CN109983442A - 用于紧急维护车辆计算机的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种系统，其包括计算机和软件，该软件包括监测程序以及至少一个功能应用程序，所述至少一个功能应用程序具有读取和写入的应用数据(DA.1、DA.x)，该监测程序具有存储器缓存，该存储器缓存配置成当连接到系统的维护工具执行维护操作且计算机执行至少一个功能应用程序时接收应用数据(DA.1、DA.x)，监测程序进一步包括预定对应表，其建立了在存储器缓存(DA.PANDA.muffles.x)中所接收的每个应用数据(DA.1、DA.x)的定址与在易失性存储器中应用数据的相应地址之间的对应关系，在监测程序的存储器缓存(DA.PANDA.muffles.x)中接收的应用数据(DA.1、DA.x)根据所述预定对应表而在所述存储器缓存(DA.PANDA.buffer.x)的定址中被排序。本发明还涉及相关的维护方法。

Description

用于紧急维护车辆计算机的系统及方法

技术领域

本发明总体涉及对装载在车辆尤其是机动车辆中的计算机的维护。

更具体地，本发明涉及一种紧急且在维护操作期间对车载计算机进行维护的系统及方法，该车载计算机允许读取和写入应用程序的可变数据。

背景技术

如今，特别是在机动车辆的领域中，在计算机执行由各自更新各种可变应用数据的多个应用程序组成的软件的情况下，对可控车载系统进行维护操作时，通常不可能在所述维护操作范围内保持或自动更新所有可变应用数据。

因此，在对车载计算机执行维护操作之后，通常需要实施手动操作，以便在可能的情况下(里程表等)重新获取这些应用数据，或者重新使车辆的构件与这些数据的重置值保持一致(重新加满尿素、排空、再生催化转化器等)。

在机动车辆领域，英语中指用于机动车辆的开放系统架构、代指汽车开放系统架构(AUTomative Open System Architecture)的AUTOSAR的创立涉及机动车辆制造商之间的全球合作伙伴关系，旨在通过指定的特定模块来开发一种用于将维护数据提供给车辆修理人员的工具的机制，该指定的特定模块是表示通信及诊断管理软件的诊断通信管理器(Diagnostic Communication Manager)，也被称为DCM。

然而，如下所述，由于该AUTOSAR机制不能与所有机动车辆车载系统兼容并具有高度的实施复杂性，因此，该AUTOSAR机制具有一些缺点。

此外，在除机动车辆之外的其他领域中，特别是当通过有线连接或通过射频通信下载软件时，存在包含用于访问维护或使用数据的方法的系统。例如，计算机或如智能手机的移动物体可以在更新其软件时保留地址簿。

然而，机动车辆特别是发动机控制计算机的背景和限制是不同的，特别不同在于，它们包括以下特性：

例如，由发动机控制计算机执行的软件的应用数据不存储在可独立于应用程序访问的标准化数据管理系统中，相反，这些应用数据分布在与所述应用程序相对应的模块组中。实际上，可变应用数据的存储位置是被赋予控制该可变应用数据所涉及的功能构件的功能的位置；

特别是与维护有关的可变应用数据不仅分布在存储器的不同部分，而且还与固定数据和可变数据混合，该固定数据和可变数据与每个功能构件的运行状态有关，例如初始化数据或计算变量；

不可能停止发动机控制应用程序，这些应用程序在通过诸如外部维护工具的外部程序进行其读取访问期间修改应用数据；

通过应用程序持续更新可变应用数据，包括通过外部程序进行其访问期间，由于正在运行的应用程序可以例如通过预定初始化值或通过新采集的值而覆盖由外部维护工具输入的新值，因此这对于尤其通过外部维护工具进行更新带来问题；

与车辆的维护和使用相关的可变应用数据涉及通常不“智能”的功能构件，因此，这些数据是通过例如发动机控制计算机的车载计算机创建的，并且如果这些数据在所述车载计算机上被擦除则不能在功能构件中重新发现。

