VBF（Versatile Binary Format）格式简介
一、综述
VBF（Versatile Binary Format）是主机厂常用的一种固件发行文件格式，包括沃尔沃、福特、吉利等均采用此格式。
二、格式
2.1 格式简介
VBF文件包含三部分：VBF版本段、文件头段、数据段。
- VBF版本段：表明当前VBF文件使用的版本号。版本号使用ASCII码存储；
- 文件头段：文件头段包含通用信息，例如使用说明、安装信息等。文件头使用ASCII存储；
- 数据段：数据段为实际写入ECU的数据信息。使用二进制格式存储；
VBF文件格式概览如下：
| Name | Description | Type | Data |
| VBF版本段 | VBF版本号 | Text | vbf_version=2.7; |
| 文件头段 | 头信息 | Text | n bytes,ASCII |
| 数据段 | Block 1 | Start address | 4 bytes,binary |
| Length | 4 bytes,binary | ||
| Data | n bytes,binary | ||
| Checksum | 2 bytes,binary | ||
| Block 2 | Start address | 4 bytes,binary | |
| Length | 4 bytes,binary | ||
| Data | n bytes,binary | ||
| Checksum | 2 bytes,binary | ||
| .. | .. | .. | |
| Block n | Start address | 4 bytes,binary | |
| Length | 4 bytes,binary | ||
| Data | n bytes,binary | ||
| Checksum | 2 bytes,binary |
2.2 文本格式说明
VBF文件的前两个部分VBF版本部分和文件头部分均为ASCII码格式存储，应遵循如下填写要求：
1.[]中括号表明内容是可选的；
2.{}大括号表明是一个组；
3.()圆括号中使用|进行分割，表明至少存在其中一项；
4.内容均以标识符开头，以分号;结尾；
5.标识符值中的每个元素要么是整数，要么是实数，要么是带引号的字符串，要么是保留值。每个标识符都有其标识符值允许的特定格式；
6.整数：整数以16进制格式表示，必须以0x开头，例如0xFF
7.仅文件头部分允许出现注释。注释使用"/**/"或"//";
8.合法的空白字符包括：空格、水平Tab、换行、回车、换页、垂直Tab
| 描述 | 字符 | 16进制 |
|---|---|---|
| 水平Tab | HT | 09 |
| 换行 | LF | 0A |
| 垂直Tab | VT | 0B |
| 换页 | FF | 0C |
| 回车 | CR | 0D |
| 空格 | SPACE | 20 |
| 9.不允许出现非打印字符； |
2.3 VBF版本段
VBF文件的第一行就需明确该VBF文件的版本信息。一个VBF文件的第一个字节必然是0x76(ASCII:'v')
正确写法示例：
- vbf_version=2.7;
- vbf_version = 2.7 ;
VBF版本部分后必须紧跟文件头部分。BVF版本部分和文件头部分可以包含空白字符（见2.2章节8）
2.4 文件头段
文件头以"header"作为标识符，整个文件头需使用大括号进行包裹。
正确写法示例：
1.vbf_verison=2.7;header{
2.vbf_version=2.7;
header{
3.vbf_version=2.7;
header
{
文件头部分可用的标识符信息如下：
header{
[description={"text 1","text 2",
"text 3",
};]
sw_part_number="";
sw_version="";
sw_part_type=;
[sw_current_part_number = "";]
[sw_current_version = "";]
[data_format_identifier =;]
ecu_address = ECU target address;
[erase={{start address 1,length 1},
{start address 2,length 2},
};]
[call = ;]
[verification_block_root_hash = ;]
[verification_block_start = ;]
[verification_block_length = ;]
[sw_signature_dev = ;]
[sw_signature = ;]
[parameter_settings = { {"parameter 1", "value"}, {"parameter n",
"value"} }; ]
file_checksum = checksum;
}
各标识符详细解释见下方章节
2.4.1 description
description标识符是可选的，用来简短的介绍文件。
description值需满足如下要求：
- 最多16行
- 每行最多80字节
- 每行都包含在引号(")中，并以逗号(，)结束，如果该行是最后一行，则以右括号(})后跟分号(;)结束
- 引号内的空白不会被忽略
- 无论是单行还是多行，所有描述行都应包含在大括号内
- 行内不允许使用引号(")
正确示例：
- description = {"Created:2022-03-14"};
