用于将程序编码传输给特别是机动车的控制装置的存储器的方法
专利名称：用于将程序编码传输给特别是机动车的控制装置的存储器的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于将程序编码传输给控制装置的程序存储器的方法。
背景技术：
这样一种方法由DE 10 2006 016 891A1所公开。现代的机动车包括一个或多个包括程序存储器的电子控制装置，该程序存储器在控制装置的安装状态中可以进行编程，即可以利用程序编码进行描述。程序存储器通常是所谓的闪存，其也经常集成在微控制器中。一般的控制装置包括接口、也称为诊断接口，该接口用于传输指令和数据。“CAN” 总线经常用作接口。通常的诊断协议是根据ISO 142 的UDS。仅仅示例性地提到这些接口和协议，这是因为存在多个其它的接口和协议。在控制装置中大多情况下也包括诊断软件，其通过诊断接口来提供用于对程序存储器进行删除和编程的指令。这些软件经常称为“Bootloader (引导装入软件)”。为了和控制装置进行通信而使用编程装置，编程装置具有对于在控制装置中的诊断接口所需要的配合件。这种编程装置也经常称为诊断装置或诊断测试仪。今天，这种编程装置在实践中常常是个人电脑、例如笔记本电脑。在通过控制装置进行编程时将非常大的数据量传输给程序编码，这利用当今的方法是非常浪费时间的。机动车的控制装置经常是通用-控制装置，其在制造机动车时在带端上独特地为各自的机动车进行编程。对于控制装置的编程的时间需求因此对于制造机动车来说是重要因素并且应尽可能短。也在机动车运行期间，在实践中执行对软件的改变(所谓的升级)，这通常在车间中进行。在此也使得用于对控制装置进行重新编程的持续时间保持尽可能短。开头提到的DE 10 2006 016 891A1研究了控制装置的软件的随后的改变并且在系列软件和“上载-软件”之间进行区分。为了减少用于下载上载-软件的投入而在此提出，设置两个分离的存储区域，即一个用于系列软件并且另一个用于上载-软件。为了扩展控制装置的功能性，然后只需将上载-软件而并非全部软件传输到分离的存储区域中。因此并不利于控制装置的首次编程。
发明内容
本发明的目的在于，如下所述地改进开头提到类型的方法，即大大缩短用于将程序编码传输给控制装置的存储器的持续时间。该目的通过在权利要求1中给出的特征来实现。由从属权利要求中得出本发明的有利的设计方案和改进方案。本发明的主导思想在于，在将程序编码写入控制装置的存储器中之前，将存储器的所有存储单元设置为标准值(默认值)；然后使需要由编程装置传输的程序编码在编程装置中优选地根据Huffman编码遵从无损耗的数据压缩方法，然后将压缩的程序编码传输给控制装置，接着解压缩控制装置中的程序编码，并且最后将压缩的程序编码存储在控制装置的存储器中。通过将存储器的所有存储单元设置为标准值而确保了，在存储器中没有错误的程序编码。通过传输压缩的程序编码而大大减小需要传输的数据量，并且进而也大大缩短了传输时间。通过使用无损耗的数据压缩方法也不出现数据损耗。对于压缩和解压缩而言优选的是使用达到高压缩系数的Huffman编码。根据本发明的一个有利的改进方案，在将存储器的全部存储单元设置为标准值时这样选择标准值，即标准值包括无效的程序编码(所谓的非法操作码)。对于许多微处理器而言，无效的程序编码的值存储在微处理器中。根据使用的微处理器或使用的编程语言但也可以是其它值，然后在传输程序编码之前在初始化阶段中将该值由编程装置传输给控制装置。根据本发明的一个变体可能的是，将控制装置的存储器的全部内容、也即是未使用的存储单元的内容由编程装置传输给控制装置。当然优选地，仅仅传输需要的程序编码， 这是因为利用标准值预设未使用的存储单元或未使用的地址范围。由此进一步减小需要传输的数据量。
以下联系实施例更加详细地说明本发明。图中示出图1是控制装置和编程装置的原理图；图2是在本发明中运行的方法步骤的流程图；图3a至3g是用于数据压缩的单个步骤的图示；图4是借助于辅助向量的数据压缩的方法步骤的图示；和图5是解码树的图示。