如今，在售后服务的维护操作期间，这些特性事实上导致了昂贵的手动操作。此外，根据定义，这些必要的手动操作不适用于使用通过SOTA类型远程通信的自动更新方法，SOTA是空中下载软件(Software Over The Air)的简称，意指远程软件。

此外，当将车载计算机的新版本软件下载到现有计算机中时，该新版本实现了由使用新的可变应用数据的应用程序支配的新功能。因此可能的是，由新软件限定的可变应用数据的结构可能与先前存在的可变应用数据的结构不兼容。因此，在根据已知的自动更新过程进行软件的更新时，由于新软件没有在存储器的预期地址处找到应用数据而可能发生可变应用数据的丢失。

如上所述，AUTOSAR机制不允许完全解决该问题。实际上，该机制允许通过以下方式而经由相关车载计算机中的外部维护程序来实现维护操作：数据发送，以及/或者；数据通信，其经由客户端/服务器类型的同步通信和/或经由客户端/服务器类型的异步通信来进行。

在前两种情况下，只有在没有任何应用程序通过无论读取或写入来使用作为更新对象的应用数据时，才能有效地执行更新。尤其是对于车载发动机控制计算机而言，这是不可能得到保证的。在可以实现这些更新模式的情况下，这仍然对在相关计算机上执行的应用程序的设计带来了强大的约束。

经由客户端/服务器类型的异步通信进行的后一更新机制是可行的，但实现起来非常复杂并且对车载计算机的软件的设计具有强烈影响。

因此，需要一种车载特别是装载在车辆中的方法及系统，该方法和系统允许集中管理作为维护操作的对象的车载系统的软件的可变应用数据，以允许在写入和读取时访问这些应用数据，而无需中断车载应用程序，其生成和使用所述应用数据。

发明内容

为了实现该结果，本发明涉及一种用于车辆的可控车载系统，所述系统包括用于管理可控车载系统的计算机，所述计算机包括一组程序以及用于执行所述程序的硬件资源，所述资源硬件包括多个存储器以及计算单元，所述多个存储器中包括至少一个可重写非易失性存储器以及至少一个易失性存储器，所述程序包括至少两个应用程序，该至少两个应用程序包括监测程序以及至少一个功能应用程序，在计算机执行所述相应的功能应用程序时，所述至少一个功能应用程序具有在所述至少一个易失性存储器的地址处读取和写入的应用数据，所述检测程序具有包括存储器缓存以及标签的至少一个数据对，所述存储器缓存包括定址，并且被配置成在连接到系统的维护工具执行维护操作且计算机执行至少一个功能应用程序时所述定址接收应用数据，并且所述标签被配置成当维护工具需要写入应用数据时改变值，监测程序还包括预定对应表，其建立了在存储器缓存中所接收的每个应用数据的定址与在易失性存储器中所述应用数据的相应地址之间的对应关系，在监测程序的存储器缓存中接收的所述应用数据根据所述预定对应表而在所述存储器缓存的定址中被排序。

