Flash Bootloader

プロダクトインフォメーション

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目 次

1 Flash Bootloader の概要 ........................................................................................................................................................... 4 1.1 機能概要 ...................................................................................................................................................................................... 5 1.2 適用分野 ...................................................................................................................................................................................... 5 1.3 Flash Bootloader のシステムアーキテクチャー ............................................................................................................................ 5 1.4 機能 ............................................................................................................................................................................................. 6 1.5 設定 ............................................................................................................................................................................................. 6 1.6 製品に含まれるもの ...................................................................................................................................................................... 7 1.7 対応状況 ...................................................................................................................................................................................... 7 1.8 その他の自動車メーカーおよびサードパーティー用モジュール ........................................................................................................ 8 1.9 マルチプロセッサーシステム .......................................................................................................................................................... 8 1.10 64bit マイクロコントローラーのサポート ......................................................................................................................................... 8

2 モジュールおよびアドオン .............................................................................................................................................................. 9 2.1 必要なバスシステムおよび仕様 ..................................................................................................................................................... 9 2.2 Bootloader のアドレッシングモード .............................................................................................................................................. 9 2.3 Flash Bootloader 内の XCP プログラミング（XCP Programming Within the Flash Bootloader）............................................ 9 2.4 バスサポートアドオン「CAN FD」 ................................................................................................................................................... 9 2.5 複数メモリーサポート（Multiple Memory Support） ..................................................................................................................... 9 2.5.1 内蔵データフラッシュドライバー（Internal Data Flash Driver） ...................................................................................................... 9 2.5.2 外付フラッシュドライバー（External Flash Driver） ...................................................................................................................... 10 2.6 NVM データ処理（NVM Data Handling） .................................................................................................................................. 10 2.6.1 統合 Ea/Eep（Integration Ea/Eep） ......................................................................................................................................... 10 2.6.2 統合 Fee/Fls（Integration Fee/Fls） ........................................................................................................................................ 10 2.6.3 統合サードパーティーFee Infineon（Integration Third-Party Fee Infineon） ........................................................................... 10 2.7 セキュリティー／暗号 ................................................................................................................................................................... 10 2.7.1 「セキュリティー（Security）」アドオン ............................................................................................................................................ 11 2.7.2 セキュアブート（Secure Boot） .................................................................................................................................................... 11 2.7.3 プロジェクト固有のセキュリティーアクセス（Project Specific Security Access）........................................................................... 11 2.7.4 復号／セキュリティークラス AAA（Decryption/Security Class AAA） ....................................................................................... 11 2.8 Flash Bootloader アドオン ........................................................................................................................................................ 12 2.8.1 Flash Bootloader Updater ...................................................................................................................................................... 12 2.8.2 OTA Manager........................................................................................................................................................................... 12 2.8.3 Bootmanager ........................................................................................................................................................................... 12 2.8.4 Multiprocessor ......................................................................................................................................................................... 13 2.9 マルチプロセッサー通信インターフェイス（Multiprocessor Communication Interface） ............................................................ 15

3 ゲートウェイ ................................................................................................................................................................................ 17 3.1 診断ゲートウェイ機能（Diagnostic Gateway Functionality） .................................................................................................... 17

4 データ処理（Data Processing） .................................................................................................................................................. 17 4.1 データ展開（Data Decompression） .......................................................................................................................................... 17 4.1.1 データ展開ベクトル（Data Decompression Vector） .................................................................................................................. 17 4.1.2 LZMA データ展開（LZMA Data Decompression） .................................................................................................................... 17 4.2 差分ソフトウェアダウンロード（Delta Software Download） ....................................................................................................... 17 4.2.1 ベクター差分ライブラリー（Vector Delta Library） ...................................................................................................................... 17 4.2.2 統合更新インストーラー（Red Bend）（Integration Update Installer Red Bend） ....................................................................... 17 4.3 パイプラインプログラミング（Pipelined Programming） ............................................................................................................... 19

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4.4 パイプライン検証（Pipelined Verification） ................................................................................................................................. 19

5 Bootloader 統合パッケージ ....................................................................................................................................................... 19 5.1 統合 CAN トランシーバー（Integration CAN Transceiver） ....................................................................................................... 19 5.2 統合 SBC（Integration SBC）.................................................................................................................................................... 19 5.3 統合 EthSwtDrvExt（Integration EthSwtDrvExt） ................................................................................................................ 19 5.4 お客様のハードウェア（Customer Hardware） ........................................................................................................................... 19 5.5 POSIX OS のサポート（Support for POSIX OS） ...................................................................................................................... 20 5.6 Identity Manager ..................................................................................................................................................................... 20 5.7 サードパーティーMCAL 統合 FBL（Third Party MCAL Integration FBL） ................................................................................ 20 5.8 ベクターからのその他のサービス ................................................................................................................................................. 20 5.8.1 Flash Bootloader ライセンス拡張（Flash Bootloader License Extension） ............................................................................. 20 5.9 自動車メーカー仕様への FBL の適合（FBL Adaptation to OEM Spec） ................................................................................... 20 5.10 追加のバージョン管理（Additional Version Management） ...................................................................................................... 20

6 プログラミングツール vFlash ....................................................................................................................................................... 21 6.1 機能概要 .................................................................................................................................................................................... 21 6.2 適用分野 .................................................................................................................................................................................... 21 6.3 vFlash ブートローダーのサポート ................................................................................................................................................ 21

V3.1 02/2020

発行元： ベクター・ジャパン株式会社

www.vector.com/jp/ja/ ※記述されている内容は予告なく変更されることがあります。（発行日：2020 年 4 月 7 日）

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1 Flash Bootloader の概要

ソフトウェアの更新は、現代の車両の E/E アーキテクチャーが持つ基本的な要求の 1 つです。ソフトウェア更新のユースケースでは、一般に以下

の 2 つを区別する必要があります。

> 保守時のソフトウェア更新

> 自動車メーカーのインターフェイスを介し、自動車メーカーの診断テスターによってソフトウェア更新を適用

> OTA (Over The Air)

