Современные автомобили всё больше и больше становятся похожими на средний по размерам офис на колесах, со своими кабинетами, ответственными за определённую задачу и объединенных локальной сетью для координации работы. Задачи, возложенные производителем на электронные блоки управления, становиться сложнее. Требования к скорости и стабильности работы возрастают, что в свою очередь ведёт к усложнению схемотехники, применению более современных компонентов. Программное обеспечение претерпело большие изменения. Если раньше блок обслуживал одну систему, то теперь, в современном автомобиле, практически каждый блок объединен с остальными в одну или несколько сетей, связанных межсетевым шлюзом, и обрабатывает данные не только от своих датчиков, но и те, которые получает по сети от других блоков, с которыми он связан для более гибкого решения определённой задачи.
Усложнение элементарной базы и конструкции электронных блоков, так или иначе, сказывается на надёжности их работы. Причём заметно растёт число отказов, относящихся к «программным сбоям». Этому только способствует «наш менталитет» эксплуатации, «прикурка от пускозарядного», незатянутые клеммы АКБ, плавная посадка АКБ, попытки запустить авто с разряженной батареей и т.д.
Если на автомобилях начала 90-х, в большинстве случаев, это всё сходило владельцам с рук, то современный автомобиль может и не простить таких издевательств…
Мой наставник однажды выразился так – «Современный автомобиль сродни живому существу – сердце, запущенное однажды на заводе, при полном отключении, снова может и не заработать».
Откуда же такие проблемы?
Вот мои личные соображения и анализ информации найденной в сети.
На истину ни в коем случае не претендую..
Схемотехника блоков управления 90-х годов предусматривала хранение программы блока в ультрафиолетово-стираемых ПЗУ или масочном РОМ микроконтроллера.
То есть информацию сам контроллер изменить не может даже при всём своём желании …
Масочный процессор хранит свою программу, до полного выхода из строя по какой- либо причине…
Память ЕЕПРОМ (EEPROM) – то есть пользовательские данные, информация о проведённых адаптациях, коррекциях, кодировках, привязках к каким либо определённым входным данным (к примеру, синхронизации блоков, ID транспондеров в системах иммобилайзеров), всё то, что на каждом экземпляре авто будет индивидуально и может быть изменено в процессе эксплуатации, но должно быть энергонезависимым (не факт, что именно всё, на многих коррекции при отключении АКБ очищаются).
Память ФЛЕШ (FLASH)
Производители в последнее время отдают предпочтение именно ей, в виду возможности более гибкого её использования.
Преимущество её в том, что микроконтроллер может изменить её данные (перезаписать). То есть открывается возможность изготовления блоков, конструктивно подходящих для многих моделей авто определённой группы, но программно отличающихся. И если ранее с применением масочного микроконтроллера или ПЗУ нужно было заказывать изготовление определённой партии комплектующих под каждую модель блока, то сейчас имеется возможность «прошивать» программу в блок непосредственно с диагностического оборудования уже на выходе авто с конвейера, а так же иметь возможность сменить программу в блоке, при обнаружении каких либо недостатков, не учтённых ранее, без замены самого блока.
Но обратная сторона медали – более низкая надёжность.
Есть вероятность потери данных при проблемах в бортовой электросети автомобиля.
Сами физические процессы, при которых происходит потеря данных, мне досконально не знакомы, но на просторах сети неоднократно попадались версии – «при снижении напряжения питания микроконтроллера до предела его нормального функционирования, есть вероятность сбоев, перескакивания с инструкции на инструкцию, и как следствие записи случайных данных в ЕЕПРОМ или ФЛЕШ».
Исходные данные естественно будут утеряны, и работоспособность блока будет нарушена. Сети передачи данных в современном авто довольно надёжны, но и от нарушений в их работе никто не застрахован. Некоторые блоки в авто могут быть связанны динамически меняющимся кодом , в системах иммобилайзера как правило , и при нарушении связи между блоками, даже кратковременно , в момент обмена данными , может привести к рассогласованию блоков и , как следствие, авто перестаёт запускаться родным ключём.
