CN101221508B - 一种设备启动方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设备启动方法，所述方法包括：检测启动程序存储单元中的启动程序是否可用；当所述启动程序不可用时，执行启动程序恢复单元中的恢复程序，对所述启动程序进行恢复；根据经恢复的启动程序对设备进行启动。本发明还公开了一种设备启动装置。通过本发明，降低了由于设备无法正常启动而导致的安全隐患的发生率，减小安全隐患的损害程度，提高设备的安全系数和稳定性，节约设备后期维护成本。

Description

一种设备启动方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种设备启动方法和装置。

背景技术

在实际的技术应用中，大部分嵌入式设备的版本软件都包括BootRoM软件，作为设备启动过程的引导软件。基于CPU构建的嵌入式设备通常都由某种类型的固态存储设备，如：flash芯片，来进行BootROM程序的存储，而设备在启动过程中，会对存放引导设备启动的BootROM程序的flash芯片进行一些读写的操作，而这种写操作，将带来很大的风险。

比如，在升级BootROM程序的过程当中，若设备突然掉电，则升级BootROM的进程会意外中断，并出现错误，那么整个设备就会由于BootROM程序的损坏而导致启动过程无法顺利完成，甚至完全瘫痪，再也无法启动。如设备的电力供应中断或电力供应的电压不稳而导致设备无法正常工作等情况。

又比如，在一些分布式的设备中，业务板的BootROM更新通常是从主控板上获取程序内容后，再同步自身业务版上的BootROM。在实际的技术实施中，很有可能在同步BootROM时，由于技术失误或其他原因，用户将业务板拔出，这同样会使业务板中的BootROM同步错误，无法执行启动过程中的引导功能，导致设备无法顺利启动，甚至完全瘫痪。

当然，其他的一些硬件信号干扰，或者软件的bug，同样会导致设备启动，比如设备上电或者下电时，总线上的时序正好满足了flash芯片的写时序，从而极有可能破坏了flash上的BootROM程序，又或者软件的bug，在某种情况下越界，也可能导致flash上的BootROM程序被破坏。

基于上述的众多安全隐患，迫切需要一种新的设备启动方法，避免上述缺点的出现。

发明内容

本发明实施例要解决的问题是提供一种设备启动方法，通过增设一个只读的启动程序恢复单元，在启动程序存储单元中的启动程序损坏后，对其进行自动修复，并用修复后的启动程序对设备进行启动，从而降低安全隐患的发生率，减小安全隐患的损害程度，提高设备的安全系数和稳定性，节约设备后期维护成本。

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种设备启动方法，包括：

通过标识检测启动程序存储单元中的启动程序是否可用；

当所述启动程序不可用时，执行启动程序恢复单元中的恢复程序，对所述启动程序进行恢复；根据经恢复的启动程序对设备进行启动；

当所述启动程序可用时，标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为不可用；执行所述启动程序存储单元中的启动程序；成功启动所述启动程序；标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为可用；引导所述设备中的应用程序启动。

其中，所述启动程序恢复单元中还包括所述设备的启动程序备份；

所述执行启动程序恢复单元中的恢复程序，对所述启动程序进行恢复，具体包括以下步骤：

读取所述启动程序恢复单元中的启动程序备份；

根据所述启动程序备份恢复所述启动程序存储单元中的启动程序；

当恢复完成时，标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为可用；

重启所述设备。

其中，所述根据启动程序备份恢复所述启动程序存储单元中的启动程序，具体为：

复制所述启动程序恢复单元中的启动程序备份；

用所述复制的启动程序备份覆盖所述启动程序存储单元中的启动程序。

其中，所述启动程序恢复单元为只读模式，包括安全闪存flash芯片或其他可设置为只读模式的存储芯片或存储单元。

其中，所述读取启动程序存储单元进行设备启动的过程中，所述启动程序存储单元中的启动程序状态在响应时间过后仍未被标识为可用时，设备自动重启，对所述启动程序进行恢复以实现设备的成功启动。