> 車両の接続ユニットがソフトウェア更新パッケージを受信し、オンボード診断テスターがそれを配布

> 走行中や停車中に更新ソフトウェアをターゲットにダウンロード

ベクターはこの両方のソフトウェア更新にソリューションを提供しています。運転中に更新ソフトウェアをターゲット ECU にダウンロードする場合に

使用される OTA には、MICROSAR.OTA ソリューションが適用されます。それ以外のユースケースにはいずれも Vector Flash Bootloader が

使用されます。

MICROSAR.OTAソリューションの詳細はMICROSARプロダクトインフォメーションに記載されておりますので、本ドキュメントではVector Flash Bootloader ソリューションについて説明します。

図 1: Vector Flash Bootloader と MICROSAR に基づく通信スタック

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1.1 機能概要

> CAN、Ethernet、FlexRay、LIN などの一般的な車両バスシステムのすべてをサポートする、UDS 診断プロトコルを使用した効率的で信頼

性の高い ECU リプログラミング

> 大部分の自動車メーカーと多数のマイクロコントローラープラットフォームに対応

> 最適化されたフットプリント

> 20 年以上の実績のある成熟したソリューション

> アドオン「セキュリティー」の使用により、データ暗号化、妥当性確認、許可、認証をサポート

> 「データ圧縮」、「パイプラインプログラミング」、「パイプライン検証」、「差分ダウンロード」などの各オプションによる、リプログラミングパフォー

マンスの向上

> Bootloader Updater オプションの使用により、Flash Bootloader を高い信頼性で更新

> UDS 診断ダウンロードプロトコルに XCP ダウンロードプロトコルを追加して併用できる XCP オプション

> 包括的なツールチェーン

> vFlash プログラミングツール

> ODX-F の更新コンテナーを生成する ODX Studio

> 開発フェーズ中の HEX／バイナリーファイルの操作と、自動車メーカー用のダウンロードコンテナーの作成が可能な HexView

1.2 適用分野

Vector Flash Bootloader は開発、量産、保守時に ECU をリプログラミングするための汎用的なソリューションです。シングルプロセッサーはも

ちろん、アドオンの使用によりマルチプロセッサーのプラットフォームのプログラミングもサポートし、LIN ECU で使用されるローエンドのマイクロコ

ントローラーから、POSIX 環境を使用した複数のプロセッサーにわたるハイエンドシステムに至る、幅広いハードウェアプラットフォームに対応しま

す。

1.3 Flash Bootloader のシステムアーキテクチャー

Flash Bootloader の組込実装は、以下で構成されたモジュール式のアーキテクチャーに基づいています。

> Flash Bootloader をプロジェクト固有の要求に適合させるための、ブートローダーアプリケーションレイヤー

> Flash Bootloader のランタイム環境、ステートハンドリング、診断の実装が含まれた、各 OEM のダウンロードマネージャー

> 通信ドライバーやメモリードライバーなどの、ハードウェアに依存するパーツ

> ダウンロードのパフォーマンス最適化や、セキュリティーを拡張するためのアドオン

以下の図は Flash Bootloader のシステムアーキテクチャーの概要を示しています。

図 2: 一般的な Flash Bootloader のシステムアーキテクチャー

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Flash Bootloader をアップデート可能にする場合や、セキュアブートが必要な場合は、コンポーネントであるブートマネージャーを使用して Flash Bootloader 機能を補い、サニティーチェックとブートターゲットに応じた起動を行います。

Flash Bootloader の静的なソースコードに加えて、バス固有の設定、セキュリティー設定、フラッシュメモリー設定などが設定ツールによって生成

されます。

Flash Bootloader は、その自動車メーカーに合わせて事前設定したものを、特定のタイプのマイクロコントローラーに組み込んだ形で納入される

製品です。プロジェクトおよび ECU に固有の要求を反映するには、設定、ブートローダーアプリケーションレイヤー、スタートアップコード、リンカー

コマンドファイルの適合が必要です。

1.4 機能

Flash Bootloader は ECU の専用のメモリー領域に格納され、リセット後のブートフェーズの最初のソフトウェアインスタンスとして開始されます。 その後、Flash Bootloader はフラッシュリプログラミング要求か、有効なアプリケーションソフトウェアが存在するかをチェックし、ECU のリプログ

ラミングが必要であれば、リプログラミングシーケンスを開始します。ブートマネージャーを使用する場合、ブートマネージャーが有効なアプリケーシ

ョンを開始するか、Flash Bootloader を起動してソフトウェア更新を行います。

自動車メーカーの要求によっては、フラッシュの一部の消去や書込みといった低レベルのフラッシュメモリーアクセスを行うための ECU フラッシュド

ライバーを、フラッシュツールが ECU の RAM に動的にダウンロードします。フラッシュドライバーをダウンロードした後、Flash Bootloader は、

更新が必要なメモリー領域を消去してダウンロードを行います。データ転送の後、Flash Bootloader は CRC かデジタル署名のいずれかに基づ

いてダウンロードしたデータの検証を行います。

Flash Bootloader では、フラッシュのダウンロードシーケンスが中断されても、いつでもその ECU のリプログラミングをやり直すことができるよう

になっています。

1.5 設定

Flash Bootloader のプロジェクト固有の設定は、設定ツールである GENy か DaVinci Configurator Pro を使用して行います。詳しくは、ベク

ターまでお問い合わせください。

図 3: GENy による Flash Bootloader の設定

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図 4: DaVinci Configurator Pro による Flash Bootloader の設定

