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引導程式

引導程式是一種電腦程序,可確保在裝置啟動期間將作業系統的資料載入到主記憶體中。

什麼是引導程式?

引導程式是一種電腦程序,可確保在裝置啟動期間將作業系統的資料載入到主記憶體中。當裝置開啟時,引導程式是第一個啟動的軟體,負責將其餘軟體複製到 RAM(隨機存取記憶體)中,然後有順序啟動主軟體。

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了解好處

安全可靠的韌體更新

透過驗證新韌體映像的完整性和真實性,引導程式有助於防止安裝未經授權或惡意的軟體。

故障恢復和冗餘

如果發生軟體或韌體故障,引導程式可以啟動復原過程,例如回滾到先前已知的良好版本或切換到冗餘備份韌體映像。

靈活的軟體管理

引導程式可以遠端或透過診斷介面安裝更新和補丁,從而減少對車輛硬體的實體存取的需求。

引導程式在汽車 ECU 中起什麼作用?

考慮使用傳統靜態嵌入式軟體的電子控制單元 (ECU) 的範例。引導程式是一個軟體元件,用於啟動 ECU 主軟體的啟動(包括將軟體複製到 RAM 中)以及在啟動前對軟體執行任何檢查。Bootloader 也負責軟體更新,接收、檢查更新後的軟體並將其寫入內存,通常是 Flash 內存。因此,術語“Flash Bootloader”也很常用。

開發和生產中使用相同的引導程式嗎?

通常,相同的引導程式可用於車輛和相關 ECU 的開發以及正常生產,並提供保護以確保生產 ECU 具有停用的許多開發或工程引導程式功能。在車輛開發過程中,通常需要刪除生產引導程式的安全機制,以實現開發軟體的快速部署。

安全引導程式

越來越多的引導程式都需要安全性。然而,傳統上這是一個區別,通常是為了保護與安全性、有時甚至是效能相關的功能而實現的。

引導程式通常在啟動時檢查 ECU 的軟體內存,並在軟體更新之前和之後在內存中接收軟體。

機制通常包括:

  • 對啟動時接收到的和/或記憶體中存在的軟體進行身份驗證,通常使用軟體二進位檔案的雜湊值來檢查正式發布的軟體版本的安全編譯過程產生的正確性。
  • 使用種子和金鑰對發送者進行身份驗證,使用安全記憶體和記憶體映射來保護 ECU 內的安全數據,以定義可存取/可重寫區域。

雙重引導程式

引導程式的某些實作分為兩部分,因此稱為雙重開機載入程式。在這種情況下,作為保護引導程式的一部分,主引導程式是不可更新的。這與模組的啟動和輔助引導程式的更新有關。輔助引導程式可以透過安全程序進行更新,從而能夠修改軟體更新過程,例如記憶體映射,從而允許它們通常被鎖定。由於使用板載安全硬體(例如 HSM(硬體安全模組))保護更新過程的新方法,這種類型的引導程式現在不太常見。

請注意,該術語類似於雙啟動,其中兩個啟動區塊或完整記憶體可用,允許在一個版本處於活動狀態時對未使用的版本進行更新。這需要每個支援這種更新方法的 ECU 中有額外的記憶體。

Capital Embedded Bootloader

Capital Embedded Bootloader 透過連接的診斷工具或無線方法,在開發、車輛生產和車輛使用壽命期間支援可靠的 ECU 更新。標準化 ISO 14229 UDS 協定用於一系列常見車輛網路匯流排、乙太網路、CAN/CAN-FD、LIN、FlexRay,也可以使用其他方法,例如 ASAM 校準協定。網路安全是軟體更新流程和支援軟體身份驗證的功能的關鍵方面,安全啟動選項是解決方案的一部分。為了滿足 OEM(原始設備製造商)和 MCU 的特定要求,我們為各種 ECU 專案提供廣泛支援。

OTA 和 FOTA 有什麼區別?

OTA(無線)更新或 FOTA(無線韌體)是一種以遠端方式實現嵌入式設備(例如汽車 ECU)新軟體接收的方法,而不是透過直接連接的服務工具一個車間。這可能需要協調 ECU 中的一些板載診斷測試儀功能和/或引導程式本身的復原和自我測試功能。

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