4. 刷写升级基础

刷写升级（Flashing / Reprogramming）是指通过车辆外部或内部通信接口，将新的应用程序、标定数据或完整固件映像写入 ECU 非易失性存储器的过程。在 AURIX 平台上，它通常意味着对 PFlash（程序 Flash）与 DFlash（数据 Flash）进行擦除、编程与校验，并可能涉及 UCB、HSM 或 Bootloader 自身区域的更新。理解刷写升级，不能只停留在“把 hex 文件烧进去”，而要同时看清三条主线：诊断协议如何描述操作、传输层如何搬运数据、刷写流程如何分阶段推进。

一、刷写升级的定义与边界

从工程视角看，刷写升级包含三个层次：

• 逻辑层：由 UDS 诊断服务定义“做什么”，例如进入编程会话、请求下载、传输数据、退出传输、检查完整性。
• 传输层：由 CAN、CAN-FD 或 Ethernet 承载诊断报文，解决分包、流控、寻址与超时问题。
• 执行层：由 AURIX 内部 Flash 驱动、Bootloader 与安全机制完成擦除、写入、校验和跳转。

因此，刷写升级不是单一工具行为，而是“诊断协议 + 传输层 + 目标端 Bootloader + Flash 驱动”的协同结果。任何一层不匹配，都会表现为刷写失败、校验错误或升级后无法启动。

二、UDS/OBD 诊断协议在刷写中的角色

OBD 更偏向排放与法规相关的通用诊断，而 UDS（ISO 14229）是刷写升级中最核心的应用层协议。UDS 通过服务标识符（SID）和子功能组织操作，刷写场景中常见服务如下：

这些服务通常以请求-响应方式交互，正响应为 SID+0x40，负响应为 0x7F 加 NRC 错误码。刷写工具必须根据 NRC 判断是重试、降速还是终止流程。

三、CAN / CAN-FD / Ethernet 传输层对比

UDS 报文本身不能直接在总线上无限长传输，必须由传输层适配。经典 CAN 使用 ISO-TP（ISO 15765-2），单帧最多 8 字节；CAN-FD 将数据场扩展到 64 字节，显著提升吞吐；Ethernet 则通常使用 DoIP（ISO 13400）承载 UDS，适合大文件高速刷写。

选择传输层时，需要同时考虑固件大小、刷写时间窗口、总线负载和 ECU 支持能力。CAN-FD 在 2 Mbps 数据段下比经典 CAN 快数倍，而 DoIP 在 100 Mbps 以太网上更适合几十 MB 级固件。

四、刷写流程概览与典型阶段

一次完整的刷写升级通常分为以下阶段：

1. 预编程：读取车辆信息、检查电压、关闭无关通信，确保刷写条件满足。
2. 进入编程会话：发送 0x10 0x02，ECU 切换到 Bootloader 或编程模式。
3. 安全解锁：通过 0x27 获取种子并计算密钥，获得擦写权限。
4. 擦除与下载：使用 0x31 擦除目标区域，0x34 声明地址与长度，0x36 分块传输，0x37 结束。
5. 校验与复位：执行 CRC、签名或依赖检查，最后 0x11 复位并跳转新程序。

10 02           -> 50 02       进入编程会话
27 01           -> 67 01 5A 3C 请求种子
27 02 9F 21     -> 67 02       发送密钥，解锁成功
31 01 FF 00     -> 71 01 FF 00 擦除例程
34 00 44 00 00 20 00 00 -> 74 20 00 20 请求下载 2MB
36 01 ...       -> 76 01       传输数据块
37              -> 77          退出传输
31 01 FF 01     -> 71 01 FF 01 校验例程
11 01           -> 51 01       复位 ECU

五、案例与常见误区

某项目使用 CAN-FD 刷写 AURIX TC3xx，工具在 TransferData 阶段频繁收到 NRC 0x73（块序号错误）。排查发现，工具在收到流控帧后连续发送了多个连续帧，但未按 STmin 间隔发送，导致 ECU 接收缓冲区溢出。将 STmin 从 0 调整为 2 ms 后，刷写稳定通过。这说明传输层参数与 ECU 接收能力必须匹配。