1.6 製品に含まれるもの

Flash Bootloader には以下が同梱されます。

> 設定可能な Bootloader の C ソースコード

> 特定のハードウェアプラットフォームに対応するフラッシュドライバー

> GENy または DaVinci Configurator Pro が生成するコンポーネント

> 自動車メーカーのダウンロードシーケンスを模した自動車メーカー固有の vFlash テンプレートファイル

> 開発用のフラッシュデータとコンテナーを作成するための Hexview

> 技術資料

なお、DaVinci Configurator Pro ツールは同梱されず、Flash Bootloader の設定には DaVinci Configurator Pro のライセンスの取得が

必要になりますのでご注意ください。また、vFlash プログラミングツールについてもライセンスの取得が別途必要になります。

1.7 対応状況

一般的に使用されている多数のマイクロコントローラーと、多様な自動車メーカー固有の実装に対応した Flash Bootloader をご利用いただけま

す。詳しくは Flash Bootloader の情報ページをご覧いただくか、お問い合わせください。

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1.8 その他の自動車メーカーおよびサードパーティー用モジュール

ベクターは、自動車メーカー用モジュールやサードパーティー用モジュールを Flash Bootloader に追加して組み込むための、エンジニアリングサ

ポートを提供しています。モジュールを適切に組み込むには、お客様からそれらのモジュールをベクターに提供いただく必要があります。この作業

には追加料金が発生する場合があります。

1.9 マルチプロセッサーシステム

Vector Flash Bootloader はマルチプロセッサーシステムへの対応が可能です。

そのため、プロジェクト、プロセッサー間通信（IPC）、スタートアップ時の同期、アプリケーションと Flash Bootloader の切替え、設定の内容、ユー

ザーコールバック（特にバージョン変更とバリデーションチェック）などに関する情報は、オープンアイテムリスト（OIL）の形で交換および記録されま

す。

要件を遅滞なく、しかも双方にとって明確にすることは、コストと納期の遵守にとって欠かせない前提条件です。特に、プロジェクトが進んだ段階で

変更が生じれば、それに伴って追加料金が発生する恐れがあります。

1.10 64bit マイクロコントローラーのサポート

基盤となる仕様（ASAM、ISO、AUTOSAR など）に起因する制限のため、アドレスベースのサービスを 64bit コントローラー上ですべて、制約なく

使用できるわけではありません。64bit アドレス範囲の下位半分にしかアクセスできないなどの制限は典型例の 1 つです。

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2 モジュールおよびアドオン

Vector Flash Bootloader ソリューションには、ソフトウェアの更新をより効果的に、セキュアに、快適にするための多彩な追加機能が用意されて

います。

2.1 必要なバスシステムおよび仕様

Vector Flash Bootloader は、CAN、CAN-FD、LIN、FlexRay、Ethernet など、今日の車両で使用される一般的なバスシステムをすべてサ

ポートしています。

多くの自動車メーカーは独自のダウンロード仕様を規定しています。Vector Flash Bootloader はこれらの膨大なダウンロード仕様をサポートし

ています。自動車メーカー固有の要求が存在しないケースについては、ベクターでは ISO14229-1 のダウンロードシーケンスに基づく、自動車メ

ーカー非依存の Flash Bootloader も提供しています。サポートされる自動車メーカーの最新の一覧については、「サポートされる自動車メーカー

（英語）」を参照してください。

2.2 Bootloader のアドレッシングモード

Vector Flash Bootloader は、CAN ベースの通信を対象に、以下のアドレッシングモードを装備しています。

> Normal

> Normal fixed

> Extended

2.3 Flash Bootloader 内の XCP プログラミング（XCP Programming Within the Flash Bootloader）

このアドオンは、自動車メーカーに依存しない EOL プログラミング開発のため、XCP でのダウンロードをサポートするよう Flash Bootloader を

拡張します。XCP ダウンロードは自動車メーカーの診断ダウンロードプロトコルと併せてサポートされます。

XCP によるソフトウェア更新では、自動車メーカー固有のセキュリティー拡張や妥当性確認のメカニズムは考慮されないため、この XCP プログラ

ミングのアドオンは量産の前に無効にする必要があります。

2.4 バスサポートアドオン「CAN FD」

これは、Flash Bootloader が可変データレート対応の CAN（FD）をサポートできるようにするアドオンです。Flash Bootloader は以下の両方

の CAN-FD モードサポートするようになります。

> CAN-FD モード 1：可変データレートでの CAN 通信

> CAN-FD モード 2：最大 64byte のペイロードに対応

2.5 複数メモリーサポート（Multiple Memory Support）

Vector Flash Bootloader は、デフォルトでは内部コードフラッシュのリプログラミングをサポートしますが、特殊なユースケースに対応するため、

追加のメモリードライバーを提供して、内蔵データフラッシュや、シリアルフラッシュデバイスなどの外付メモリーデバイスのリプログラミングを可能

にすることができます。

2.5.1 内蔵データフラッシュドライバー（Internal Data Flash Driver）

このアドオンは内蔵データフラッシュメモリーへのソフトウェアのダウンロードをサポートするための拡張です。これにはハードウェア固有のデータフ

ラッシュドライバーの組込実装と、それに応じた設定オプションが含まれます。

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2.5.2 外付フラッシュドライバー（External Flash Driver）