其中，所述响应时间具体为，所述设备允许所述启动程序存储单元中的启动程序存在不可用状态的最长时间。

另一方面，本发明实施例还提供了一种设备启动装置，包括：

启动程序检测模块，用于通过标识检测启动程序存储单元中的启动程序是否可用；

启动程序恢复模块，用于当所述启动程序检测模块检测启动程序状态为不可用时，执行所述启动程序恢复单元中的恢复程序，对所述启动程序进行恢复；

启动程序执行模块，用于根据经所述启动程序恢复模块恢复的启动程序对设备进行启动；还用于在所述启动程序检测模块检测所述启动程序存储单元中的启动程序为可用时，标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为不可用；执行所述启动程序存储单元中的启动程序；成功启动所述启动程序；标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为可用；引导所述设备中的应用程序启动。

其中，所述启动程序存储单元，用于存储所述设备的启动程序；

所述启动程序恢复单元，用于存储所述设备的启动程序备份和启动程序恢复程序。

其中，所述启动程序执行模块，包括：

启动路径选择子模块，用于根据所述启动程序检测模块的检测结果，选择在所述启动程序存储单元读取经所述启动程序恢复模块恢复的启动程序或直接读取启动程序对所述设备进行启动。

其中，所述装置还包括：

响应时间预设模块，用于根据所述设备允许所述启动程序存储单元中的启动程序存在不可用状态的最长时间，来设定响应时间；

响应时间监控模块，用于监控所述启动程序存储单元中的启动程序存在不可用状态的时间是否超过所述响应时间预设模块所设定的响应时间。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种应用只读的启动程序恢复单元进行启动程序备份和修复的设备启动方法，一方面，实时监控启动程序存储单元中启动程序的损坏情况；另一方面，在识别启动程序被损坏后，应用启动程序恢复单元中的启动程序备份和启动程序恢复程序对损坏的启动程序进行自动恢复，从而使设备不会由于启动程序存储单元中的启动程序被损坏而导致设备瘫痪，提高了设备的安全性和稳定性，降低了设备后期维护成本。

附图说明

图1是本发明实施例一中一种设备启动方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二中一种设备启动装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种设备启动的方法和装置，通过应用只读的启动程序恢复单元进行启动程序备份和修复，以及实时监控启动程序存储单元中启动程序状态，从而使设备不会由于启动程序存储单元中的启动程序被损坏而导致设备瘫痪，提高了设备的安全性和稳定性，降低了设备后期维护成本。

在实际应用中，上述启动程序恢复单元和启动程序存储单元可以通过flash芯片以及其他可以实现上述单元所具有的功能的存储介质来充当。而上述启动程序，通常是指BootROM等可以实现设备启动，引导应用程序的程序。

在本发明实施例中，以flash芯片为例，进行具体说明。

为了实现上述方法，硬件上，需要至少两片flash，一片为只读，称之为安全flash，即启动程序恢复单元；另外一片可读写，称为正常flash，即启动程序存储单元。在安全flash上，存放具有紧急修复功能的BootROM程序；在正常flash上，存放引导设备正常工作的BootROM程序。同时，在硬件上，需要提供一个可以读写的寄存器，用于记录正常的BootROM程序是否能够正常工作，我们称其为RF寄存器，即Reflection Flag寄存器，在实际应用时，也可以用其他能够表征正常flash中BootROM程序可用状态的方式来代替。

基于上述硬件，检测属于可读写模式的启动程序存储单元中的启动程序是否可用的过程即为对所述正常flash芯片进行检测，检测正常flash芯片中存储的启动程序是否可用。

如果启动程序存储单元中的启动程序可用，则按照启动流程进行启动；如果检测结果为不可用，则执行启动程序恢复单元中的恢复程序，对所述启动程序进行恢复。所述启动程序可为作为所述启动程序存储单元的正常flash中存储的BootROM程序。

所述对启动程序的恢复需要首先从启动程序恢复单元中读取可用启动程序，所述启动程序恢复单元可由只读模式的安全flash芯片实现；

然后根据所述可用的启动程序对所述启动程序存储单元中的不可用启动程序进行恢复，所述恢复可以包括多种方法，例如，用可用的启动程序覆盖原有的不可用启动程序，或对原有的不可用启动程序中的错误部分进行修改；

