基于OTA升级的上位机刷写软件

已于 2025-04-08 17:02:58 修改
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于 2025-04-07 14:11:31 首次发布
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准备工具：KD6630开发板、网线、PC端、软件升级包。TCP/UDS协议、QT、Wireshark抓包工具。

主要功能为给网关控制器的MCU端做升级更新。本质为HEX、asc文件的传输。

附加功能：能将路由表excel文件转换为hex文件。代码如下：

int client::readExcelAndGenerateHex(const QString &excelFilePath)
{
    qDebug() << "Attempting to open file at path: " << excelFilePath;
    QAxObject *excel = new QAxObject("Excel.Application", this);
    if (!excel) {
        qDebug() << "Failed to create Excel object";
        return -1;
    }
    QAxObject *workbooks = excel->querySubObject("Workbooks");
    if (!workbooks) {
        qDebug() << "Failed to query Workbooks sub-object";
        return -1;
    }
    QAxObject *workbook = workbooks->querySubObject("Open(const QString&)", excelFilePath);
    if (!workbook) {
        qDebug() << "Failed to open workbook";
        return-1;
    }
    QAxObject *worksheet = workbook->querySubObject("Worksheets(int)", 1);
    if (!worksheet) {
        qDebug() << "Failed to query Worksheets sub-object";
        return -1;
    }
    QAxObject *usedRange = worksheet->querySubObject("UsedRange");
    if (!usedRange) {
        qDebug() << "Failed to query UsedRange sub-object";
        return -1;
    }
    QAxObject *lastCell = worksheet->querySubObject("Cells(int,int)", worksheet->querySubObject("Rows")->property("Count").toInt(), 1)
            ->querySubObject("End(int)", -4162);  // xlUp constant
    int rowCount = lastCell->property("Row").toInt();
    qDebug() << "Total number of rows:" << rowCount;

    QAxObject *rows = usedRange->querySubObject("Rows");
    if (!rows) {
        qDebug() << "Failed to query Rows sub-object";
        return -1;
    }
    QAxObject *columns = usedRange->querySubObject("Columns");
    if (!columns) {
        qDebug() << "Failed to query Columns sub-object";
        return -1;
    }
    int columnCount = columns->property("Count").toInt();
    qDebug()<<"columnCount:"<<columnCount;
    QString valid,num;
    QStringList canswts;
    QStringList canbauds;
    for(int col = 1; col <= columnCount; ++col) {
        QString header = worksheet->querySubObject("Cells(int,int)", 1, col)->dynamicCall("Value2()").toString();
        // 检查列是否为空
        if (header.isEmpty()) {
            continue; // 如果列为空，跳过该列
        }
        qDebug() << "Column" << col << ":" << header;
    }
    for(int col=1;col<11;col++)
    {
        QString header=worksheet->querySubObject("Cells(int,int)",1,col)->dynamicCall("Value2()").toString();
        if(header=="VALID")
        {
            valid=worksheet->querySubObject("Cells(int,int)",2,col)->dynamicCall("Value2()").toString();
        }
        else if(header.startsWith("CAN")&&header.endsWith("SWT"))
        {
            qDebug()<<"ENtering CANSWT";

            QString canswt=worksheet->querySubObject("Cells(int,int)",2,col)->dynamicCall("Value2()").toString();
            canswts.append(canswt);
        }
        else if(header=="NUM")
        {
            qDebug()<<"ENtering NUM";
            QString num_str=worksheet->querySubObject("Cells(int,int)",2,col)->dynamicCall("Value2()").toString();
            int true_count=rowCount-5;
            int num_int=num_str.toInt();
            qDebug()<<"num_int:"<<num_int;
            qDebug()<<"true_count:"<<true_count;
            if(num_int>true_count)
            {
                num="0002";
                qDebug()<<"num::"<<num;
            }
            else {
                QMessageBox::critical(this, "路由关系", "路由关系数量错误\n");
                return -1;
            }