このアドオンにより、Flash Bootloader は外付フラッシュメモリーデバイスへのソフトウェアのダウンロードをサポートできるようになります。ベクタ

ーは、パラレル／シリアルのフラッシュデバイスに対応するフラッシュドライバーを提供できます。このアドオンではシリアルフラッシュデバイスに対

し、必要な SPI ドライバーなどの低レベルの通信ドライバーも一緒に提供されます。

ベクターの STM M25 互換のシリアルフラッシュドライバーでは、以下のようなデバイス固有の機能がサポートされます。

> Quad モード設定（I/O ピン）

> 読取りレイテンシー設定

> 拡張アドレッシング（4 バイトアドレス）

> Quad リード（1-1-4 または 1-4-4）

> Quad ページプログラム（1-1-4 または 1-4-4）

> チップ／ブロック／セクター消去

> デバイスリセット

> エラーフラグ処理（ポーリング／クリア）

> デュアルダイパッケージ（DDP）／マルチチップパッケージ（MCP）

2.6 NVM データ処理（NVM Data Handling）

自動車メーカーによっては、プログラム更新日やテスターのシリアル番号などのロジスティックデータを格納したり、ステータス情報を残したりする

目的で、Flash Bootloader が不揮発性メモリーにアクセスする必要がある場合があります。この不揮発性メモリー（NVM）にアクセスするための

モジュールを、ベクターはアドオンとして Flash Bootloader に組み込むことが可能です。NVM の統合が要求されない場合は、お客様自身の不

揮発性メモリー処理モジュールを統合するためのインターフェイスが提供されます。

ECU 用の NVM データ処理ソリューションは、EEPROM メモリーもしくは、EEPROM として使用するフラッシュメモリーのいずれかに基づきます。

通常、ECU の NVM ソリューションはアプリケーションによって定義され、Flash Bootloader に組み込まれます。

2.6.1 統合 Ea/Eep（Integration Ea/Eep）

アドオン「統合 Ea/Eep」では、Flash Bootloader に対するプロジェクト固有の MICROSAR モジュール Ea (EEPROM Abstraction) の統合

が含まれます。

納品物にはデモ用の Ea/Eep の統合が含まれますが、Ea/Eep ベーシックソフトウェアモジュールは含まれません。

2.6.2 統合 Fee/Fls（Integration Fee/Fls）

アドオン「統合 Fee/Fls」には、Flash Bootloader に対するプロジェクト固有の MICROSAR モジュール Fee (Flash EEPROM Emulation) の統合が含まれます。

納品物にはデモ用の Fee/Fls の統合が含まれますが、Fee/Fls ベーシックソフトウェアモジュールは含まれません。

2.6.3 統合サードパーティーFee Infineon（Integration Third-Party Fee Infineon）

このアドオンは、Infineon が提供するサードパーティーFee の Flash Bootloader に対する統合をカバーします。

2.7 セキュリティー／暗号

セキュリティー／暗号のアドオンは以下のトピックに対応します。

> 対称／非対称または自動車メーカー固有の暗号化アルゴリズムによる診断テスターの認証

> 対称（セキュリティークラス C）または非対称（セキュリティークラス CCC）暗号化アルゴリズムを使用したデジタル署名の検証によるダウンロ

ードデータの認証

> データ暗号化による IP 保護（セキュリティークラス AAA）

> CRC によるデータ整合性チェック（セキュリティークラス DDD）

> セキュア／認証ブートによる整合性チェック

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2.7.1 「セキュリティー（Security）」アドオン

2.7.1.1 セキュリティークラス C（Security Class C）

「セキュリティークラス C」は、対称鍵によるデジタル署名のサポートを Flash Bootloader に追加します。HMAC もしくは CMAC を用いた署名を

使用できます。このセキュリティーコンポーネントはダウンロードしたデータのハッシュを計算し、署名の検証を行って、ダウンロードデータの妥当性

を確認し、信頼性をチェックします。このアドオンには、開発フェーズ中にテスト用の署名を作成するツールも含まれます。

2.7.1.2 セキュリティークラス CCC（Security Class CCC）

「セキュリティークラス CCC」は、非対称鍵によるデジタル署名のサポートを Flash Bootloader に追加します。署名は RSA や ECC などの非対

称の暗号化アルゴリズムと、不可逆的な標準ハッシュ関数および公開鍵を使用して作成します。このセキュリティーコンポーネントはダウンロードし

たデータのハッシュを計算し、署名の検証を行って、ダウンロードデータの妥当性を確認し、信頼性をチェックします。このアドオンには、開発フェー

ズ中にテスト用の署名を作成するツールも含まれます。

2.7.1.3 セキュリティークラス DDD（Security Class DDD）

このアドオンにより、Flash Bootloader は巡回冗長検査（CRC）を実行し、書き込まれたデータの整合性を検証できるようになります。このアドオ

ンはデフォルトでは標準の CRC-32 アルゴリズムをサポートしますが、ご要望に応じて他の CRC の実装も可能です。

2.7.2 セキュアブート（Secure Boot）

「セキュアブート」は、ブートローダーとアプリケーションの整合性を、ハードウェアトラストアンカー（HTA）を使用してチェックします。

2.7.2.1 セキュアブート（HW）アドオン「vHSM」

このアドオンにより、Flash Bootloader はベクターの HTA/HSM ソリューション（vHSM）を統合するためのインターフェイスを提供できます。

vHsm ベーシックソフトウェアモジュールはこのモジュールには含まれませんので、別途お求めください。

Flash Bootloader と MICROSAR vHsm には相互互換性が必要です。既存の vHsm の納入物を使用する場合は、双方のソフトウェアバージ

ョンに互換性があるかを判断するため、事前にベクターにご連絡ください。場合によっては、互換性のあるバージョンに vHsm を更新する必要があ

ります。

2.7.2.2 セキュアブート（HW）アドオン「ベクターHTA（Vector HTA）」

このアドオンにより、Flash Bootloader は AUTOSAR 4.3 に準拠した暗号ドライバーを統合するためのインターフェイスを提供できます。

2.7.2.3 セキュアブート（HW）アドオン「サードパーティーHTA（3rd Party HTA）」

このアドオンにより、Flash Bootloader は HTA ベンダーから提供される、AUTOSAR 4.3 に準拠した暗号ドライバーを統合するためのインター

フェイスを提供できます。HTA には SHE1.1 または EVITA HSM のいずれかに準拠したデバイスを使用できます。

2.7.3 プロジェクト固有のセキュリティーアクセス（Project Specific Security Access）

このアドオンは、自動車メーカーが規定する標準のアルゴリズムが存在しない場合に、プロジェクト固有の Seed/Key アルゴリズムの仕様を質問

票を通じて規定し、その実装をカバーします。これには、Flash Bootloader への Seed/Key アルゴリズムと vFlash で使用できる DLL の統合が