具体实施例方式图1的、利用ECU (Electronic control unit)表示的电子控制装置1具有设计为可删除和可写的存储器的程序存储器2。控制装置1可以通过接口 3和编程装置4连接，该编程装置例如可以是个人电脑、例如笔记本电脑。程序编码储存在编程装置4中，这些程序编码应通过接口 3传输给控制装置1。程序编码通常作为二进制或十六进制数据而存在。通过由编程装置4将程序编码传输给控制单元1并且在那里存储在程序存储器2 中，来实现对控制装置1的“编程”。迄今为止通过将具有单独的程序编码的总的程序写入程序存储器2中的方式，来实现对控制装置进行编程或重新编程。在此覆盖了程序存储器2的可能事先被占用的存储单元。在图2中示出的、根据本发明的方法如下所述地工作在第一步骤Sl中由编程装置4通过在控制单元1处的接口 3首先将指令发送给控制装置1的所谓的“Bootloader”，利用该指令删除程序存储器2。这种删除优选地包括，利用无效的程序编码描述程序存储器2的所有存储单元(非法操作码)。该编码可以作为标准值(默认值)预设在控制单元 1中。但根据在控制单元1中使用的微处理器也可能的是，将这种相应的编码由编程装置4 传输给控制装置1。在第二步骤S2中，使存储在编程装置4中的程序编码执行无损耗的压缩方法、即编码或压缩。压缩方法要求消耗最少的资源，特别是计算时间、程序存储器和主存储器。一些存在的存储器模块仅仅能无缺陷地编程。在其它存储器模块中必须无缺陷地描述至少预定的区域。由此得出这样的要求，即解压缩的数据必须至少部分地无缺陷地存在。如果在全部需要编程的存储区域上无缺陷地验证这些数据，则可以最简单地处理解压缩的数据。因为控制装置1的现有的主存储器和程序存储器2相比通常小得多，因此不可能在编程之前将全部数据解压缩。因此所需的是，无缺陷地验证需要传输的数据。对于无损耗地压缩需要传输的程序编码来说特别证明为合适的是自身已知的 Huffman编码，其中和许多其它的编码方法相反无缺陷地验证需要传输的数据。利用这种编码或压缩能够实现无损耗的压缩和解压缩需要传输的数据。理论上经常出现的数据被编码成较短的密码并且较少出现的数据被编码成较长的密码。方法的效率取决于需要传输的数据的分配。越经常存在确定的数据，就越经常应用较短的密码并且因此获得较高的压缩系数。通过分类过程产生“树”，借助于该树可以制定用于编码的“字典”。由该树能够制定用于解压缩的相应的树。该树必须一起传输给控制单元1或者可以固定地储存在那里。 在此情况下同样的字典自然也必须用于编码。在一个自适应的变体中分别重新产生并且传输编码树，该自适应的变体引起在压缩时较好的效果，并且对于较少的、字典存储在其中的程序存储器需要控制单元1中的更多的主存储器。自适应的或非自适应的变体根据使用情况可以是有利的。解码树的结构在自适应的变体中在数据流开始时传输到未压缩的区域中。此后跟随的是解码树并且然后跟随的是压缩的数据。适合于数据大小地进行编程，该数据大小是一比特(SBit)的几倍。解码树的大小随着需要编码的字的长度“L”一起显著增长。对于稀少的符号来说，Huffman编码符号的长度可以大于未编码的符号的长度。因为在实践中特别在16Bit编码的情况下并不出现全部符号，因此解码树可以相应较小。尽管如此明显的是，对较小的数据区域更好地以SBit的方式进行编码。16Bit编码在试验中得出较高的压缩系数。然而这从需要传输的数据的最小量起才是有效的，这是因为也必须传输解码树。在非自适应的变体中必须在非易失性的程序存储器中提供用于解码树的相应存储位置。以下根据一个实施例联系图3至5描述编码。首先对于所有出现的符号确定其频率，在以下的实例中对此进行描述。
权利要求