得益于本发明，外部维护工具可以通过读取和写入来访问可变应用数据，同时通过正在作为维护操作对象的车载计算机上运行的应用程序使用该可变应用数据。

有利地，该系统包括至少一个基本程序，所述至少一个基本程序包括访问管理程序，其管理通过读取和写入来访问所述至少一个非易失性存储器。

有利地，该系统还包括通信管理程序，其管理与外部维护工具的通信。

本发明还提供了一种用于维护这种可控车载系统的维护方法，所述维护方法包括以下步骤：

-在计算机启动时，通过监测程序复制所述至少一个功能应用程序的应用数据，所述应用数据被接收并存储在监测程序的存储器缓存内，

-通过监测程序使用存储器缓存中的应用数据，以响应外部维护工具对所述应用数据的读取请求，而且其中包括读取和/或写入所述应用数据的应用程序正处于执行中。

根据实施例，在过期应用数据未在由计算机实现的一组程序中使用的情况下，将所述过期应用数据的默认值写入存储器缓存中。

有利地，当外部维护工具请求写入应用数据的新值时，根据本发明的维护方法包括以下步骤：

-在存储器缓存中，通过监测程序，根据对应表将待写入的应用数据的新值存储在存储器缓存中的对应于所述应用数据的定址处，

-改变标签的状态，以便在计算机的下次重启时允许在计算机中存储应用数据的新值。

根据实施例，在外部维护工具中新值不可用的情况下，使用待写入的应用数据的默认值。

本发明还涉及一种包括如上简述的系统的机动车辆。

附图说明

通过阅读仅作为示例给出并参照附图的本发明的实施例的详细描述，本发明的其他特征和优点将显现，在附图中：

图1，根据本发明的系统的车载计算机的硬件资源的示意图；

图2，根据本发明的车载系统中的监测程序的功能示意图；

图3，根据本发明的车载系统中的监测程序所使用的应用数据的结构的示意图。

具体实施方式

在下文中，所描述的实施例更具体地涉及在机动车辆中的车载计算机中实现本发明。然而，本发明还涉及在不同背景特别是在任意类型的车辆中的任意实现方式。

本发明涉及可控车载系统内部，该可控车载系统构成自：

-车载计算机，其负责管理系统并可能地负责控制系统，

-由车载计算机执行的应用程序，所述应用程序通过读取和写入来访问存储在车载计算机的存储器中的可变应用数据。

在实践中，这种车载系统还包括功能构件，特别是机械构件，其在本发明的上下文或附图中未详述，其中用于这些功能构件的可变应用数据存储在车载计算机的存储器中，以便例如监测这些功能构件的磨损或优化对这些功能构件的使用。

因此，本发明涉及一种系统或子系统，其包括：

-可控车载计算机，其能够装载监测程序PA.PANDA，其用于优化对由计算机执行的车载软件的特别是更新操作的维护操作的实施，

-由一组程序组成的软件，该一组程序包括多个应用程序，该多个应用程序包括监测程序PA.PANDA。

在所述软件中，监测程序PA.PANDA与车载计算机内的特定应用数据相关联，在软件设计时这些数据根据对所述软件的所有应用程序通用的结构来构造。

在图1至3中示出了根据本发明的系统或子系统的实施例。

参照图1，根据本发明的系统包括具有一组硬件资源M的计算机。这些硬件资源M包括多个存储器空间以及至少一个计算单元M.1，该多个存储器空间包括至少一个非易失性存储器NVRAM和易失性存储器RAM。在图1所示的实施例中，优选地，所述硬件资源包括不同的两个非易失性存储器空间，其中，一个非易失性存储器用于包括有监测程序的程序PROGRAM.NVRAM且一个非易失性存储器用于包括有监测程序的程序的应用数据DATA.NVRAM。如图1所示，硬件资源M还可以包括不同的功能块M.x。

参照图2，示意性地示出了由车载计算机实现的一组程序P所组成的软件。根据所示的实施例，所有这些程序都存储在专用非易失性存储器PROGRAM.NVRAM内。

在所有这些程序P中，计算机支持多个应用程序PA.1至PA.x，其包括监测程序PA.PANDA以及至少一个所谓的基本程序PB.1至PB.x，其负责确保尤其与硬件资源的接口，所述至少一个基本程序包括用于管理对非易失性存储器NVRAM进行访问的访问管理程序NVM，或者用于管理与外部维护工具进行通信以进行诊断的通信管理程序DCM。

参照图3，描述了监测程序PA.PANDA的应用数据DA.PANDA。监测程序PA.PANDA的这些数据存储在易失性存储器RAM中。

在这些数据中，尤其存在应用数据D，即DA.1至DA.x，其分别由不同的应用程序PA.1至PA.x读取和写入；以及专用于监测程序的数据DA.PANDA，其由监测程序PA.PANDA读取和写入。由存储器缓存buffer.x和标签flag.x组成的至少一个数据对构成专用于监测程序的数据DA.PANDA。通常，专用于监测程序的单个应用数据对是必须的，但是根据本发明，如果待管理的应用数据量需要，则系统可以包括多个特定数据对。