含まれます。このアドオンをご注文の場合は、Seed/Key アルゴリズムの仕様を提供いただく必要があります。提供がない場合、Bootloader に

は ECU 固有の Seed/Key アルゴリズムを実装するためのインターフェイスが含まれます。

Flash Bootloader 実装のソースコードと、DLL のソースコードが含まれた Visual Studio プロジェクトが同梱されます。

2.7.4 復号／セキュリティークラス AAA（Decryption/Security Class AAA）

この項目は暗号化されたダウンロードデータを Flash Bootloader でサポートするための拡張です。暗号化データはターゲットメモリーに書き込ま

れる前に、Flash Bootloader によって早急に復号されます。データの復号には CBC モードの AES-128 アルゴリズムが使用されます。初期化

ベクトルはダウンロードの最初のデータブロックに含めるか、定数として固定することができます。データは PKCS#5 または ISO7816-4 に従って

AES ブロック長の倍数に揃える必要があります。

データ暗号化のための開発ツールが含まれています。

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2.8 Flash Bootloader アドオン

2.8.1 Flash Bootloader Updater

「Flash Bootloader Updater」により、既存の Flash Bootloader を入れ替えることができます。「Flash Bootloader Updater」は通常のアプ

リケーションと同様にダウンロードされ、起動すると、既存の Flash Bootloader を新しいバージョンに置き換えます。ハードウェアの能力にもより

ますが、この更新プロセスはリセットに対応していません。更新プロセス中に停電やリセットが発生すると、その ECU は通常のダウンロードプロセ

スではリプログラミングできなくなります。どのハードウェアプラットフォームでもリセットに対応できる「Flash Bootloader Updater」プロセスを実

現するには、アドオン「Bootmanager」を併用するのが唯一の方法です。

以下はこの更新プロセスの概念図です。:

図 5: Flash Bootloader の更新プロセスの概要

2.8.2 OTA Manager

「Over-The-Air (OTA) Manager」は、OTA でダウンロードしたソフトウェアのバージョンをアプリケーションのコンテキストに応じて切替えを行う

機能により、Flash Bootloader を拡張します。

これには、ハードウェアリソースに応じて以下の 2 つのバリアントがあります。

> OTA Manager Basic

このバリアントは、対象となるマイクロコントローラーが内蔵シャドウフラッシュメモリー、メモリーマッピングユニット（MMU）、外付デュアルバン

クメモリーなどのハードウェアサポートを提供する場合、A/B のソフトウェアバージョン切替えを行います。

> OTA Manager Extended

このバリアントはバックグラウンドの更新ソフトウェアを外付フラッシュから内蔵フラッシュにコピーし、更新ソフトウェアをアクティブ化します。な

お、外付フラッシュデバイスにアクセスするためのフラッシュドライバーが別途必要になる場合があるのでご注意ください。

2.8.3 Bootmanager

「Bootmanager」は、ブートプロセスを制御してアプリケーションと Flash Bootloader のいずれかを開始させる、専用のベーシックソフトウェアで

す。「Bootmanager」の主な目的は、アプリケーションソフトウェアとBootloader のどちらを開始すべきかを判断するルーチンの提供です。また、

「Bootmanager」は Flash Bootloader の更新プロセス中のリセットに対応した実装を提供するほか、セキュアブートの ECU スタートアップ時間

の短縮にも使用できます。

アドオン「Bootmanager」には、コールバック関数のフレームワークと、それに即した設定オプション、整合性／妥当性確認チェックのためのサン

プル実装が含まれます。リセット対応の Bootloader 更新や、セキュアブートなどのユースケースを目的として「Bootmanager」を使用する場合、

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「Bootmanager」は独立したプロジェクトとしてコンパイルおよびリンクされ、Flash Bootloader でリプログラムできない、専用のフラッシュセクタ