        }
        else if(!header.isEmpty()&& header!= "NUM"&&header!="VALID"&&!header.startsWith("CAN")&&!header.endsWith("SWT") )
        {
            qDebug()<<"第一行有问题："<<header;
            QMessageBox::critical(this, "格式错误", "输入excel码格式错误\n");
            return -1;
        }
        QString headersecond=worksheet->querySubObject("Cells(int,int)",3,col)->dynamicCall("Value2()").toString();
        if(headersecond.startsWith("CAN")&&headersecond.endsWith("BAUD"))
        {
            qDebug()<<"ENtering CANBAUD";
            QString canbaud=worksheet->querySubObject("Cells(int,int)",4,col)->dynamicCall("Value2()").toString();
            canbauds.append(canbaud);
        }
        else if(headersecond=="VERSION")
        {
            QString ver_ascii=worksheet->querySubObject("Cells(int,int)",4,col)->dynamicCall("Value2()").toString();
            qDebug()<<"ver_ascii:"<<ver_ascii;
            for(QChar assic:ver_ascii)
            {
                int hex_assic=assic.toLatin1();
                version.append(QString::number(hex_assic, 16).toUpper().rightJustified(2, '0'));
            }
            qDebug()<<"version:"<<version;
        }
        else if (!headersecond.isEmpty() && headersecond!="VERSION" && !headersecond.startsWith("CAN") && !headersecond.endsWith("BAUD") )
        {
            qDebug()<<"第二行有问题："<<headersecond;
            QMessageBox::critical(this, "格式错误", "输入excel码格式错误\n");
            return -1;
        }

    }
    if(valid=="ON")
    {
        QString headerhex="AAA5A5A5";
        QString CANS;
        for(auto &canswt:canswts)
        {
            // qDebug()<<"canswt:"<<canswt;
            if(canswt=="ON")
            {
                CANS+="1";
            }
            else if(canswt=="OFF")
            {
                CANS+="0";
            }
            else if(canswt!="ON"&&canswt!="OFF")
            {
                QMessageBox::critical(this, "格式错误", "输入excel码格式错误\n");
                return -1;
            }
        }
        quint8 binvalue=0;
        for(int i=0;i<8;i++)
        {
            qDebug()<<"CAN["<<i<<"]:"<<CANS[i];
            if(CANS[i]=='1')
            {
                binvalue|=(1<<i);
            }
        }
        qDebug()<<"binvalue:"<<binvalue;
        QString hexValue = QString("%1").arg(binvalue, 2, 16, QChar('0'));
        for(auto &canbaud:canbauds)
        {
            qDebug()<<"canbaud:"<<canbaud;
            if(canbaud!="250K"&&canbaud!="500K"&&canbaud!="1000K")
            {
                QMessageBox::critical(this, "格式错误", "输入excel码格式错误\n");
                return -1;
            }
            if(canbaud=="250K")
            {
                headerhex=headerhex+"01";
                qDebug()<<"headerhex:"<<headerhex;
            }
            else if(canbaud=="500K")
            {
                headerhex=headerhex+"02";
                qDebug()<<"headerhex:"<<headerhex;
            }
            else if(canbaud=="1000K")
            {
                headerhex=headerhex+"03";
                qDebug()<<"headerhex:"<<headerhex;
            }
        }
        qDebug()<<"num:"<<num;
        qint8 numF=32-version.size();
        qDebug()<<"numF:"<<numF;
        qDebug()<<"version:"<<version;
        qDebug()<<"version.size:"<<version.size();
        QString HeaderVer=headerhex+hexValue+num+"FF"+version;
        qDebug()<<"headerhex:"<<headerhex;
        qDebug()<<"hexValue:"<<hexValue;
        qDebug()<<"num:"<<num;
        qDebug()<<"HeaderVer:"<<HeaderVer;
        Headerstr=HeaderVer.append(QString(numF,'F'));
        //Headerstr=headerhex+hexValue+num+"FF"+version+"FFFFFFFFFF";
        qDebug()<<"num2:"<<num;
        qDebug()<<"Headerstr:"<<Headerstr;
        qDebug()<<"headerstr.size:"<<Headerstr.size();
        string_hex+=":02000004103CAE";
        string_hex+="\n";
        //string_hex+=":20000000"+Headerstr;
        QString line=":20000000"+Headerstr;
        qDebug()<<"line:"<<line;
        int linesize=line.size();
        qDebug()<<"linesize:"<<linesize;
        string_hex += line;
        //qDebug()<<"string_hex:"<<string_hex;
        string_hex+="\n";
        string_hex+=":20002000";
        int start_address=0x0040;
        int current_address=0x0040;
        for(int i=6;i<rowCount+1;i++)
        {