根据本发明，在设计车载计算机的软件阶段，根据下述方法，按照合适的数据结构而对专用于监测程序的数据DA.PANDA进行组织，以确保与系统的维护和使用有关的任意可变应用数据的提升的兼容性。

根据本发明而实际上预见到，通过连接到系统的外部维护工具访问车载计算机。根据本发明，该外部维护工具访问系统的维护和使用的可变应用数据。

按照根据本发明的系统的维护方法，在维护操作期间，外部维护工具可以与执行应用程序PA.1至PA.x并行地访问可变应用数据，同时提供这些应用数据DA.1至DA.x的相干值并考虑由外部维护工具写入的值，而这些值不被所述应用程序PA.1至PA.x擦除。

为此目的，根据本发明的系统的维护方法以下列方式进行。

在计算机启动时，监测程序PA.PANDA执行对应用程序PA.1至PA.x的可变应用数据DA.1至DA.x的复制，所述应用数据被接收并存储在专用于监测程序的应用数据对的存储器缓存DA.PANDA.buffer.x内。

根据实施例，在由计算器当前实施的软件版本中未使用/不再使用过期可变应用数据的情况下，将默认值写入缓存器缓存DA.PANDA.buffer.x中。

监测程序PA.PANDA使用存储在存储器缓存缓冲PA.PANDA.buffer中的这些可变应用数据的值，以响应维护工具的读取请求，同时相应的应用程序PA.1到PA.x在需要的情况下处于正在执行状态。

由维护工具读取的应用数据DA.1至DA.x的值不一定对应于由应用程序PA.1至PA.x生成的最新值，然而在车辆处于维护状态时，在所读取数据的变化可忽略不计的情况下，这并不重要。

为了管理由维护工具写入应用数据的请求，下面描述根据维护方法的实施顺序。

待写入的应用数据的新值由监测程序PA.PANDA存储在存储器缓存DA.PANDA.buffer.x中。

根据实施例，在维护工具中数据不可用的情况下使用默认值。

标签DA.PANDA.flag.x改变状态，以便允许在计算机的下一次重启请求时在存储到计算机中之后处理写入的应用数据。

如上所述，本发明提供了对由监测程序PA.PANDA存储的应用数据的结构化，所述结构化旨在允许更新计算机时提升的兼容性。

这种提升的兼容性旨在访问任意可变应用数据DA.1至DA.x，包括如果删除或添加了这些可变应用数据中的部分。

为此，在设计监测程序时，预设到的是，所述监测程序PA.PANDA确保了对可变应用数据的地址的管理。

建立对应表并将其集成到监测程序PA.PANDA中。确定所述对应表，以针于软件P的每个版本允许将存储器缓存DA.PANDA.buffer.x中存在的每个值与易失性存储器RAM中的相应可变应用数据DA.x的地址相关联。

因此，存储器缓存DA.PANDA.buffer.x由始终占据所述存储器缓存中的相同位置的数据组成，以便确保对应表的持久性并因此确保对外部工具的兼容性，而无论相关车载计算机的软件版本如何。

当在新版本软件中不再使用可变应用数据时，由此，存储器缓存中的相应位置保持为空。

当在新版本软件中创建新可变应用数据时，在存储器缓存DA.PANDA.buffer.x中与该新可变应用数据关联的新位置在已使用的地址之后。

当在新软件版本中修改可变应用数据时，例如修改可变应用数据的大小或其释义，则删除旧的应用数据，因此在存储器缓存中的旧的应用数据的位置保持为空，并且添加新的应用数据。

进一步预见，如果存储器缓存DA.PANDA.buffer.x达到过大的尺寸，并相对于维护工具的读取协议变得过大，则除了现有存储器缓存之外，还会创建一个新的存储器缓存。

因此，本发明允许通过车载计算机的系统或子系统而与执行所述软件的应用程序并行地更新车载计算机的软件而不丢失数据，同时确保提升的兼容性，该车载计算机的系统或子系统包括特定监测程序P A.PANDA，该监测程序P A.PANDA具有对应表，其将监测程序的存储器缓存PANDA.buffer.x的任何定址关联到易失性存储器RAM中的应用数据地址。