- description = {"created by xxx",
"sop xxxx"
};
2.4.2 sw_part_number
sw_part_number标识符为必选，用来识别汽车制造商的软件组件（VBF文件）的零部件号。
sw_part_number值需满足如下条件：
1.必须用引号包含
2.最多20个字节
3.不允许空白符和注释
正确示例：
- sw_part_number = "384745";
2.4.3 sw_version
sw_version标识符为必选，用来识别汽车制造商的软件组件（VBF文件）的版本号。
sw_version值需满足如下条件：
1.必须用引号包含
2.最多4个字节
3.不允许空白符和注释
4.应只包含大写字符A-Z（不能出现数字）
正确示例：
- sw_part_number = "384745";
2.4.4 sw_part_type
sw_part_type标识符为必选，用来指明ECU软件类型。
sw_part_type无需使用双引号包围，且仅允许使用下表中的值。
| 合法值 | 描述 |
|---|---|
| CARCFG | Car configuration |
| CUSTOM | Customer parameters |
| DATA | Data or parameters(i.e.,calibrations) |
| EXE | Executable |
| SBL | Secondary Bootloader |
| SIGCFG | Signal configuration |
| PBL | Primary Bootloader |
| SSBL | Special SBL which has the possibility to replace the PBL |
| TEST | Test program,(i.e.production test,diagnostics) |
| FBL | Flashable Bootloader |
| CERT | Certificate |
| PWD | Password for certificate |
| APP | Application file |
| MAP | Map file used for navigation |
| ESS | ECU Software Structure |
| SIGNED | Digital Signature file |
| VARIANT_INFO | Settings file(for offboard tool settings) |
当sw_part_type值为SBL或SSBL时，不允许使用标识符erase。
正确示例：
- sw_part_type = EXE;
- sw_part_type = APP;
2.4.5 sw_current_part_number
sw_current_part_number标识符为可选，用来识别汽车制造商的软件组件（VBF文件）的零部件号。该标识符值仅用于进行差分软件升级（delta software update）时，已安装的软件零部件号应匹配此值。此字段仅适用于软件升级且压缩类型为"delta"的软件升级时使用。
sw_current_part_number值需满足如下条件：
1.必须用引号包含
2.最多20个字节
3.不允许空白符和注释
正确示例：
- sw_current_part_number = "384745";
2.4.6 sw_current_version
sw_current_version标识符为可选。当使用差分软件升级（delta software update）时，用来标识期望在当前ECU中已安装的汽车制造商的软件组件（VBF文件）的版本号。该字段仅在软件升级且压缩类型为delta时使用。
sw_current_version值需满足如下条件：
1.必须用引号包含
2.最多4个字节
3.不允许空白符和注释
4.应只包含大写字符A-Z（不能出现数字）
正确示例：
- sw_current_version = "ABC";
2.4.7 data_format_identifier
data_format_identifier标识符为可选，以非零值出现在头信息中。该字段表明数据的压缩和加密方式，字段的合法值范围为0x00到0xFF，其中高半个字节代表数据压缩方式，低半个自交代表数据加密方式。当该标识符未出现在头信息中，表明即不做压缩，也不做加密。
正确示例：
- data_format_identifier = 0x10; //压缩方式为#1，不加密
- data_format_identifier = 0x21; //压缩方式为#2，加密方式为#1
2.4.7 ecu_address
ecu_address标识符为必选，用来指明ECU的物理目标地址。该字段值被划分为3个不分：Domain ID,Network ID、ECU ID。ecu_address取决于ECU在网络拓扑中的位置。
ecu_address共2个字节，16个bit。bit 0-3为ECU ID，bit 4-7为Network ID，bit 8-11为Domain ID。
正确示例：
- ecu_address = 0x 1234; //Domain ID:0x2,Network ID:0x3,ECU ID:0x4
2.4.8 erase
erase标识符为可选，指示在软件下载操作发生之前需要擦除的内存范围。擦除起始地址和长度不需要与flash扇区起始地址和长度匹配。擦除长度可以跨越多个Flash扇区，也可以在单个Flash扇区内。erase标识符值需使用大括号包含2个值，第一个值为起始地址，第二个值为长度。起始地址和长度的范围均为0x00000000到0xFFFFFFFF。