当完成对启动程序的恢复后，则可以重启设备，以便根据经恢复的可用启动程序进行设备启动。

在对不可用启动程序恢复后或者检测启动程序是否可用的结果为可用时，设备启动过程中还存在可能导致设备启动失败的情况：在设备检测启动程序可用性时启动程序确实可用，但由于保存启动程序的启动存储单元处于可读写模式，因此其中存储的启动程序随时可能因启动存储单元被擦写而出错，这样即使在启动程序检测时没有出错的程序也有可能在被读取的过程中出错导致设备无法正常启动；此外，还有可能包括因检测过程出错而将原本不可用的启动程序误检测为可用的启动程序的情况等。

因此，在读取启动程序进行启动时，需要对启动程序的可用性做标识，所述标识可以通过在前述可读写的RF寄存器中设置RF标识来实现，具体为：

在读取启动程序进行启动时，将该启动程序标识为不可用；

当设备能够根据启动程序正常启动，则说明启动程序确实可用，此时便将启动程序的可用性标识设置为可用；

当设备不能够根据启动程序正常启动，则说明启动程序实际上不可用，此时便将启动程序的可用性标识设置为不可用并重新启动设备，以便对实际上不可用的启动程序进行恢复；经过重启的设备按照本发明的方法首先检测启动程序是否可用，由于在重启前已经将启动程序标识为不可用，因此本发明将执行启动程序恢复单元中的恢复程序，对所述启动程序进行恢复，以便设备能够根据经恢复的启动程序完成启动。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

如图1所示，为本发明实施例一，一种设备启动方法，在设备开始启动操作后，包括以下步骤：

步骤S101、CPU复位，从安全flash上读取指令，开始执行程序，由于安全fash上的BootROM程序是只读的，所以不会由于上述的原因而被损坏，因此，也不会对设备的启动构成影响。

步骤S102、读取RF寄存器，识别RF内容是否为1，即正常flash芯片中的BootROM程序是否可以正常工作：

如果RF内容为1，表示正常flash芯片中的BootROM程序内容完整，可以正常工作，则转入步骤S103；

如果RF内容为0，表示正常flash芯片中的BootROM程序内容不完整，不能正常工作，则转入步骤S108。

需要进一步指出的是，上述RF寄存器中标识RF内容仅为本发明优选的实施例，其他能够表征正常flash中的BootROM程序状态的方法也同样属于本发明的保护范围。

步骤S103、重置RF内容为0，表示开始正常flash芯片中的BootROM程序的读写流程。

本步骤目的在于，表征从此时开始，正常flash中的BootROM程序开始被读写。而在读写完成之前如果出现设备掉电，或者其它导致读写过程中断或出现错误的情况时，均将导致正常flash中的BootROM程序不可用。

步骤S104、执行跳转程序，让CPU跳转到正常flash上读取指令，开始执行程序。

即不再继续在安全flash中读取BootROM程序，而开始在正常flash中读取BootROM程序中的指令，进行设备启动。

步骤S105、执行CPU其他硬件的初始化，并将代码搬移到内存，并进入菜单处理模块，此时自动获取需要引导的APP，并同步BootROM程序。

在此步骤中，如果BootROM程序需要被更新，则将根据更新信息对BootROM程序内容进行更改，以保证数据同步。

步骤S106、在BootROM程序同步完成，即正常flash芯片中的BootROM程序的读写流程完成后，将RF内容重置为1，完成BootROM程序的同步操作。

表示正常flash中的BootROM程序已更新完毕，可以正常执行。在设备的下次启动过程中，可以直接识别正常flash中的BootROM程序的状态为可以正常工作。

在上述步骤S103至S106之间，在RF内容被重置为0后，如果设备由于异常情况而不能顺利完成正常flash芯片中的BootROM程序的读写，或者读写过程出现错误，则RF内容不会被重置为1，即设备再次重启时，RF寄存器中的RF内容识别为0，表示正常flash芯片中的BootROM程序内容不完整，不能正常工作，从而在步骤S102中选择相应执行流程。