            if(prossrow(worksheet,i)!=0)
            {
                qDebug()<<"列表读取失败";
                return -1;
            }
            else{
                if(i>=7&&i%2==1)
                {

                    qDebug()<<"current_address:"<<QString::number(current_address, 16).toUpper().rightJustified(4, '0');
                    // string_hex+=":20"+QString::number(current_address, 16).toUpper().rightJustified(4, '0')+"00";
                    //string_hex+="AC";
                    string_hex+="\n";
                    QString line=":20"+QString::number(current_address, 16).toUpper().rightJustified(4, '0')+"00";
                    string_hex+=line;
                }else if(i>=7&&i%2==0) {
                    current_address=start_address+(i-6)*0x0010;
                    continue;
                }

            }


        }
        //qDebug()<<"string_hex:"<<string_hex;
        QString lastline=string_hex.split("\n").last();
        qDebug()<<"lastline:"<<lastline;
        int lastline_length=lastline.length();
        for(int i=lastline_length;i<linesize;i++)
        {
            string_hex+="0";
        }
        string_hex+="\n";
        string_hex+=":00000001FF";
        workbook->dynamicCall("Close()");
        excel->dynamicCall("Quit()");
        delete columns;
        delete rows;
        delete usedRange;
        delete worksheet;
        delete workbook;
        delete workbooks;
        excel->dynamicCall("ReleaseDispatch()");
        delete excel;
    }
    else {
        QMessageBox::critical(this, "VALID", "路由信息无效\n");
        return -1;
    }
    return 0;
}

硬件连接：

首先保证电脑和板端在同一网段能ping通，上位机界面如下图所示。

点击选择含有指定flash、路由表、app等hex文件的目录。

asc文件hex的验签文件，先转成bin文件再加签生成asc文件。函数如下：

bool client::processFile(const QString &hexFilePath, const QString &binFilePath, const QString &ascFilePath)
{
    if(!hexToBin(hexFilePath,binFilePath))
    {
        qDebug()<<hexFilePath<<"转bin文件失败";
        QMessageBox::critical(this, "文件转换失败", hexFilePath+"文件转换bin文件失败\n");
        return false;
    }
    QByteArray sign;
    if(!DigestAndSign(binFilePath, "SHA256", sign))
    {
        qDebug()<<"验签文件失败"<<binFilePath;
        QMessageBox::critical(this, "文件验签失败", binFilePath+"文件验签失败\n");
        return false;
    }
    QFile binFile(binFilePath); // 生产的bin文件
    if (binFile.open(QIODevice::WriteOnly))
    {
        qint64 writtenBytes = binFile.write(sign); // 写入签名数据
        if (writtenBytes == -1)
        {
            qDebug() << "Failed to write to bin file.";
        }
        else
        {
            qDebug() << "Successfully wrote" << writtenBytes << "bytes to bin file.";
        }
        binFile.close(); // 关闭文件
    }
    else
    {
        qDebug() << "Failed to open bin file for writing.";
        return false;
    }
    binToAsc(binFilePath,ascFilePath);
    if (QFile::exists(binFilePath)) {
        if (!QFile::remove(binFilePath)) {
            qDebug() << "Failed to delete bin file after processing.";
        } else {
            qDebug() << "Bin file deleted after processing.";
        }
    }
    return true;
}