ーに置かれます。

2.8.4 Multiprocessor

アドオン「Multiprocessor」は、車両の通信ネットワークにマイクロコントローラーを 1 つしか直接接続できないハードウェアコンフィギュレーション

で、複数のマイクロコントローラーのリプログラミングをサポートするためのソリューションです。マルチプロセッサーシステムには、追加の（スレーブ

／サブ）マイクロコントローラーが診断テスターから見えないという特徴があります。そのため、マスター／メインのマイクロコントローラーは、診断リ

クエストをプロセッサー間通信（IPC）プロトコルに置き換える必要があります。スレーブ／サブマイクロコントローラーは専用の仮想アドレスとしてマ

スター／メインマイクロコントローラーのアドレス空間にマッピングされます。

マルチコントローラーの ECU をサポートするソリューションには次の 2 つがあります。

> マルチプロセッサーメモリードライバー

> マルチプロセッサー通信インターフェイス

2.8.4.1 マルチプロセッサーメモリードライバー（Multiprocessor Memory Driver）

「マルチプロセッサーメモリードライバー」は、以下のハードウェアコンフィギュレーションをサポートします。

図 6: 単一の更新インターフェイス、単一のスレーブ／サブマイクロコントローラー

図 7: 単一の更新インターフェイス、複数のスレーブ／サブマイクロコントローラー

「マルチプロセッサーメモリードライバー」により、復号、展開といったすべてのデータ処理操作がマスター／メインマイクロコントローラーによって処

理されるようになります。デフォルトでは、整合性または信頼性チェックもマスター／メインマイクロプロセッサーによって処理されますが、これをスレ

ーブ／サブマイクロコントローラー上に実装することも可能です。

「マルチプロセッサーメモリードライバー」のアプローチには、追加のマイクロコントローラーをリプログラミングする方法に関して、以下の 2 つのバリ

アントが存在します。

> マスター側での in-system reprogramming protocol（ISP）のエミュレーション

> IPC を使用したシリアル通信インターフェイスによるスレーブマイクロコントローラーへの接続

2.8.4.1.1 ISP エミュレーション（ISP Emulation）

このソリューションはリプログラミングシーケンスをソフトウェアなしでスレーブ／サブマイクロコントローラーに実装できるため、RAM/ROM リソー

スが非常に限られているスレーブ／サブマイクロコントローラーにも適用できます。

ISP によってスレーブ／サブマイクロコントローラーをリプログラミングする場合は、考慮すべき事前条件がいくつか存在します。

> マスター／メインマイクロコントローラーは、スレーブ／サブマイクロコントローラーのリセット入力が制御可能であること

> ISP 用の関連する入出力ラインは、いずれもマイクロコントローラーベンダーによる技術文書に従って、マイクロコントローラー同士を接続して

いる必要がある

「ISP エミュレーション」のアプローチは、一部のスレーブ／サブマイクロコントローラーにのみご利用いただけます。特定のマイクロコントローラーの

対応状況については、ベクターにお問い合わせください。

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2.8.4.1.2 IPC インターフェイス（IPC Interface）

IPC インターフェイスに基づくソリューション用に、マスター／メインマイクロプロセッサーの Flash Bootloader にプロセッサー間通信用のソフトウ

ェアレイヤーを追加し、それを HIS メモリードライバーAPI に接続するように拡張します。

このアドオンの納品物には、マスター／メインマイクロコントローラーのための、以下のようなハイレベルのソフトウェアレイヤーが含まれます。

> HIS メモリードライバーインターフェイス用の下位レイヤーを実装するメモリーレイヤー（McmpMem）

> タイムアウトのモニタリングのためのセッションレイヤー（McmpSl）

> トランスポートプロトコルレイヤー（McmpTp）

このアドオンには、以下のようなハードウェア固有の IPC レイヤーのためのテンプレート用コンポーネントも含まれます。

> トランスポートプロトコルレイヤーと低レベルドライバー（LLD）のインターフェイスとなるデータリンクレイヤー（McmpDl）

マルチプロセッサー通信インターフェイスが CAN、ETH、FR、LIN のいずれかに基づく場合、ベクターでは低レベルドライバーだけでなくデータリン

クレイヤーの提供も可能です。SPI、UART などのその他のマルチプロセッサー通信インターフェイスの対応状況については、ベクターにお問い合

わせください。

以下の図は、マルチプロセッサー固有のコンポーネントのための階層型のアーキテクチャーを示しています。

図 8: マスターおよびスレーブマイクロコントローラーのための「マルチプロセッサーメモリードライバー」のソフトウェアレイヤー

アドオン「マルチプロセッサーメモリードライバースレーブ（Multiprocessor Memory Driver Slave）」では、スレーブマイクロコントローラーのため

のハイレベルの IPC コンポーネントも納入されます。ベクターは対応状況に応じて、データリンクレイヤーや低レベルドライバーだけでなく、スレー

ブ／サブマイクロコントローラーのパーツに対応するフラッシュドライバーも提供できます。データリンクレイヤー／低レベルドライバーが入手できな

い場合、ハードウェア固有の IPC レイヤーに対応するテンプレートコンポーネントが納入されます。

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2.9 マルチプロセッサー通信インターフェイス（Multiprocessor Communication Interface）