Claims (8)

1.一种用于车辆的可控车载系统，所述系统包括用于管理所述可控车载系统的计算机，所述计算机包括一组程序(P)以及用于执行所述程序(P)的硬件资源(M)，所述硬件资源(M)包括多个存储器以及计算单元(M.1)，所述多个存储器包括至少一个可重写非易失性存储器(NVRAM)以及至少一个易失性存储器(RAM)，所述程序(P)包括至少两个应用程序(PA.1、PA.x、PA.PANDA)，所述至少两个应用程序包括监测程序(PA.PANDA)以及至少一个功能应用程序(PA.1、PA.x)，在所述计算机执行所述相应的功能应用程序(PA.1、PA.x)时，所述至少一个功能应用程序(PA.1、PA.x)具有在所述至少一个易失性存储器(RAM)的地址处读取和写入的应用数据(DA.1、DA.x)，所述监测程序(PA.PANDA)具有包括存储器缓存(DA.PANDA.buffer.x)和标签(DA.PANDA.flag.x)的至少一个数据对，所述存储器缓存(DA.PANDA.buffer.x)包括定址，并且被配置成当连接到所述系统的维护工具执行维护操作且所述计算机执行至少一个功能应用程序(PA.1、PA.x)时所述定址接收所述应用数据(DA.1、DA.x)，并且所述标签(DA.PANDA.flag.x)被配置成当所述维护工具需要写入应用数据时更改值，所述监测程序(PA.PANDA)进一步包括预定对应表，其建立了在所述存储器缓存(DA.PANDA.muffles.x)中接收的每个应用数据(DA.1、DA.x)的定址与在所述易失性存储器(RAM)中的所述应用数据(DA.1、DA.x)的相应地址之间的对应关系，在所述监测程序的存储器缓存中接收的所述应用数据(DA.1、DA.x)根据所述预定对应表而在所述存储器缓存(DA.PANDA.buffer.x)的定址中被排序。

2.根据权利要求1所述的系统，所述计算机包括至少一个基本程序，所述至少一个基本程序包括访问管理程序，其管理通过写入和读取访问所述至少一个非易失性存储器(NVRAM)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，包括通信管理程序，其管理与所述外部维护工具的通信。

4.一种用于维护根据权利要求1至3中任一项所述的可控车载系统的维护方法，其包括以下步骤：

-在计算机启动时，通过所述监测程序(PA.PANDA)复制所述至少一个功能应用程序(PA.1、PA.x)的应用数据(DA.1、DA.x)，所述应用数据(DA.1、DA.x)被接收并存储在所述监测程序(PA.PANDA)的存储器缓存(DA.PANDA.buffer.x)内，

-通过所述监测程序(PA.PANDA)使用所述存储器缓存(DA.PANDA.buffer.x)中的应用数据(DA.1、DA.x)，以响应于通过所述外部维护工具对所述应用数据(DA.1、DA.x)的读取请求，而且其中包括读取和/或写入所述应用数据(DA.1、DA.x)的所述应用程序(PA.1、PA.x)正处于执行过程中。

5.根据前项权利要求所述的维护方法，其中，在过期应用数据未在由所述计算机实现的所述一组程序(P)中使用的情况下，将所述过期应用数据的默认值写入所述存储器缓存(DA.PANDA.buffer.x)中。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的维护方法，当所述外部维护工具请求写入应用数据的新值时，所述维护方法包括以下步骤：

-在所述存储器缓存(DA.PANDA.buffer.x)中，通过所述监测程序(PA.PANDA)，根据所述对应表将所述待写入的应用数据的新值存储在所述存储器缓存(DA.PANDA.buffer.x)中的对应于所述应用数据的定址处，

-改变所述标签(DA.PANDA.flag.x)的状态，以便在所述计算机的下次重启时允许在所述计算机中存储所述应用数据的新值。

7.根据前项权利要求所述的维护方法，其中，在所述外部维护工具中新值不可用的情况下，使用所述待写入的应用数据的默认值。

8.一种机动车辆，包括根据权利要求1至3中任一项所述的系统。