生成验签文件后点击升级按钮，即可烧录6个文件，烧录函数如下，这里用到QT的信号和槽机制。

void client::on_pushButton_clicked()
{
    qDebug() << "button start";
    ui->pushButton->setEnabled(false);
    qDebug() << "button after";

    //timeValid=true;
    if (timeValid) {
        qDebug() << "Entering on_pushButton_clicked";
        flash_file = mcu_package + "/NEVC_E3110_None_FLS_IAR_Project.hex";
        flash_signfile = mcu_package + "/NEVC_E3110_None_FLS_IAR_Project.asc";
        app_file = mcu_package + "/NEVC_E3110_IAR_8p50_Project.hex";
        app_signfile = mcu_package + "/NEVC_E3110_IAR_8p50_Project.asc";
        routetable_file = mcu_package + "/CAN2CAN.hex";
        routetable_signfile = mcu_package + "/CAN2CAN.asc";
        mcu_json_file = mcu_package + "/mcu.json";
        public_key_file = mcu_package + "/public.txt";

        ui->listWidget_2->clear();
        ui->listWidget_2->addItem("正在连接...");
        QCoreApplication::processEvents();
        if (worker) {
            worker->deleteLater();
        }
        worker = new Worker(flash_file, flash_signfile, app_file, app_signfile, routetable_file, routetable_signfile, public_key_file);
        worker->moveToThread(workerThread);
        connect(workerThread, &QThread::started, worker, &Worker::process);
        connect(worker, &Worker::connectionResult, this, &client::onConnectionResult);
        connect(worker, &Worker::updateResult, this, &client::onUpdateResult);
        connect(worker, &Worker::fristFile, this, &client::onfrisetFile);
        connect(worker, &Worker::restartResult, this, &client::onRestartResult);
        connect(worker, &Worker::finished, this, &client::on_fininshed);
        qDebug() << "emit statechanged";
        QMetaObject::invokeMethod(worker, "process", Qt::QueuedConnection);
        qDebug() << "进入后台线程";
    } else {
        qDebug() << "NO find valid!";
        QMessageBox::critical(nullptr, "错误", "请检查网络连接！");
        qApp->quit();
    }
}