「マルチプロセッサー通信インターフェイス」には、プロセッサー間通信プロトコル（IPC）を使用して 1 つまたはそれ以上のマイクロコントローラーに

接続するための、Flash Bootloader の拡張が含まれます。「マルチプロセッサー通信インターフェイス」による拡張は、以下のハードウェアコンフ

ィギュレーションをサポートします。

図 9: 単一の更新インターフェイス、単一のスレーブ／サブマイクロコントローラー

図 10: 単一の更新インターフェイス、複数のスレーブ／サブマイクロコントローラー

図 11: 単一の更新インターフェイス、カスケードしたスレーブ／サブマイクロコントローラー

アドオン「マルチプロセッサー通信インターフェイス」は、診断テスターによって転送される生データにマスター／メインマイクロコントローラーがアク

セスするための、ハイレベルのインターフェイスを提供します。そのため、復号や展開といったすべてのデータ処理操作を、スレーブ／サブマイクロ

コントローラー上にも実装しなければなりません。このインターフェイスは以下の API をサポートします。

> メモリー領域の消去をトリガーするための消去の通知（Erase indication）

> 整合性チェックと更新の検証のためのブロック／セグメント開始／終了の通知（Block/Segment Start/End indication）

> データをスレーブ／サブマイクロコントローラーに転送するためのデータ転送の指示（Data indication）

> ダウンロードしたデータの検証をトリガーするための検証の指示（Verify）

Flash Bootloader

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以下は関連する API 呼出しのシーケンス図です。

図 12: マルチプロセッサー通信インターフェイスの呼出しシーケンス

Flash Bootloader

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3 ゲートウェイ

3.1 診断ゲートウェイ機能（Diagnostic Gateway Functionality）

このアドオンは、診断ルーティング機能によって Flash Bootloader を拡張します。診断ゲートウェイによる拡張により、すべてのファンクショナル

リクエストがサブバスにルーティングされると同時に、そのサブバスが拡張セッションの間確保されるようになります。このセッション中、通常の通信

は遮断されます。

4 データ処理（Data Processing）

アドオン「データ処理」は、データ圧縮アルゴリズムや差分ダウンロードを使用してデータ転送時間を短縮するか、あるいは「パイプラインプログラミ

ング」と「パイプライン検証」を使用してデータ処理を並列化するかのいずれかの方法で、ダウンロードを最適化します。

アドオン「データ処理」の一部は組み合わせることも可能で、たとえば「パイプラインプログラミング」、「パイプライン検証」、「データ展開」などを組み

合わせ、ダウンロードのパフォーマンスを最大化することができます。なお、これらのアドオンは RAM リソース要求に大きく影響する一方、すべて

のマイクロコントローラーに適用できるとも限らないため、注意が必要です。リソースの見積もりについては、ベクターにお問い合わせください。

これらのアドオンによってダウンロードのパフォーマンスがどう改善するかは、ダウンロードデータのタイプ、使用するバスシステム、マイクロコントロ

ーラーの性能に大きく左右されます。

4.1 データ展開（Data Decompression）

4.1.1 データ展開ベクトル（Data Decompression Vector）

「データ展開ベクトル」は、圧縮データのダウンロードをサポートするよう Flash Bootloader を拡張します。データ圧縮手法は LZ77 圧縮アルゴリ

ズムに基づいており、実行時の要求を抑え、フットプリントを小さくするよう最適化されています。

「データ展開ベクトル」には、PC ベースのデータ圧縮ツールのほか、Flash Bootloader 用のデータ展開アルゴリズムの組込実装が含まれます。

4.1.2 LZMA データ展開（LZMA Data Decompression）

このアドオンは、圧縮データのダウンロードをサポートするよう Flash Bootloader を拡張します。データ圧縮手法は LZMA 圧縮アルゴリズムに

基づいています。なお、LZMA 展開は主に、適切な RAM リソースを備えた高性能の 32bit マイクロコントローラーを対象としています。

このアドオンには、PC ベースのデータ圧縮ツールのほか、Flash Bootloader 用のデータ展開アルゴリズムの組込実装が含まれます。

4.2 差分ソフトウェアダウンロード（Delta Software Download）

ターゲットのイメージ全体をダウンロードしてプログラミングする代わりに、2 つのソフトウェア／データセットのバージョン間の相違のみを Flash Bootloader に転送します。変更レコードの範囲にもよりますが、これによってダウンロード時間を大幅に短縮することが可能です。

Vector Flash Bootloader は異なる差分ライブラリーの統合をサポートします。 これについては次の項で詳しく説明します。

4.2.1 ベクター差分ライブラリー（Vector Delta Library）

このアドオンは、差分イメージのダウンロードをサポートするよう Flash Bootloader を拡張します。

「ベクター差分ダウンロード」は、差分情報を適用するための 2 つのアプローチをサポートします。

> 一括 差分イメージをメモリーの一時領域（一般的には内蔵プログラムフラッシュの予約領域）にダウンロードします。ダウンロードの完了後、差分イ

メージの情報をメモリー内のソースイメージに 1 つの処理ステップで適用します。

> ストリームベース 差分イメージの情報を、差分イメージをダウンロードしながら、メモリー内のソースイメージに適用します。

「ベクター差分ダウンロード」ソリューションには、差分イメージを作成するための開発ツールが含まれます。ダウンロード時間を大幅に短縮するに

は、差分イメージは LZMA 等の圧縮アルゴリズムを使用して圧縮する必要があります。この圧縮モジュールは「ベクター差分ダウンロード」ソリュ

ーションに含まれていないため、別途お求めいただく必要があります。

4.2.2 統合更新インストーラー（Red Bend）（Integration Update Installer Red Bend）

このアドオンには、以下のいずれかによる Red Bend の「Update Installer (UPI)」の Flash Bootloader への統合が含まれます。

> 「Red Bend Software Update Installer」

Flash Bootloader

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> 「Red Bend Software Update Installer Lite」

差分イメージの適用は、利用される Red Bend ライブラリーによって異なります。

> UPI 差分イメージをメモリーの一時領域（一般的には内蔵プログラムフラッシュの予約領域）にダウンロードします。ダウンロードの完了後、差分イ

メージの情報をメモリー内のソースイメージに 1 つの処理ステップで適用します。

> UPI Lite 差分イメージの情報を、差分イメージをダウンロードしながら、メモリー内のソースイメージに適用します。なお、差分イメージのダウンロード中

は、「パイプラインプログラミング」機能は有効になりませんのでご注意ください。

ソフトウェアライブラリー（「Red Bend Software Update Installer」または「Red Bend Software Update Installer Lite」のいずれか）の提供

は、このオプションの事前条件です。

Flash Bootloader

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4.3 パイプラインプログラミング（Pipelined Programming）

アドオン「パイプラインプログラミング」は、データ書き込みとデータの受信を並行して行えるよう Flash Bootloader を拡張します。

受信したデータは RAM バッファーに書き込まれ、診断サービスの完全な受信が済むと、ポジティブレスポンスが即時に送信されます。その後デー

タはフラッシュメモリーに書き込まれますが、その間に次のデータを受信できます。これによってフラッシュプログラミングと受信を仮想的に並列化

できます。

以下の図は、最適化していない場合のプログラミングシーケンスと、「パイプラインプログラミング」を使用した場合のプログラミングシーケンスを表

しています。

図 13: 1「パイプラインプログラミング」の概要

4.4 パイプライン検証（Pipelined Verification）

このアドオンは、プログラムされたフラッシュデータの検証を、ダウンロードと並行して行うためのパフォーマンスの最適化をカバーします。検証は書

き込まれるデータのセクション単位で行われます。

以下の図は、最適化していない場合のプログラミングシーケンスと、「パイプライン検証」を使用した場合のプログラミングシーケンスを表しています。

図 14: 2「パイプライン検証」の概要

5 Bootloader 統合パッケージ

5.1 統合 CAN トランシーバー（Integration CAN Transceiver）

このアドオンは MICROSAR 4 CAN トランシーバーの Flash Bootloader への統合をカバーします。MICROSAR4 CAN トランシーバードライ

バーは、このオプションの事前条件です。

5.2 統合 SBC（Integration SBC）

このアドオンには、トランシーバーやウォッチドッグといったさまざまな周辺デバイスをサポートする、MICROSAR4 System Basis Chip (SBC) ドライバーの統合が含まれます。MICROSAR4 SBC ドライバーは、このオプションの事前条件です。