1.一种用于将程序编码传输给特别是机动车的控制装置的程序存储器的方法，具有以下步骤a)将所述控制装置的接口连接在包括所述程序编码的编程装置上；b)将所述控制装置的所述程序存储器的全部存储单元设置为标准值；c)根据无损耗的数据压缩方法压缩所述编程装置的所述程序编码；d)将压缩的所述程序编码传输给所述控制装置；e)解压缩在所述控制装置中接收到的所述程序编码；和f)将解压缩的所述程序编码存储在所述控制装置的所述程序存储器中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无效的程序编码写入所述控制装置的所述程序存储器的所有未使用的存储单元中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在权利要求1的步骤b)中提到的所述标准值是所述无效的程序编码。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法，其特征在于，所述无效的程序编码由所述编程装置传输给所述控制装置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，由所述编程装置仅仅将有效的程序编码顺序地传输给所述控制装置，而最大限度地一次传输所述无效的程序编码的值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，根据Huffman编码对所述程序编码进行压缩和解压缩。
全文摘要
本发明涉及一种用于将程序编码传输给特别是机动车的控制装置的程序存储器的方法。为了进行这种传输，首先删除程序存储器的全部存储单元，并且优选地利用无效的程序编码(非法操作码)进行描述。有效的程序编码根据无损耗的数据压缩方法和特别是Huffman编码进行压缩，传输给控制装置，在该处相应地解压缩并且写入控制装置的程序存储器中。用于无效的程序编码的值作为标准值(默认值)存储在控制装置中或者最大限度地一次由编程装置传输给控制装置。通过该措施大大减少了需要传输的数据量和进而大大减少了用于传输程序编码的时间。
文档编号G06F9/445GK102197375SQ200980142122
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月12日 优先权日2008年10月23日
发明者乌尔里希·坎茨勒, 乌韦·菲舍尔 申请人:克诺尔商用车制动系统有限公司
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于将程序编码传输给控制装置的程序存储器的方法。
背景技术：
这样一种方法由DE 10 2006 016 891A1所公开。现代的机动车包括一个或多个包括程序存储器的电子控制装置，该程序存储器在控制装置的安装状态中可以进行编程，即可以利用程序编码进行描述。程序存储器通常是所谓的闪存，其也经常集成在微控制器中。一般的控制装置包括接口、也称为诊断接口，该接口用于传输指令和数据。“CAN” 总线经常用作接口。通常的诊断协议是根据ISO 142 的UDS。仅仅示例性地提到这些接口和协议，这是因为存在多个其它的接口和协议。在控制装置中大多情况下也包括诊断软件，其通过诊断接口来提供用于对程序存储器进行删除和编程的指令。这些软件经常称为“Bootloader (引导装入软件)”。为了和控制装置进行通信而使用编程装置，编程装置具有对于在控制装置中的诊断接口所需要的配合件。这种编程装置也经常称为诊断装置或诊断测试仪。今天，这种编程装置在实践中常常是个人电脑、例如笔记本电脑。在通过控制装置进行编程时将非常大的数据量传输给程序编码，这利用当今的方法是非常浪费时间的。机动车的控制装置经常是通用-控制装置，其在制造机动车时在带端上独特地为各自的机动车进行编程。对于控制装置的编程的时间需求因此对于制造机动车来说是重要因素并且应尽可能短。也在机动车运行期间，在实践中执行对软件的改变(所谓的升级)，这通常在车间中进行。在此也使得用于对控制装置进行重新编程的持续时间保持尽可能短。开头提到的DE 10 2006 016 891A1研究了控制装置的软件的随后的改变并且在系列软件和“上载-软件”之间进行区分。为了减少用于下载上载-软件的投入而在此提出，设置两个分离的存储区域，即一个用于系列软件并且另一个用于上载-软件。为了扩展控制装置的功能性，然后只需将上载-软件而并非全部软件传输到分离的存储区域中。因此并不利于控制装置的首次编程。
