU负载，对于非VGW本身的ECU件升级，通过VGW的链路层通路进行二层透传与目标车辆ECU建立通信连接，保证通信的高效通信与升级。
图10是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法的流程示意图。如图10所示，升级文件可以在作为UMC的车载通信装置(Telematics-BOX，TBOX)中进行分割，得到N个升级包。该N个升级包通过TBOX中的不同端口基于以太网传输至VGW。不同端口例如可以为图中的CLIENT1、CLIENT2……CLIENTN。
VGW将各升级包的报文透传至目的ECU。在图10所示的实施例中，各升级包传输至同一ECU，其报文中的0x02和0xfd为协议版本，0x8001为OTA类型，0x0F01为客户端源地址，此处对应CLIENT1的源地址，0x0F02为客户端源地址，此处对应CLIENT2的源地址，0x0F0n为客户端源地址，此处对应CLIENTN的源地址，0x0701为车辆ECU目的地址。
图11是本申请实施例提供的一种保持空中下载OTA模式的通信方法的流程示意图，该方法由车辆ECU执行。如图11所示，该方法包括如下步骤：
在步骤S1101中，响应于接收到车辆OTA升级主控单元发送的建立连接请求，将车辆ECU的端口与车辆OTA升级主控单元的N个不同端口分别建立连接。
在步骤S1102中，接收N个不同端口分别发送的升级包，其中各升级包分别具有不同的传输报文，传输报文至少包括分包序号。
在步骤S1103中，基于分包序号将接收到的升级包组装为升级文件。
在步骤S1104中，响应于对升级文件进行校验的校验结果正确，基于升级文件完成车辆ECU升级。
本申请实施例中，车辆ECU可以在接收到车辆OTA升级主控单元发送的建立连接请求时，将车辆ECU的端口与车辆OTA升级主控单元的N个不同端口分别建立连接。进一步的，车辆ECU还可以接收N个不同端口分别发送的升级包，其中各升级包分别具有不同的传输报文，传输报文至少包括分包序号。接下来，基于分包序号将接收到的升级包组装为升级文件。最后，在对升级文件进行校验得到的校验结果正确时，基于升级文件完成车辆ECU升级。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。
图12是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级装置的示意图。如图12所示，该装置包括：
接收模块1201，被配置为接收车辆ECU的升级文件，确定升级文件大小。
确定模块1202，被配置为确定车辆OTA升级主控单元的端口能力，以及车辆ECU的端口能力。
分割模块1203，被配置为响应于车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力，将升级文件分割为N个升级包，N为大于1的正整数。
传输模块1204，被配置为使用车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输N个升级包至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过在确定车辆OTA升级主控单元的端口能力小于车辆ECU的端口能力，且升级文件大小大于车辆OTA升级主控单元的端口能力时，将升级文件分割为N个升级包，通过不同的车辆OTA升级主控单元端口分别传输至车辆ECU，以使车辆ECU在接收到N个升级包后，将N个升级包组装得到升级文件，并基于升级文件完成车辆ECU升级，能够大幅提高升级文件的传输效率，提高车辆OTA升级效率，进而提升用户体验。
本申请实施例中，N个升级包分别具有不同的传输报文，传输报文至少包括源升级包编码、升级包总容量、分包序号、分包偏移地址、分包大小、客户端源地址和车辆ECU目的地址。
本申请实施例中，还包括：响应于N个升级包中的第k个升级包传输完成，确定特定升级包，特定升级包为未完成传输的升级包中，剩余待传输数据最多的升级包，其中，k为大于或者等于1的正整数；将特定升级包中的剩余待传输数据分割为k+1个子升级包；将k+1个子升级包中的第一个子升级包由特定升级包传输至车辆ECU，并将k+1个子升级包中的其余子升级包由第k个升级包传输至车辆ECU。
本申请实施例中，将k+1个子升级包中的第一个子升级包由特定升级包传输至车辆ECU步骤为：将特定升级包的传输报文中的分包大小修改为第一数据大小，第一数据为特定升级包已传输数据大小与第一个子升级包的分包大小之和；将k+1个子升级包中的其余子升级包由第k个升级包传输至车辆ECU步骤为：将第k个升级包的偏移地址修改为其余子升级包的起始地址，并将第k个升级包的分包大小修改为其余子升级包的分包大小。