5.3 統合 EthSwtDrvExt（Integration EthSwtDrvExt）

このアドオンは MICROSAR 4 Ethernet スイッチドライバーの Flash Bootloader への統合をカバーします。MICROSAR4 Ethernet スイッチ

ドライバーは、このオプションの事前条件です。

5.4 お客様のハードウェア（Customer Hardware）

このアドオンには、評価ボードではなく、お客様のハードウェア（A サンプルなど）への Flash Bootloader の統合とテストが含まれます。お客様の

ハードウェアへの統合のため、お客様にはハードウェアの詳しい記述、統合に関連するあらゆるパーツおよびワイヤーハーネスの回路図を提供い

ただく必要があります。このオプションには外部ハードウェア用の ECU 固有のドライバーは含まれません。

Flash Bootloader

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5.5 POSIX OS のサポート（Support for POSIX OS）

このアドオンには、Linux をはじめとする POSIX 互換環境への Flash Bootloader の統合が含まれます。Flash Bootloader は POSIX オペレ

ーティングシステムのユーザープロセスとして動作し、POSIX ファイル API を使用して、ダウンロードデータをファイルシステムに保存します。

Flash Bootloader を POSIX オペレーティングシステムに統合するために、POSIX オペレーティングシステムのクロス開発環境を仮想マシンな

どの形で、また開発環境全体の説明と併せて提供いただく必要があります。

5.6 Identity Manager

Identity Manager は複数の診断接続、すなわち「Postbuild Selectable」のサポートをカバーします。これによって、Flash Bootloader のスタ

ートアップフェーズで選択可能な、複数の診断接続のサポートが可能になります。

5.7 サードパーティーMCAL 統合 FBL（Third Party MCAL Integration FBL）

「サードパーティーMCAL 統合 FBL」は、お客様から提供される、Fls、Spi、Cry などのサードパーティーの必須の MCAL モジュールの統合をカ

バーします。

MCAL 統合の事前条件は、指定された MCAL が一般に入手可能であることと、FBL で使用される MCAL ドライバーがポーリングモードをサポ

ートすることです。

5.8 ベクターからのその他のサービス

5.8.1 Flash Bootloader ライセンス拡張（Flash Bootloader License Extension）

「Flash Bootloader ライセンス拡張」は、ある自動車メーカー用に購入した Flash Bootloader を、2 社目の自動車メーカーにも使用できる権利

をカバーします。

ライセンス拡張の事前条件は、最初に対象とした自動車メーカーが、このソフトウェアを 2 社目の自動車メーカーにも使用することに同意すること

です。お客様はこの同意の証明を事前にベクターに提供いただく必要があります。このオプションには納入物はありません。

5.9 自動車メーカー仕様への FBL の適合（FBL Adaptation to OEM Spec）

Flash Bootloader は、自動車メーカーの仕様にプロジェクト単位で適合されます。

vFlash テンプレートの調整もこれに含まれます。

このオプションには、セキュリティーアクセスのアルゴリズムの実装は含まれません。

5.10 追加のバージョン管理（Additional Version Management）

このアドオンは、既存の Flash Bootloader 納入物の追加のバージョン追跡をカバーします。

対応する一連のコンポーネントのバージョンと併せて、新しいライセンス追跡番号が作成されます。これを利用することで、新しい納入物を問題なく

実行できるようになります。以前に納入された Flash Bootloader の問題レポートにも影響を与えません。

「追加のバージョン管理」は、以下のサービスをカバーします。

> 新しい識別番号（ライセンス番号）の作成

> 新しいライセンスの作成時にコンポーネントのバージョンの整合性をチェック

> 現時点でのすべての既知の問題に関する問題レポート

> これらのコンポーネントに関連する問題をライセンス作成から 10 年にわたって報告

Flash Bootloader

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6 プログラミングツール vFlash

vFlash は、複数の ECU のリプログラミングにも対応した非常に使いやすいツールです。vFlash のプラグインのコンセプトにより、vFlash はお客

様のあらゆるプロジェクトに使用できます。vFlash はすでに、80 を超える自動車メーカーの、140 を超える多様なフラッシュ仕様をサポートしてお

り、簡単に拡張できます。

図 15: vFlash のユーザーインターフェイス

6.1 機能概要

> CAN、CAN FD、LIN、FlexRay、Ethernet（DoIP または SoAd）を経由したソフトウェアダウンロード

> パッケージ（.vflashpack）1 つで、vFlash プロジェクトとすべての関連データを他のユーザーと簡単に共有

> 高いデータ転送速度

> プラグインコンセプト（vFlash テンプレート）により、多彩なプロトコルおよびフラッシュシーケンス／フラッシュ仕様をサポート

> Intel HEX、Motorola-S、バイナリーなどのデータ形式を用いるダイレクトな「ネイティブ」プログラミングと、ODX-F などのコンテナー形式や

自動車メーカー固有の形式に基づくプログラミング

> 圧縮データや暗号化データのダウンロード

> プログラミングインターフェイス（C、C#、API）による自動リプログラミングと、GUI を使用したインタラクティブなダウンロード

> CANoe.DiVa の併用により、ECU 内の Flash Bootloader を検証（CAN、FlexRay、DoIP、LIN 経由）

> 別々の通信チャネルを使用した複数の ECU 同時リプログラミング可能

> vFlash Remote による任意の場所の ECU に対するリモートプログラミング

6.2 適用分野

vFlash は、自動車メーカーやサプライヤーで ECU のリプログラミングに携わるすべての方たちに向けたツールです。vFlash は、ECU の開発段

階から実際の車両に組みつけられたリプログラミングにまで使用できます。

6.3 vFlash ブートローダーのサポート

vFlash は Vector Flash Bootloader とシームレスに連携します。Vector Flash Bootloader の納品物にはいずれも、自動車メーカー固有の

ダウンロードシーケンスを反映した、対応する vFlash テンプレートが同梱されています。

www.vector.com/jp/ja/