LIN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.升级上位机源码； 2.MCU端源码（boot和app），包含LIN协议栈+UDS协议框架（包含常用SID服务代码） 3.LIN学习资料和ISO14229资料 开发板硬件（自行淘宝） 5.根据ldf文件生成满足标准2.1协议代码的配置工具 联系付款后联系我百度下载 （开发版价值一百块左右，MCU为复旦微FM33LE015A车规级芯片，方便移植到其他芯片，我还移植过TI芯片） LIN调试工具为图莫斯USB转LIN工具

摘要

本文基于复旦微电子 FM33FG0xxA 系列 MCU 平台，深入剖析一套完整的 LIN（Local Interconnect Network）总线 + UDS（Unified Diagnostic Services）协议栈实现的 OTA（Over-The-Air）固件升级系统。该系统严格遵循 ISO 14229-1（UDS）与 ISO 15765-2（基于 CAN/LIN 的传输层）标准，具备高可靠性、安全性与可维护性，适用于汽车电子、工业控制等对固件更新有严格要求的嵌入式场景。

一、系统架构概览

整个 OTA 升级系统由 上位机（PC 端） 与 MCU 从机（嵌入式设备） 两部分组成，通过 LIN 总线进行通信：

  • 上位机：基于 MFC（Microsoft Foundation Classes）开发的图形化工具，提供用户界面用于加载固件、触发升级流程、显示状态与日志。
  • MCU 从机：运行在 FM33FG0xxA 芯片上的嵌入式程序，包含 LIN 通信栈、UDS 服务处理模块、Bootloader 以及应用逻辑。

系统采用 双分区（A/B Bank） 设计，确保升级失败时可回滚至旧版本，保障设备可用性。

二、核心功能模块详解

2.1 UDS 服务实现

MCU 端实现了多个关键 UDS 服务（SID），构成 OTA 升级的核心控制逻辑：

（1）SID 0x10 - DiagnosticSessionControl（会话控制）
  • 功能：切换诊断会话模式（默认会话、扩展会话、编程会话）。
  • 关键点：进入 编程会话（Programming Session） 是执行后续写入、擦除、下载等操作的前提。
（2）SID 0x27 - SecurityAccess（安全访问）
  • 功能：实现种子-密钥（Seed-Key）机制，防止未授权访问。
  • 流程：
    1. 上位机请求种子（Sub-function = 0x01）；
    2. MCU 返回随机种子；
    3. 上位机使用预设算法计算密钥；
    4. 上位机发送密钥（Sub-function = 0x02）；
    5. MCU 验证密钥，成功则解锁安全等级（如 UDSSALV1）。

注：SID 0x34/0x36/0x37 等服务依赖此安全等级才能执行。

（3）SID 0x22 - ReadDataByIdentifier（读取数据标识符）
  • 功能：读取设备信息，如软件版本号。
  • 示例：DID = 0xFB88 时，返回 ssoftwarever[3]（3 字节版本号）。
（4）SID 0x31 - RoutineControl（例程控制）
  • 功能：执行特定例程，如擦除 Flash、校验升级包完整性。
  • 关键例程：
  • 0x0201：擦除指定地址范围的 Flash；
  • 0x0202：校验已接收数据的 CRC；
  • 0xFF01：检查编程依赖条件（如供电电压是否稳定）。
（5）SID 0x34 - RequestDownload（请求下载）
  • 功能：通知 MCU 准备接收指定长度的固件数据。
  • 参数：包含目标地址、数据长度（通常以字节为单位）。
  • 响应：返回最大块长度（Block Length），用于后续分包传输。
（6）SID 0x36 - TransferData（传输数据）
  • 功能：分块传输固件数据。
  • 格式：
    c
    uint8t pkgdata[UPGRADEPKGSIZE + 2] = {0x36, blockSequenceCounter, ...data};
  • 关键机制：使用 块序列计数器（Block Sequence Counter） 确保数据顺序正确，防止丢包或乱序。
（7）SID 0x37 - RequestTransferExit（请求退出传输）
  • 功能：结束数据传输阶段，进入校验与激活流程。
  • 行为：MCU 设置状态为 UPGRADEWAITCRC_CHECK，等待上位机发起 CRC 校验（通过 SID 0x31）。

