某車型儀表Dflash數(shù)據(jù)篡改故障分析

丁愛峰，胡勝云

（江鈴汽車股份有限公司，江西 南昌 330001）

各行各業(yè)競爭激烈，汽車行業(yè)亦是如此，配置情況是客戶選擇的一個重要參數(shù)，配置越豐富被選購的概率就越高。目前，整車電器配置除傳統(tǒng)的收放機、點煙器、儀表之外，有諸如MP5、TBOX、BCM、ABS、ADAS等功能越來越強大的電器供選擇。越多的配置，意味著靜態(tài)電流疊加越大，如果控制不好更容易導致蓄電池饋電。集成芯片作為電器件的“大腦”，在饋電情況下更容易出問題。

下面對某車型儀表出現(xiàn)芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)擦除或篡改故障進行軟件設計分析，并通過模擬饋電工況，利用專用診斷儀讀取內(nèi)部數(shù)據(jù)，確認故障原因，提出新設計，并證實新設計的軟件能有效地解決此類故障。

1 故障描述與分析

1.1 故障描述

1）整車上電，儀表無任何反應，無指示燈、指針不自檢、儀表液晶屏黑屏不顯示。故障表裝到其他車上，故障依舊。

2）整車上電，儀表指針不自檢，其它功能正常。故障表裝到其他車上，故障依舊。

1.2 故障分析

用診斷儀讀取故障儀表Dflash數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)儀表的4個表頭的校表數(shù)據(jù)有不同程度的篡改或清空。所有儀表配置數(shù)據(jù)、隨車信息表配置信息等都沒有恢復到默認數(shù)據(jù)。初步確認芯片中 （Dflash）內(nèi)存的表頭數(shù)據(jù)丟失。圖1是讀取到的故障表轉速表數(shù)據(jù)和正常表的轉速表數(shù)據(jù)對比?？梢钥闯觯瑪?shù)據(jù)塊中多個數(shù)據(jù)被擦除或篡改。

圖1 故障表與正常表的轉速數(shù)據(jù)對比

進一步分析發(fā)現(xiàn)，這些故障車庫存時間較長，蓄電池虧電嚴重，電池電壓接近0V。懷疑Dflash在非正常工作電壓狀態(tài)時，擦寫操作異常導致數(shù)據(jù)丟失。

2 原因分析

為確定Dflash在非正常工作電壓狀態(tài)時，擦寫操作異常是否會導致數(shù)據(jù)丟失，設計實驗如下。

1）取2塊正常儀表，編號分別為1號件、2號件，連接上如圖2所示臺架。

2）軟件對Dflash（寫DTC）不斷擦寫。

3）電壓調(diào)到MCU復位點附近 （電壓表顯示3.3V左右，萬用表測試輸入電壓2.7V左右），此時電流0A和0.01～0.03A跳變，說明MCU在復位和啟動之間不斷轉換。

圖2 實驗測試臺

4）測試時間約30min。

試驗后，2塊儀表均出現(xiàn)故障，故障表現(xiàn)和前述一致。通過診斷工具讀取ODO值、4個表頭數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)1號件的ODO數(shù)據(jù)由5kM變?yōu)?kM、部分配置數(shù)據(jù)被清零，圖3為1號件試驗前的配置數(shù)據(jù)，圖4為1號件試驗后的配置數(shù)據(jù)。

2號件的ODO數(shù)據(jù)由5kM變?yōu)?kM，水溫表、轉速表部分參數(shù)被清零，圖5～圖8分別為2號件試驗前后水溫表、轉速表參數(shù)比較。

圖3 1號件試驗前的配置數(shù)據(jù)

圖4 1號件試驗后的配置數(shù)據(jù)

圖5 2號件試驗前的水溫表參數(shù)

圖6 2號件試驗后的水溫表參數(shù)

圖7 2號件試驗前轉速表參數(shù)

圖8 2號件試驗后轉速表參數(shù)

實驗結果表明，整車持續(xù)低電壓情況下，芯片內(nèi)存Dflash擦除和寫入數(shù)據(jù)過程存在異常，導致內(nèi)存數(shù)據(jù)被篡改，造成儀表指針無動作和無法啟動現(xiàn)象。

3 解決方案

細讀現(xiàn)有軟件，邏輯框圖分析如圖9所示。

Dflash驅(qū)動會計算一個Checksums存儲在Dflash對應區(qū)域，當初始化檢測到Checksums對應不上就會啟動鎖死Dflash模塊，導致初始化失敗和讀寫不成功，進而啟用看門狗復位，一直在內(nèi)部重啟，即導致儀表黑屏問題。Dflash的ODO或者表頭數(shù)據(jù)或者診斷數(shù)據(jù)被改寫，即導致儀表ODO清零和表頭不動問題。這從軟件邏輯上確認會導致故障。為杜絕此問題，應優(yōu)化現(xiàn)有軟件，增加低電壓保護策略，如下所述。

1）判斷儀表常電進入低電壓 （＜7V）時，禁止對Dflash進行讀寫操作。

2）判斷儀表芯片進入低電壓 （＜4.06V）時進行Reset。

注：芯片支持的最大復位電壓是4.06V。

4 總結

在本案例中，面對儀表部分或全部功能失效的故障，通過診斷工具得知儀表DFLASH內(nèi)部配置、表頭等數(shù)據(jù)被篡改，并模擬故障發(fā)生時工況，確認軟件沒有低電壓保護，整車持續(xù)低電壓情況下，芯片內(nèi)存Dflash擦除和寫入數(shù)據(jù)過程存在異常，導致內(nèi)存數(shù)據(jù)被篡改，造成儀表指針無動作和無法啟動現(xiàn)象。最后通過優(yōu)化軟件，非常便捷地完成了優(yōu)化設計，成功解決了儀表因數(shù)據(jù)篡改而失效的問題。