正确示例：
- erase = {{0x00001000,0x00003FFF}};
- erase = {{0x00001000,0x00003FFF},
{0x000060FF,0x00000500}
};
2.4.9 call
call标识符在sw_part_type为SBL或SSBL时是必选，在sw_part_type为TEST时是可选的。在sw_part_type为其他值是，不允许使用call标识符。
call标识符指示ECU内存里预定义的可执行函数的起始地址，其实地址为4个字节，范围在0x00000000到0xFFFFFFFF。
正确示例：
- sw_part_type = SBL;
call=0x00001000; - sw_part_type = SSBL;
call=0x00001000;
2.4.10 verification_block_start
verification_block_start标识符为可选的，指示需要进行签名的原始数据(未压缩前)的起始地址。该标识符值为4个字节。
正确示例：
1.verification_block_start = 0x00001000;
2.4.11 verification_block_length
verification_block_length标识符为可选的，指示需要进行签名的的原始数据（未压缩和加密前）的长度。该标识符值为4个字节。
正确示例：
1.verification_block_length = 0x00001000;
2.4.12 verification_block_root_hash
verification_block_length标识符为可选的，指示需要进行签名的的原始数据（未压缩和加密前）的哈希值。该标识符值长度依据HASH算法确定。
正确示例：
1.verification_block_length = 0x1234567890ABCDEF1234567890ABCDEF;
2.4.13 sw_signature
sw_signature标识符为可选的，代表签名值。该标识符值的长度需根据签名算法确定。
2.4.14 sw_signature_dev
sw_signature_dev标识符为可选的，代表测试和开发阶段的签名值。该标识符值的长度需根据签名算法确定。使用开发阶段密钥对后续会发布的软件进行签名，形成签名值并存储在该标识符中。
2.4.15 file_checksum
file_checksum标识符为必选，长度为4个字节。checksum目的是在尝试下载前，进行文件完整性的校验。checksum使用CRC32算法，计算数据部分的所有数据，包括所有data block的start address、length、 checksum。
checksum满足如下规范：
- 32 bit CRC,多项式为0x04C11DB7(x^32 + x^26 + x^23 + x^22 + x^16 + x^12 + x^11 + x^10 + x^8 + x^7 + x^5 + x^4 + x^2 + x^1 + 1)
- 初始值为0xFFFFFFFF
- 位反转
若没有data blocks，则file_checksum为0xFFFFFFFF。
正确示例：
1.file_checksum = 0x12345678;
2.4.16 parameter_settings
parameter_settings标识符为可选的，用于定义和携带off-board工具所需的配置。
2.5 数据段
文件头段之后紧跟数据段，文件头以“}”结束（ASCII 0x7D）。二进制的数据段从紧接这个ASCII}字符的下一个字节开始，数据段可以省略，例如特殊情况下，不包含数据段。
数据段格式如下：
| 数据段 | Block 1 | Start address | 4 bytes,binary |
| Length | 4 bytes,binary | ||
| Data | n bytes,binary | ||
| Checksum | 2 bytes,binary | ||
| Block 2 | Start address | 4 bytes,binary | |
| Length | 4 bytes,binary | ||
| Data | n bytes,binary | ||
| Checksum | 2 bytes,binary | ||
| .. | .. | .. | |
| Block n | Start address | 4 bytes,binary | |
| Length | 4 bytes,binary | ||
| Data | n bytes,binary | ||
| Checksum | 2 bytes,binary |
数据段由多个block组成，每个block具有4个部分：
1.start address：4字节，ECU内存中的物理地址，取值范围为0x00000000到0xFFFFFFFF。
2.length：4字节，当前block中Data部分的字节长度，取值范围为0x00000001到0xFFFFFFFF。若data被压缩，则该长度为压缩后的长度。
3.data：数据内容。
4.checksum：2个字节，针对data的校验值（不包含start address和length），取值范围从0x0000到0xFFFF。checksum算法使用CRC16-CITT，多项式为0x1021(x16+x12+x^5+1)，初始值为x0FFFF