本申请实施例中，车辆ECU包括车辆网关和其他车辆ECU；响应于车辆ECU为车辆网关，传输N个升级包至车辆ECU步骤为，车辆OTA升级主控单元通过以太网传输N个升级包至车辆网关；响应于车辆ECU为其他车辆ECU，传输N个升级包至车辆ECU，包括：车辆OTA升级主控单元通过车辆网关将N个升级包的以太网报文透传至车辆ECU；或者车辆OTA升级主控单元将N个升级包的以太网报文传输至车辆网关；车辆网关将以太网报文转换为控制器局域网络CAN总线报文，并将CAN总线报文传输至车辆ECU。
本申请实施例中，使用车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输N个升级包至车辆ECU，包括：为车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口中的每个端口分别创建一个客户端；将创建的各客户端分别与车辆ECU的端口建立连接，车辆ECU的端口为服务端；使用各客户端分别传输N个升级包至服务端。
图13是本申请实施例提供的一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级装置的示意图。如图13所示，该装置包括：
通信模块1301，被配置为响应于接收到车辆OTA升级主控单元发送的建立连接请求，将车辆ECU的端口与车辆OTA升级主控单元的N个不同端口分别建立连接。
接收模块1302，被配置为接收N个不同端口分别发送的升级包，其中各升级包分别具有不同的传输报文，传输报文至少包括分包序号。
组装模块1303，被配置为将接收到的升级包组装为升级文件。
升级模块1304，被配置为响应于对升级文件进行校验的校验结果正确，基于升级文件完成车辆ECU升级。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
图14是本申请实施例提供的电子设备的示意图。如图14所示，该实施例的电子设备14包括：处理器1401、存储器1402以及存储在该存储器1402中并且可在处理器1401上运行的计算机程序1403。处理器1401执行计算机程序1403时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，处理器1401执行计算机程序1403时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
电子设备14可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等电子设备。电子设备14可以包括但不仅限于处理器1401和存储器1402。本领域技术人员可以理解，图14仅仅是电子设备14的示例，并不构成对电子设备14的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者不同的部件。
处理器1401可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，也可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
存储器1402可以是电子设备14的内部存储单元，例如，电子设备14的硬盘或内存。存储器1402也可以是电子设备14的外部存储设备，例如，电子设备14上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。存储器1402还可以既包括电子设备14的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器1402用于存储计算机程序以及电子设备所需的其它程序和数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可以实现上述各个方法实施例的步骤。计算机程序可以包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法，其特征在于，所述方法由车辆OTA升级主控单元执行，所述方法包括：
接收车辆ECU的升级文件，确定所述升级文件大小；
确定所述车辆OTA升级主控单元的端口能力，以及所述车辆ECU的端口能力；
响应于所述车辆OTA升级主控单元的端口能力小于所述车辆ECU的端口能力，且所述升级文件大小大于所述车辆OTA升级主控单元的端口能力，将所述升级文件分割为N个升级包，N为大于1的正整数；
使用所述车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输所述N个升级包至所述车辆ECU，以使所述车辆ECU在接收到所述N个升级包后，将所述N个升级包组装得到所述升级文件，并基于所述升级文件完成车辆ECU升级。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N个升级包分别具有不同的传输报文，所述传输报文至少包括源升级包编码、升级包总容量、分包序号、分包偏移地址、分包大小、客户端源地址和车辆ECU目的地址。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于所述N个升级包中的第k个升级包传输完成，确定特定升级包，所述特定升级包为未完成传输的升级包中，剩余待传输数据最多的升级包，其中，k为大于或者等于1的正整数；
