FlexCAN OTA 技术详解与应用场景探讨

只看该作者 · 2025-6-21 10:36

随着汽车电子与智能制造的发展，对远程固件升级（OTA，Over-the-Air）的需求不断增加，尤其在车载控制器、工业网关等复杂系统中，通过 CAN 总线进行安全可靠的 OTA 更新 正成为主流选择。

灵动微电子针对该需求推出的 FlexCAN OTA 解决方案，基于标准 UDS（Unified Diagnostic Services）协议，实现了对 MM32 系列 MCU 的高可靠固件升级。

本文将深入剖析该方案的技术原理、关键模块、实现方式及其在实际应用中的价值。

一、核心概念解析1. FlexCAN 是什么？

FlexCAN 是 NXP 首创的一个高鲁棒性 CAN 控制器架构，灵动在其部分 MM32 系列（如 MM32F3270）中参考实现了类似功能，包括：

更完善的帧缓冲管理；
更强的中断控制能力；
适用于工业与车载的复杂 CAN 网络。

相比传统 CAN 控制器，FlexCAN 更适合大规模节点通信及实时响应要求高的场景。

2. 什么是 UDS 协议？

UDS（ISO 14229） 是一套汽车行业标准化诊断通信协议，用于：

读取 ECU 信息；
写入数据块（如 ECU 配置、固件）；
控制诊断会话、重启命令等。

在 OTA 场景中，UDS 提供了完整的数据包传输与安全升级流程，包括：

0x10：会话切换（如从默认会话切到编程会话）；
0x34/0x36/0x37：固件数据传输相关服务；
0x11：ECU 重启指令。

3. Bootloader 的角色

OTA 的关键组件是 Bootloader，其职责包括：

启动判断：区分是否进入主程序或升级模式；
接收并验证 UDS 传输的数据；
将新固件写入 Flash；
保证升级失败时 MCU 不“变砖”。

二、FlexCAN OTA 系统架构

OTA 过程通常分为如下几步：

plaintext
[ 上位机工具 ] <--UDS--> [ Bootloader 固件（运行在 MCU） ] | [ Flash 存储区划分 ]

上位机工具：如 CANoe、UDS Flash 工具、PC 软件等，向 MCU 发送 UDS 指令。
MCU 端 Bootloader：解析 UDS 请求，通过 Flash 接口完成固件接收、写入与校验。
Flash 区域规划：
- Bootloader 区
- App 主程序区（新旧固件）
- 参数或备份区（可选）

三、关键代码与功能模块示意1. Bootloader 启动逻辑c
if (received_UDS_enter_program_mode()) { enter_bootloader(); // 接收固件数据} else { jump_to_user_app(); // 启动主程序}

2. 典型 UDS 服务处理流程（0x34 数据传输）c
case UDS_REQUEST_DOWNLOAD: prepare_flash_write(); send_positive_response();case UDS_TRANSFER_DATA: buffer_write(); send_positive_response();case UDS_REQUEST_TRANSFER_EXIT: verify_checksum(); send_positive_response();

3. Flash 写入流程c
void write_flash(uint32_t addr, uint8_t* data, uint16_t len) { FLASH_Unlock(); for (int i = 0; i < len; i += 4) { FLASH_ProgramWord(addr + i, *(uint32_t*)(data + i)); } FLASH_Lock();}