2.2 Flash 管理与双分区设计

  • 分区定义（见 mfconfig.h）：
    c
    #define APP    ZONEASTARTADDR (0x1400U)
    #define APP    ZONEASIZE (0x7400U)
    #define APPZONEBSTARTADDR (0x8800U)
    #define APPZONEB_SIZE (0x7400U)
  • 升级流程：
    1. 当前运行在 A 区；
    2. 新固件写入 B 区；
    3. CRC 校验通过后，更新引导标志；
    4. 重启后 Bootloader 跳转至 B 区运行；
    5. 若 B 区校验失败，则回退至 A 区。
  • Flash 操作接口：
  • UTILS_FlashErase()：按页/扇区擦除；
  • UTILS_FlashDataWrite()：写入数据（需先擦除）；
  • 写入后立即读回校验，确保数据一致性。

2.3 上位机交互逻辑

上位机（CLinUdsUpgradeDlg 类）实现以下关键功能：

  • 加载固件：OnBnClickedButtonLoadfile() 读取 .bin 文件；
  • 获取版本：发送 SID 0x22 + DID 0xFB88，解析响应；
  • 升级流程控制：
    1. 切换至扩展会话（SID 0x10）；
    2. 执行安全访问（SID 0x27）；
    3. 请求下载（SID 0x34）；
    4. 循环发送数据块（SID 0x36）；
    5. 请求退出传输（SID 0x37）；
    6. 触发 CRC 校验例程（SID 0x31, RID=0x0202）；
  • 错误处理：解析 NRC（Negative Response Code），如：
  • NRCSECURITYACCESS_DENIED：密钥错误；
  • NRCWRONGBLOCKSEQUENCECOUNTER：数据包序号错误；
  • NRCGENERALPROGRAMMING_FAILURE：Flash 写入失败。

2.4 通信与底层驱动

  • LIN 栈：基于复旦微官方驱动，实现物理层与数据链路层；
  • UDS 传输层：模拟 ISO 15765-2 的分包/重组机制（因 LIN 帧长度限制为 8 字节）；
  • 外设支持：
  • 使用 内部 Flash 控制器 进行擦写；
  • 依赖 ADC 监控供电电压（防止低电压下写入失败）；
  • 利用 CRC 模块 加速校验计算。

三、升级流程时序图（简化）

上位机                        MCU
  |                              |
  |--- SID 0x10 (0x02) -------->|  切换到扩展会话
  |<-- SID 0x50 -----------------|
  |                              |
  |--- SID 0x27 (0x01) -------->|  请求种子
  |<-- SID 0x67 (seed) ---------|
  |--- SID 0x27 (0x02, key) --->|  发送密钥
  |<-- SID 0x67 -----------------|  安全解锁
  |                              |
  |--- SID 0x34 (addr, len) --->|  请求下载
  |<-- SID 0x74 (maxLen) -------|
  |                              |
  |--- [SID 0x36 x N] --------->|  传输数据块（带序号）
  |<-- [SID 0x76] --------------|
  |                              |
  |--- SID 0x37 ---------------->|  请求退出传输
  |<-- SID 0x77 -----------------|
  |                              |
  |--- SID 0x31 (0x0202, CRC) ->|  触发CRC校验
  |<-- SID 0x71 或 0x7F --------|  成功或失败
  |                              |
  |--- ECU Reset --------------->|  重启激活新固件

四、安全性与可靠性设计

  1. 安全访问机制：防止非法刷写；
  2. 双分区冗余：升级失败可回滚；
  3. CRC 校验：确保固件完整性；
  4. 电压监控：避免低电压写入导致 Flash 损坏；
  5. NRC 错误码体系：精准定位失败原因；
  6. 块序号校验：防止数据错乱。

五、总结

该 LIN+UDS OTA 升级系统在资源受限的 MCU 平台上，完整实现了汽车电子级的固件更新能力。其模块化设计、严格的状态机控制、以及多重安全校验机制，为嵌入式设备的远程维护与功能迭代提供了坚实基础。未来可扩展支持差分升级、加密固件、多节点并行升级等高级特性。

**关键词**：LIN, UDS, OTA, Bootloader, SID 0x34/0x36/0x37, SecurityAccess, 双分区, FM33FG0xxA

LIN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.升级上位机源码； 2.MCU端源码（boot和app），包含LIN协议栈+UDS协议框架（包含常用SID服务代码） 3.LIN学习资料和ISO14229资料 开发板硬件（自行淘宝） 5.根据ldf文件生成满足标准2.1协议代码的配置工具 联系付款后联系我百度下载 （开发版价值一百块左右，MCU为复旦微FM33LE015A车规级芯片，方便移植到其他芯片，我还移植过TI芯片） LIN调试工具为图莫斯USB转LIN工具

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