通过wireshark可抓取文件的传输的交互报文：

其中还涉及协议中的加解密，发送逻辑。想起来再写

Feeal
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04-11
接着深入讲解了基于复旦微FM33LE015A芯片的bootloader设计方案，包括AB面切换机制、内存跳转、中断处理以及Flash擦写保护等关键技术点。同时提供了具体的代码示例，如处理下载请求、应用程序跳转、数据分帧传输等。...
TSMaster：基于14229的BootLoader刷写上位机简介
05-03
内容概要：本文详细介绍了TSMaster这一强大工具及其在汽车电子领域的应用，尤其是基于14229标准的UDS BootLoader刷写上位机的功能。文中首先对比了TSMaster与CANoe的竞争优势，强调了其编程灵活性和开放性。接着深入...
基于UDS协议的CAN诊断OTA升级功能实现指南：包含上位机VS源码、MCU端源码及CAN与ISO标准资料大全,CAN诊断实现基于UDS协议的OTA升级功能代码及资料（支持AB面升级 ） 产品包括:
02-08
基于UDS协议的CAN诊断OTA升级功能实现指南：包含上位机VS源码、MCU端源码及CAN与ISO标准资料大全,CAN诊断实现基于UDS协议的OTA升级功能代码及资料（支持AB面升级 ）。 产品包括: 1.升级上位机VS源码； 2.MCU端源码...
【Netty系列】Netty 框架介绍
技术改变世界
05-28 814
Netty是一个基于 Java NIO（Non-blocking I/O）的异步事件驱动网络应用框架，旨在快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端。它简化了 TCP/UDP 等协议的编程，并提供了高度可定制的组件，适用于高并发场景（如游戏服务器、即时通讯、分布式系统等）。
shell脚本中常用的命令
最新发布
2302_81660458的博客
05-29 209
b)网卡被设定，需要修改。a)当网卡没有被设置时。
AXI协议乱序传输机制解析：提升SoC性能的关键设计
JInx299的博客
05-28 379
AXI（Advanced eXtensible Interface）协议的乱序传输（Out-of-Order）机制是现代高性能SoC设计的核心特性之一。本文深入探讨AXI如何通过ID标识符和通道独立性实现高效的数据乱序传输，显著提升总线利用率和系统并发性能
LiveNVR接入大华、海康、宇视、天地伟业SDK：拉转直播流文件ISUP接入并转换成多格式视频直播流地址
青柿视频流媒体的博客
05-28 526
本文围绕 LiveNVR 监控流媒体 Onvif_RTSP 功能展开，介绍其可将传统安防监控设备互联化，实现无插件直播。具体内容包括：配置拉转视频流，涵盖 RTSP 规则、通道配置等多种方式；介绍视频集成方式，如分享页面集成和视频流地址集成；阐述获取直播流地址的三种途径，即页面查看、接口调用和静态拼接；还提及接口调用相关问题及 RTSP/HLS/FLV/RTMP 拉流 Onvif 流媒体服务的系统支持、安装说明等。
UDS刷写软件
03-11
### UDS协议下的汽车ECU刷写软件及其使用 对于希望通过UDS协议进行汽车电子控制单元(ECU)刷写的开发者而言，存在多种可用的解决方案。项目不仅实现了UDS协议的基本功能，还提供了一套完整的ECU升级刷写流程。这意味着开发者能够利用此项目快速建立上位机与ECU间的通信链路，从而实现固件更新和刷写操作[^1]。 #### 软件选择 市场上有多个支持UDS标准并适用于不同应用场景的专业级工具可供选用： - **Vector CANape**: 提供全面的功能集来配置、校准及诊断基于总线系统的设备。 - **ETAS Inca**: 支持复杂测量任务的同时也具备强大的编程能力。 - **PEAK PCAN Diag**: 集成了丰富的诊断特性，适合入门级用户尝试简单的调试工作。 以上提到的产品通常都内置了详细的帮助文档和支持论坛，方便初次使用者获取必要的指导信息。 #### 安全认证过程 值得注意的是，在实际应用过程中，出于安全性考虑，必须先完成相应的身份验证才能继续后续的操作。具体来说就是在调用服务27 (Security Access Service) 后获得授权许可，以此确保只有经过合法授权的人才可以更改内部程序或参数设置[^3]。 #### 刷写前准备事项 在正式开始刷写之前还需要做一系列准备工作，包括但不限于确认目标硬件型号兼容性、安装最新的驱动程序版本以及备份现有系统状态等重要环节。此外还需注意检查是否有足够的存储空间可用于保存新镜像文件，并且保持稳定的电源供应以防意外断电造成损害。 #### 实际案例分析 以某品牌车型为例，当需要对其动力管理系统内的某个特定模块实施在线空中(OTA) 更新时，则可以借助上述任意一款或多款组合起来共同协作完成整个作业流程。例如通过云端推送方式发送待部署的新版固件至指定位置等待接收端激活指令后自动启动刷新进程直至结束返回最终结果报告给管理员审核确认无误即可宣告此次维护活动圆满落幕[^4]。 ```python def perform_ecu_flash(ecu_id, firmware_path): """ Perform ECU flash using provided ID and path to new firmware. :param ecu_id: Identifier of the target ECU unit :type ecu_id: str :param firmware_path: Path where updated firmware is stored locally :type firmware_path: str """ try: # Establish secure connection with vehicle's network interface establish_secure_connection() # Request entry into programming session mode enter_programming_session_mode(ecu_id) # Authenticate access rights before proceeding further authenticate_access_rights() # Transfer binary data from local storage device onto remote node transfer_firmware_to_remote_node(firmware_path) # Execute flashing procedure on selected component(s) execute_flashing_procedure() # Verify integrity post-operation completion verify_post_operation_integrity() print("Flashing completed successfully.") except Exception as e: handle_exception(e) ```
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