发明内容
本发明的目的在于，如下所述地改进开头提到类型的方法，即大大缩短用于将程序编码传输给控制装置的存储器的持续时间。该目的通过在权利要求1中给出的特征来实现。由从属权利要求中得出本发明的有利的设计方案和改进方案。本发明的主导思想在于，在将程序编码写入控制装置的存储器中之前，将存储器的所有存储单元设置为标准值(默认值)；然后使需要由编程装置传输的程序编码在编程装置中优选地根据Huffman编码遵从无损耗的数据压缩方法，然后将压缩的程序编码传输给控制装置，接着解压缩控制装置中的程序编码，并且最后将压缩的程序编码存储在控制装置的存储器中。通过将存储器的所有存储单元设置为标准值而确保了，在存储器中没有错误的程序编码。通过传输压缩的程序编码而大大减小需要传输的数据量，并且进而也大大缩短了传输时间。通过使用无损耗的数据压缩方法也不出现数据损耗。对于压缩和解压缩而言优选的是使用达到高压缩系数的Huffman编码。根据本发明的一个有利的改进方案，在将存储器的全部存储单元设置为标准值时这样选择标准值，即标准值包括无效的程序编码(所谓的非法操作码)。对于许多微处理器而言，无效的程序编码的值存储在微处理器中。根据使用的微处理器或使用的编程语言但也可以是其它值，然后在传输程序编码之前在初始化阶段中将该值由编程装置传输给控制装置。根据本发明的一个变体可能的是，将控制装置的存储器的全部内容、也即是未使用的存储单元的内容由编程装置传输给控制装置。当然优选地，仅仅传输需要的程序编码， 这是因为利用标准值预设未使用的存储单元或未使用的地址范围。由此进一步减小需要传输的数据量。
以下联系实施例更加详细地说明本发明。图中示出图1是控制装置和编程装置的原理图；图2是在本发明中运行的方法步骤的流程图；图3a至3g是用于数据压缩的单个步骤的图示；图4是借助于辅助向量的数据压缩的方法步骤的图示；和图5是解码树的图示。
具体实施例方式图1的、利用ECU (Electronic control unit)表示的电子控制装置1具有设计为可删除和可写的存储器的程序存储器2。控制装置1可以通过接口 3和编程装置4连接，该编程装置例如可以是个人电脑、例如笔记本电脑。程序编码储存在编程装置4中，这些程序编码应通过接口 3传输给控制装置1。程序编码通常作为二进制或十六进制数据而存在。通过由编程装置4将程序编码传输给控制单元1并且在那里存储在程序存储器2 中，来实现对控制装置1的“编程”。迄今为止通过将具有单独的程序编码的总的程序写入程序存储器2中的方式，来实现对控制装置进行编程或重新编程。在此覆盖了程序存储器2的可能事先被占用的存储单元。在图2中示出的、根据本发明的方法如下所述地工作在第一步骤Sl中由编程装置4通过在控制单元1处的接口 3首先将指令发送给控制装置1的所谓的“Bootloader”，利用该指令删除程序存储器2。这种删除优选地包括，利用无效的程序编码描述程序存储器2的所有存储单元(非法操作码)。该编码可以作为标准值(默认值)预设在控制单元 1中。但根据在控制单元1中使用的微处理器也可能的是，将这种相应的编码由编程装置4 传输给控制装置1。在第二步骤S2中，使存储在编程装置4中的程序编码执行无损耗的压缩方法、即编码或压缩。压缩方法要求消耗最少的资源，特别是计算时间、程序存储器和主存储器。一些存在的存储器模块仅仅能无缺陷地编程。在其它存储器模块中必须无缺陷地描述至少预定的区域。由此得出这样的要求，即解压缩的数据必须至少部分地无缺陷地存在。如果在全部需要编程的存储区域上无缺陷地验证这些数据，则可以最简单地处理解压缩的数据。因为控制装置1的现有的主存储器和程序存储器2相比通常小得多，因此不可能在编程之前将全部数据解压缩。因此所需的是，无缺陷地验证需要传输的数据。对于无损耗地压缩需要传输的程序编码来说特别证明为合适的是自身已知的 Huffman编码，其中和许多其它的编码方法相反无缺陷地验证需要传输的数据。利用这种编码或压缩能够实现无损耗的压缩和解压缩需要传输的数据。理论上经常出现的数据被编码成较短的密码并且较少出现的数据被编码成较长的密码。方法的效率取决于需要传输的数据的分配。