全液晶儀表LVDS 升級方案

張文博

（北京汽車集團越野車有限公司，北京 101300）

隨著汽車電子信息技術的飛速發展，整車配置的儀表早已經將傳統的機械指針儀表換成了全彩色TFT屏的全液晶儀表。而隨之帶來的是全液晶儀表的軟件復雜度較高，軟件代碼量大，無法再通過CAN總線進行升級。以市場現有車型為例，如果為了全液晶儀表升級，增加一條單獨的USB線及接口，勢必帶來整車成本的上漲。

為了簡化儀表的升級方式，更好地控制整車的成本，本文提出了一種全新的儀表升級方式，設計規劃了全液晶儀表的開發方案，下文以全液晶儀表成功應用及開發為例進行闡述。

1 儀表軟件升級設計開發現狀

市場上的儀表升級方式，大多分為如下3種：①通過整車OBD口進行升級，利用CAN總線通信，普遍應用在不帶操作系統的電子模塊升級上，例如：車身控制器、發動機控制模塊等；②USB口升級：利用整車自帶的USB接口進行升級，利用USB通信，普遍應用在帶操作系統的電子模塊升級上，例如：中控主機、全液晶儀表等。③OTA升級：利用T-BOX模塊，通過以太網和整車CAN總線，給整車上所有的電子模塊進行升級，目前應用較少，存在安全隱患。

上述3種升級方式各有利弊，其中差異對比如表1所示。

表1 軟件升級方式差異對比表

2 全液晶儀表LVDS升級開發方案

2.1 信息娛樂系統規劃

根據整車配置，針對信息娛樂系統進行系統性規劃，其中，儀表與中控主機交互功能如表2所示。

表2 軟件功能規劃表

信息娛樂系統設計方案框圖如圖1所示。

圖1 信息娛樂設計框圖

上述規劃方案，可以保證導航投圖功能和儀表軟件升級功能共用1條LVDS線實現，導航投圖功能利用LVDS的Video通道，軟件升級功能利用LVDS的SPI通道。

2.2 儀表LVDS升級設計方案

通過LVDS通信進行儀表軟件升級的設計方案，是利用中控主機自帶的USB接口，將帶有儀表軟件升級包的U盤插到USB接口上，然后通過點擊中控主機界面上的儀表軟件升級選項，進行儀表軟件升級。下面將從硬件設計和軟件設計兩方面進行闡述。

2.2.1 硬件設計

儀表軟件升級方案通過LVDS實現，全液晶儀表選用DS90UH940芯片，同時，中控主機選用DS90UH949芯片，硬件框圖如圖2所示。

圖2 硬件框圖

DS90UH949-Q1端和DS90UH940-Q1端LVDS GPIO配置，需要保證GPIO0、GPIO1雙向通信沒有問題。確保GPIO5～8可以接收輸入輸出，通過I2C讀取和寫入。

LVDS GPIO控制方式：利用940/949的GPIO透傳方式實現流控需求，Slave端 （DS940）通過配置Master端 （DS949）的寄存器，改變GPIO0和GPIO1的值，Master端由于已經通過硬件上連通了GPIO0和GPIO1，所以可以通過中斷的方式讀取到值的改變。

硬件原理圖如圖3所示。

硬件PIN腳定義如表3所示。

2.2.2 軟件設計

將儀表（Cluster）作為SPI Slave，將中控主機（IVI）作為SPI Master，理論最高通信速率可達3.3Mb/s，詳細軟件功能框圖如4所示。

中控主機需要完成SPI slave驅動，需要提供USB訪問路徑，需要通知upgrade_client有U盤插入，以便于儀表進行軟件升級包的讀取工作。

儀表軟件升級包包含升級文件和版本文件，中控檢測到升級包，將version.txt中的相關信息發送給儀表，儀表確認此升級包是否有效。如無效，回應錯誤代碼。

圖3 硬件原理圖

表3 硬件PIN腳定義表

圖4 軟件功能框圖

儀表與中控主機的顯示屏上同時顯示升級信息和狀態。在進入儀表軟件升級模式后，儀表與中控主機需相互升級請求及響應命令，包含：請求、查詢、開始和結束。

在進入軟件包數據傳模式后，中控主機將數據發送給儀表，儀表進行接收反饋，并進行實時校驗。同時，在升級過程中加入心跳機制。IVI發送心跳包消息，Cluster給予回應。當Cluster連續3次未回應心跳，則認為Cluster連接斷開，退出升級。Cluster需加入timeout機制，當timeout時間內未收到心跳包消息，則認為連接斷開。

IVI/Cluster均需考慮心跳消息和升級協議消息之間同步問題。儀表與中控主機間的交互框圖如圖5所示。針對軟件升級功能側錯誤處理機制，要求如下。

圖5 交互框圖

1）傳輸失敗 （傳輸數據過程中，如果重傳3次依然失敗）。Cluster發送升級失敗命令至IVI，包括失敗原因。然后Cluster退出升級模式進入正常模式。IVI結束停止傳輸數據，收到升級失敗命令后提示用戶，并退出升級流程。

2）升級包校驗失敗。Cluster發送升級失敗命令至IVI，包括失敗原因。然后Cluster退出升級模式進入正常模式。IVI接收到升級失敗命令后提示用戶，退出升級流程。

3）刷寫升級包失敗。Cluster發送升級失敗命令至IVI，包括失敗原因。由于Cluster開始刷寫后無法恢復到正常模式，所以Cluster停留在升級模式，等待IVI發起再一次升級流程。IVI接收到升級失敗命令后提示用戶，并提示用戶需重新發起升級流程。

4）心跳失敗/連接失敗。IVI連續3次未收到Cluster的心跳包回應，判定為連接失敗。此時IVI提示用戶連接失敗。Cluter加入timeout機制，timeout時間內未收到IVI心跳包，則判定連接失敗。此時若未開始刷寫則退出升級模式進入正常模式。此時如已開始刷寫則停留在升級模式，等待IVI重新發起升級流程。

3 結論

該方案在車型項目上的成功實施，不但簡化了儀表升級方式，降低了單車成本，也為后續車型其它電子零部件的升級開發積累了經驗、奠定了基礎。