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開機載入程式

Bootloader 是一種計算機程序,可確保在設備啟動期間將操作系統的數據加載到主記憶體中。

什麼是引導加載器?

Bootloader 是一種計算機程序,可確保在設備啟動期間將操作系統的數據加載到主記憶體中。當設備打開時,引導加載器是軟件啟動的第一個元素,並負責將其餘軟件複製到 RAM(隨機訪問內存),然後對主軟件進行有序啟動。

相關產品: Capital Embedded AR Classic | Capital Embedded Integrator AR Classic | Capital Embedded Virtualizer AR Classic

A diagram explaining the bootloader feature with text and icons.

了解好處

安全可靠的韌體更新

透過驗證新韌體映像檔的完整性和真實性,開機載入程式有助於防止未經授權或惡意軟體安裝。

故障復原和備援

如果軟體或韌體發生故障,開機載入程式可以啟動復原程序,例如回復到先前已知的良好版本或切換到備援的備份韌體映像。

靈活的軟體管理

開機載入程式可以遠端或透過診斷介面安裝更新和修補程式,從而減少實體存取車輛硬體的需求。

引導加載器在汽車 ECU 中有什麼作用?

考慮使用傳統靜態嵌入式軟件的電子控制單元 (ECU) 的例子。Bootloader 是一種軟體元件,既用於啟動 ECU 主軟體的啟動,包括將軟體複製到 RAM,也用於在開機前對軟體執行任何檢查。引導加載程序還負責軟件更新,接收,檢查並將更新的軟件寫入內存中,通常是 Flash 記憶體。因此,快閃啟動加載器一詞也常用。

開發和生產中使用相同的引導加載器嗎?

通常,相同的引導載程序可以用於車輛和相關 ECU 的開發,以及在正常生產中使用,並具有保護來確保生產 ECU 具有許多開發能力或停用工程引導載器。在車輛開發過程中,通常需要移除生產引導器的安全機制,以便快速部署開發軟件。

安全的開機載入程序

越來越多的所有引導載程序都需要安全。然而,傳統上這是一個區別,通常是為了保護與安全、安全和有時是性能相關的功能。

開機載入程式通常會在開機時檢查 ECU 的軟體記憶體,並在軟體更新之前檢查接收的軟體記憶體,以及之後在記憶體中。

機制通常包括:

  • 在開機時接收和/或存在於記憶體中的軟體驗證,通常使用軟體二進位的雜湊來檢查從正式發布的軟體版本安全編譯過程產生的正確性。
  • 使用種子和金鑰驗證發件人,使用安全的記憶體和記憶體映射來定義可訪問/可重寫的區域 ECU 中保護 ECU 中的安全數據。

雙引導加載程序

引導加載器的某些實現分為兩部分,因此被稱為雙引導加載器。在這種情況下,主要啟動載入程式無法更新,作為保護開機載入程式的一部分。這涉及開機模塊和次要引導加載程序的更新。次要啟動載入程式可透過安全的程序更新,進而對軟體更新程序進行修改,例如記憶體映射,讓這些程序通常被鎖定。由於使用內建安全硬件(例如 HSM(硬件安全模塊)來保護更新程序的新方法,這種類型的引導加載程序現在不太常見。

請注意,這個術語類似於雙重開機,其中可以使用雙啟動區塊或完整記憶體,允許在一個版本處於活動狀態時在未使用的版本上進行更新。這需要支援此更新方法的每個 ECU 中的額外記憶體。

Capital Embedded Bootloader

Capital Embedded Bootloader 透過連線診斷工具或無線方法,支援在開發期間、車輛生產和車輛使用壽命期間可靠的 ECU 更新。標準化的 ISO 14229 UDS 協議適用於一系列常用車輛網路匯流排、乙太網路、CAN/CAN-FD、LIN、彈性光線,也可以使用其他方法,例如 ASAM 校準協議。網路安全是軟體更新流程的關鍵方面,以及可啟用軟體驗證的功能,安全開機選項也是解決方案的一部分。為了滿足 OEM(原始設備製造商)和 MCU 特定要求,對各種 ECU 項目提供廣泛的支持。

OTA 和 FOTA 有什麼區別?

OTA(無線)更新,或 FOTA(無線固件),是一種以遠程方式實現嵌入式設備(例如汽車 ECU)接收新軟件的方法,而不是通過車間中直接連接的服務工具。這可能需要一些內建診斷測試器功能,以協調 ECU 和/或啟動載入器本身的恢復和自我測試能力。

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