将所述特定升级包中的剩余待传输数据分割为k+1个子升级包；
将所述k+1个子升级包中的第一个子升级包由所述特定升级包传输至所述车辆ECU，并将所述k+1个子升级包中的其余子升级包由所述第k个升级包传输至所述车辆ECU。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述k+1个子升级包中的第一个子升级包由所述特定升级包传输至所述车辆ECU步骤为：
将所述特定升级包的传输报文中的分包大小修改为第一数据大小，所述第一数据为所述特定升级包已传输数据大小与所述第一个子升级包的分包大小之和；
所述将所述k+1个子升级包中的其余子升级包由所述第k个升级包传输至所述车辆ECU步骤为：
将所述第k个升级包的偏移地址修改为所述其余子升级包的起始地址，并将所述第k个升级包的分包大小修改为所述其余子升级包的分包大小。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆ECU包括车辆网关和其他车辆ECU；
响应于所述车辆ECU为车辆网关，所述传输所述N个升级包至所述车辆ECU步骤为，所述车辆OTA升级主控单元通过以太网传输所述N个升级包至所述车辆网关；
响应于所述车辆ECU为其他车辆ECU，所述传输所述N个升级包至所述车辆ECU，包括：
车辆OTA升级主控单元通过车辆网关将所述N个升级包的以太网报文透传至所述车辆ECU；或者
车辆OTA升级主控单元将所述N个升级包的以太网报文传输至车辆网关；
所述车辆网关将所述以太网报文转换为控制器局域网络CAN总线报文，并将所述CAN总线报文传输至所述车辆ECU。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用所述车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输所述N个升级包至所述车辆ECU，包括：
为所述车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口中的每个端口分别创建一个客户端；
将创建的各客户端分别与所述车辆ECU的端口建立连接，所述车辆ECU的端口为服务端；
使用各客户端分别传输所述N个升级包至所述服务端。
7.一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级方法，其特征在于，所述方法由车辆ECU执行，所述方法包括：
响应于接收到车辆OTA升级主控单元发送的建立连接请求，将所述车辆ECU的端口与所述车辆OTA升级主控单元的N个不同端口分别建立连接；
接收所述N个不同端口分别发送的升级包，其中各升级包分别具有不同的传输报文，所述传输报文至少包括分包序号；
基于所述分包序号将接收到的升级包组装为升级文件；
响应于对所述升级文件进行校验的校验结果正确，基于所述升级文件完成车辆ECU升级。
8.一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级装置，其特征在于，包括：
接收模块，被配置为接收车辆ECU的升级文件，确定所述升级文件大小；
确定模块，被配置为确定所述车辆OTA升级主控单元的端口能力，以及所述车辆ECU的端口能力；
分割模块，被配置为响应于所述车辆OTA升级主控单元的端口能力小于所述车辆ECU的端口能力，且所述升级文件大小大于所述车辆OTA升级主控单元的端口能力，将所述升级文件分割为N个升级包，N为大于1的正整数；
传输模块，被配置为使用所述车辆OTA升级主控单元中的N个不同端口，分别传输所述N个升级包至所述车辆ECU，以使所述车辆ECU在接收到所述N个升级包后，将所述N个升级包组装得到所述升级文件，并基于所述升级文件完成车辆ECU升级。
9.一种基于空中下载OTA的车辆电子控制单元ECU升级装置，其特征在于，包括：
通信模块，被配置为响应于接收到车辆OTA升级主控单元发送的建立连接请求，将所述车辆ECU的端口与所述车辆OTA升级主控单元的N个不同端口分别建立连接；
接收模块，被配置为接收所述N个不同端口分别发送的升级包，其中各升级包分别具有不同的传输报文，所述传输报文至少包括分包序号；
组装模块，被配置为将接收到的升级包组装为升级文件；
升级模块，被配置为响应于对所述升级文件进行校验的校验结果正确，基于所述升级文件完成车辆ECU升级。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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