越经常存在确定的数据，就越经常应用较短的密码并且因此获得较高的压缩系数。通过分类过程产生“树”，借助于该树可以制定用于编码的“字典”。由该树能够制定用于解压缩的相应的树。该树必须一起传输给控制单元1或者可以固定地储存在那里。 在此情况下同样的字典自然也必须用于编码。在一个自适应的变体中分别重新产生并且传输编码树，该自适应的变体引起在压缩时较好的效果，并且对于较少的、字典存储在其中的程序存储器需要控制单元1中的更多的主存储器。自适应的或非自适应的变体根据使用情况可以是有利的。解码树的结构在自适应的变体中在数据流开始时传输到未压缩的区域中。此后跟随的是解码树并且然后跟随的是压缩的数据。适合于数据大小地进行编程，该数据大小是一比特(SBit)的几倍。解码树的大小随着需要编码的字的长度“L”一起显著增长。对于稀少的符号来说，Huffman编码符号的长度可以大于未编码的符号的长度。因为在实践中特别在16Bit编码的情况下并不出现全部符号，因此解码树可以相应较小。尽管如此明显的是，对较小的数据区域更好地以SBit的方式进行编码。16Bit编码在试验中得出较高的压缩系数。然而这从需要传输的数据的最小量起才是有效的，这是因为也必须传输解码树。在非自适应的变体中必须在非易失性的程序存储器中提供用于解码树的相应存储位置。以下根据一个实施例联系图3至5描述编码。首先对于所有出现的符号确定其频率，在以下的实例中对此进行描述。
权利要求
1.一种用于将程序编码传输给特别是机动车的控制装置的程序存储器的方法，具有以下步骤a)将所述控制装置的接口连接在包括所述程序编码的编程装置上；b)将所述控制装置的所述程序存储器的全部存储单元设置为标准值；c)根据无损耗的数据压缩方法压缩所述编程装置的所述程序编码；d)将压缩的所述程序编码传输给所述控制装置；e)解压缩在所述控制装置中接收到的所述程序编码；和f)将解压缩的所述程序编码存储在所述控制装置的所述程序存储器中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无效的程序编码写入所述控制装置的所述程序存储器的所有未使用的存储单元中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在权利要求1的步骤b)中提到的所述标准值是所述无效的程序编码。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法，其特征在于，所述无效的程序编码由所述编程装置传输给所述控制装置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，由所述编程装置仅仅将有效的程序编码顺序地传输给所述控制装置，而最大限度地一次传输所述无效的程序编码的值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，根据Huffman编码对所述程序编码进行压缩和解压缩。
全文摘要
本发明涉及一种用于将程序编码传输给特别是机动车的控制装置的程序存储器的方法。为了进行这种传输，首先删除程序存储器的全部存储单元，并且优选地利用无效的程序编码(非法操作码)进行描述。有效的程序编码根据无损耗的数据压缩方法和特别是Huffman编码进行压缩，传输给控制装置，在该处相应地解压缩并且写入控制装置的程序存储器中。用于无效的程序编码的值作为标准值(默认值)存储在控制装置中或者最大限度地一次由编程装置传输给控制装置。通过该措施大大减少了需要传输的数据量和进而大大减少了用于传输程序编码的时间。
文档编号G06F9/445GK102197375SQ200980142122
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月12日 优先权日2008年10月23日
发明者乌尔里希·坎茨勒, 乌韦·菲舍尔 申请人:克诺尔商用车制动系统有限公司
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