中文引用格式： 鄒敏捷，劉帥，馬聞鐸，等. 基于UDSonCAN協議的車載ECU Bootloader開發[J]. 電子技術應用，2026，52(3)：98-105.
英文引用格式： Zou Minjie，Liu Shuai，Ma Wenduo，et al. Development of ECU Bootloader based on UDSonCAN protocol[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(3)：98-105.
引言
隨著“軟件定義汽車”(Software Defined Vehicle, SDV)理念成為行業共識，汽車功能的迭代、性能優化及安全漏洞修復日益依賴于高效、可靠的軟件在線升級能力[1]。在此背景下，電子控制單元(Electronic Control Unit, ECU)軟件規模與復雜度呈爆發式增長，當前高端車型代碼量已達數億行，各類漏洞(如協議缺陷、加密漏洞、邏輯錯誤)難以避免[2-3]。因此，構建支持安全、高效的軟件更新的底層機制，特別是標準化、魯棒的Bootloader，已成為實現SDV愿景的關鍵基石。
傳統的ECU軟件更新依賴物理拆卸與專用設備進行離線燒錄，存在耗時長、成本高昂、操作繁瑣且對人員專業性要求高等顯著弊端[4]。早期廠商ECU軟件更新采用的私有化協議雖部分解決了專用設備依賴，卻導致不同ECU需配套獨立的客戶端工具，大幅增加了整車廠供應鏈管理復雜度與工具開發成本。
為系統化解決上述痛點，基于統一診斷服務(Unified Diagnostic Services, UDS)協議的Bootloader應運而生。UDS作為汽車電子領域廣泛應用的標準診斷協議，其定義的安全訪問(Security Access)、數據傳輸(Data Transfer)、例程控制(Routine Control)等服務，為Bootloader提供了跨平臺、跨供應商的標準化安全校驗與數據寫入機制。這不僅顯著降低了開發與維護成本，也為后續遠程升級奠定了基礎[5-6]。
而隨著汽車智能化與網聯化的飛速發展，空中下載(Over The Air, OTA)技術已成為信息娛樂系統(In-Vehicle Infotainment, IVI)及高級駕駛輔助系統(Advanced Driving Assistance System, ADAS)軟件更新的重要手段[7-8]。然而，對于實時性、安全性要求極高的動力系統、底盤系統等關鍵ECU，控制器局域網絡(Controller Area Network, CAN)總線仍是主流通信方式[9]，其底層Bootloader的安全性與可靠性是支撐更高層級OTA功能的核心前提。盡管UDS Bootloader的理念已較為成熟，但在主流微控制器(MCU)平臺（如廣泛應用的ARM Cortex-M系列）上，實現兼顧嚴格安全要求、強魯棒性與資源高效利用的詳細工程方案，公開文獻或開源參考數量仍顯不足。
因此，本研究選擇基于ARM Cortex-M4內核的NXP S32K144 MCU作為硬件平臺，以S32 Design Studio為集成開發環境，依據ISO 14229-1及ISO 15765-2等協議標準，設計并實現了一套完整的Bootloader程序。進而，在Windows平臺下自主開發了配套的客戶端刷寫工具，并進行了詳盡的刷寫流程驗證，旨在提供一個經過充分工程實踐檢驗、可復用的參考實現。
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作者信息：
鄒敏捷，劉帥，馬聞鐸，唐天宇，張佳淼，楊博，劉兵
（西安交通大學 能源與動力工程學院，陜西 西安 710049）