В блоках начала 90-х годов выпуска используются ультрафиолетово-стираемые ПЗУ для хранения программы блока. Их срок службы заявлен Производителем около 10 лет. Многие ПЗУ выходят из строя от своей старости и блок перестаёт функционировать.
Владельцы современных автомобилей, находясь в регионах, далёких от дилерских станций и крупных СТО, располагающих необходимым оборудованием и возможностями в разумные сроки и за приемлемую стоимость заказать, заменить и закодировать блок для автомобиля, - они оказываются в затруднительном положении.
Хотя, для восстановления работоспособности порой бывает достаточно поменять значение всего лишь 1 байта информации.
Остаётся только один вариант – работа с программой или данными блока непосредственно на «физическом уровне», то есть программатором.
Это устройство позволяет изменять данные в самих носителях информации – микросхемах УФПЗУ, ЕЕПРОМ, ФЛЕШ, а так же внутренних областей памяти микроконтроллеров.
Описывать разновидности и возможности существующих программаторов в этой статье я не буду, так как их довольно много и каждый имеет свои плюсы и минусы.
Остановлюсь на кратком описании комплекса «OMEGA».
Данным комплексом можно читать и программировать параллельные (ПЗУ, ФЛЕШ), последовательные (ЕЕПРОМ), микроконтроллеры MOTOROLA и TEXAS INSTRUMENTS.
Конструкция комплекса – блочная. За основу взят базовый блок , дополняемый модулями и адаптерами под конкретную задачу. Многообразие разновидностей корпусов электронных компонентов не располагает к полной универсальности, но каждый из компонентов или их группа , работа с которыми заявлена разработчиком, оснащается своим адаптером или описанием для внутрисхемной работы.
Кстати о внутрисхемном программировании.
Комплекс позволяет работать со многими компонентами не выпаивая их из устройства.
К ним относятся ЕЕПРОМ и микроконтроллеры.
Конечно не 100% любой контроллер или ЕЕПРОМ могут быть прочитаны внутрисхемно, в некоторых случаях это может не позволить конструкция устройства , но разработчик постарался как можно более упростить данную задачу..
Это очень кстати ,если микроконтроллер имеет около 100 «ног» с мелким шагом или доступ для демонтажа затруднён. Порой разборка и сборка устройства не проходят без последствий.
Протоколы чтения /записи микросхем у разных серий и производителей различаются, встречаются узкоспециализированные микросхемы, которые кроме как в авто, не встретишь нигде. Радует наличие модулей для таких случаев, когда любой другой серийный программатор расписывается в бессилии. На некоторых микроконтроллерах встречается защита от чтения, установленная производителем, чтобы помешать прочитать содержимое внутренних областей памяти. Заявлен и реально работает обход такой защиты, если возникает необходимость работы с таким микроконтроллером.
Из дополнительных модулей не могу не отметить логический анализатор/генератор и частотомер.
 

Окно программатора с дампом памяти микросхемы ЕЕПРОМ 93С66.


Окно программатора с дампом памяти ROM микроконтроллера MOTOROLA

В умелых руках, логический анализатор один из мощнейших инструментов для изучения работы электронных устройств. Со встроенными декодерами протоколов этот инструмент становиться гораздо приветливее и пользователь избавляется от необходимости «ковыряния» в нулях и еденицах записанного лога. Информация выдаётся в удобно воспринимаемом виде.

Логический анализатор с открытым окном декодера и различными представлениями одних и тех же данных.

В данном примере, в анализе записанного лога обмена микроконтроллера и ЕЕПРОМ мы видим, к каким ячейкам памяти обращался микроконтроллер, и какие изменения он внёс в содержимое. Появляется реальная возможность посмотреть на работающем устройстве, какие из ячеек читаются (или пишутся) в процессе выполнения каких-либо действий.
Работа с данным прибором подразумевает уровень знаний современной микропроцессорной техники и опыта работы с ней. Всего знать и понимать невозможно, поэтому форуму поддержки уделено особое внимание.
Сайт разработчика и форум http://www.cnc-lab.com/

Автор статьи:
Бочковский Алексей Иванович
СОЮЗ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДИАГНОСТОВ