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引导程序

引导程序是一种计算机程序,可确保在设备启动期间将操作系统的数据加载到主存储器中。

什么是引导程序?

引导程序是一种计算机程序,可确保在设备启动期间将操作系统的数据加载到主存储器中。当设备打开时,引导程序是软件的第一个启动元素,负责将软件的其余部分复制到 RAM(随机存取存储器)中,然后有序地启动主软件。

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了解优势

安全可靠的固件更新

通过验证新固件映像的完整性和真实性,引导程序有助于防止安装未经授权的软件或恶意软件。

故障恢复和冗余

如果软件或固件出现故障,引导程序可以启动恢复过程,例如回滚到以前的已知良好版本或切换到冗余备份固件映像。

灵活的软件管理

引导程序支持远程或通过诊断接口安装更新和补丁,从而减少了对车辆硬件的物理访问需求。

引导程序在汽车ECU中有什么作用?

以使用传统静态嵌入式软件的电子控制单元 (ECU) 为例。引导程序是一个软件组件,用于启动 ECU 主软件的启动,包括将软件复制到 RAM 中,以及在启动前对软件执行任何检查。引导程序还负责软件更新,接收、检查更新后的软件并将其写入内存,通常是闪存。因此,术语 Flash Bootloader 也被常用。

在开发和生产中使用相同的引导程序吗?

通常,在车辆和相关ECU的开发以及正常生产中,可以使用相同的引导程序,并提供保护措施,以确保生产ECU具有许多开发功能或停用工程引导程序。在车辆开发过程中,通常需要删除生产引导程序的安全机制,以便快速部署开发软件。

安全引导程序

越来越多的引导程序都要求是安全的。然而,传统上,这是一种区别,通常是为了保护与安全、安全甚至有时性能有关的功能而实现的。

引导程序通常在启动时检查ECU的软件内存,并在软件更新之前和之后检查接收的软件。

机制通常包括:

  • 在启动时对接收和/或存在于内存中的软件进行身份验证,通常使用软件二进制文件的哈希值来检查从正式发布的软件版本的安全编译过程中生成的正确性。
  • 使用种子和密钥对发送方进行身份验证,使用安全存储器和存储器映射来定义可访问/可重写区域来保护 ECU 内的安全数据。

双引导程序

引导程序的一些实现分为两部分,因此称为双引导程序。在这种情况下,作为保护引导程序的一部分,主引导程序是不可更新的。这与模块的启动和辅助引导程序的更新有关。辅助引导程序可以通过安全进程进行更新,从而允许对软件更新进程(例如内存映射)进行修改,从而允许这些进程通常被锁定。由于使用板载安全硬件(例如HSM(硬件安全模块))保护更新过程的新方法,这种类型的引导程序现在不太常见。

请注意,这个术语类似于双启动,其中双启动块或完整内存可用,允许在一个版本处于活动状态时对未使用的版本进行更新。这需要支持此更新方法的每个ECU的额外内存。

Capital Embedded Bootloader

Capital Embedded Bootloader 在开发、车辆生产和车辆生命周期期间,通过连接的诊断工具或无线方法,支持可靠的 ECU 更新。标准化的 ISO 14229 UDS 协议用于一系列常见的车辆网络总线、以太网、CAN/CAN-FD、LIN、FlexRay,也可以使用其他方法,例如 ASAM 校准协议。网络安全是软件更新流程的一个关键方面,支持软件身份验证的功能,安全启动选项是解决方案的一部分。为了满足OEM(原始设备制造商)和MCU的特定要求,为各种ECU项目提供了广泛的支持。

OTA和FOTA有什么区别?

OTA(无线)更新或FOTA(无线固件)是一种以远程方式接收嵌入式设备(例如汽车ECU)的新软件的方法,而不是通过车间中直接连接的服务工具。这可能需要在协调ECU中提供一些板载诊断测试仪功能和/或引导程序本身的恢复和自检功能。

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