步骤S107、引导APP进程启动，完成设备启动操作。

步骤S108、执行CPU其它硬件的初始化，并将代码搬移到内存，同时进入紧急恢复处理程序。

安全flash中可以包含BootROM恢复程序，用于执行BootROM的恢复处理。

步骤S109、从文件系统中或者BootROM程序的备份区域获取能够启动的BootROM代码，将其写入到正常flash。

这里恢复的BootROM程序为安全flash中所存储的BootROM程序版本，在下次设备启动时，可以根据需要，对此BootROM程序进行更新，以保持与设备中的其他组件保持版本一致。

步骤S110、紧急恢复处理程序完毕后，重置RF内容为1，并重启设备，即跳转到步骤S101重新开始启动设备。

通过上述步骤，可以保证在下次设备启动时，识别正常flash中的BootROM程序状态为可用，即进入正常的设备启动步骤。

进一步的，当设备在启动过程中，如果设备断电或者有错误发生，RF寄存器都不会被置1；设置看门狗，如果检测到在一段时间内没有喂狗，则自动对设备进行重启，这样紧急恢复程序就能够很好的完成其恢复的功能，这种对RF寄存器实现的实时监控可以有效的避免设备由于异常情况而长期瘫痪，影响正常使用，并可以通过重启和RF内容识别，进入紧急修复流程，保证设备正常使用。

上述实时监控RF内容的过程中，设备重启的时间限制可以根据实际需要进行人工设定。

需要进一步指出的是，其他对正常flash中的BootROM程序的状态进行实时监控的方法，也是本发明的保护范围。

通过本实施例，设备可以自动识别正常flash芯片中的BootROM程序的状态，并保证在正常flash芯片中的BootROM程序损坏后，可以通过只读的安全flash芯片中的BootROM程序进行紧急修复，保证设备在正常flash芯片中的BootROM程序损坏后，仍可以自动修复，并正常启动。

如图2所示，为本发明实施例二，一种设备启动装置，包括启动程序检测模块1、启动程序恢复模块2和启动程序执行模块3，其中，启动程序执行模块3，又进一步包括启动路径选择子模块31、启动程序读取子模块32和标识修改子模块33：

设备启动时，启动程序检测模块1检测正常flash中BootROM程序的可用状态，即识别RF寄存器中的RF标识，判断该BootROM程序是否可用。

如果可用，则通过启动程序执行模块3进行正常设备启动，其中，启动路径选择子模块31选择正常flash，并通过启动程序读取子模块32读取BootROM程序，启动设备。

如果不可用，则通过启动程序恢复模块2执行安全flash中的恢复程序，对正常flash中的BootROM程序进行恢复，具体为：启动程序执行模块3会选择进入紧急修复流程，其中，启动路径选择子模块31选择安全flash，并通过启动程序读取子模块32读取BootROM备份程序，并由启动程序恢复模块2用该程序覆盖正常flash中的被损坏的BootROM程序，对其进行修复；在修复完成后，通过标识修改子模块33标识正常flash中的BootROM状态为可用，即更改RF寄存器中的状态标识，重置为可用状态，然后重启设备，重新开始设备启动。

其中，正常flash，用于存储设备的BootROM程序，该flash的状态为可读写；

安全flash，用于存储设备的BootROM备份程序和BootROM恢复程序，该flash的状态为只读。

在实际应用中，上述flash芯片也可以由其他可以实现上述flash所具有的功能的存储介质来充当。

进一步的，上述设备启动装置还包括：

响应时间预设模块4，用于根据设备允许正常flash中的BootROM程序存在不可用状态的最长时间，来设定响应时间；

响应时间监控模块5，用于监控正常flash中的BootROM程序存在不可用状态的时间是否超过响应时间预设模块4所设定的响应时间，当该响应时间过后，正常flash中的BootROM仍保持不可用状态时，自动重启设备，重新开始设备启动，通过这种设定，可以保证设备在启动程序响应不及时时，自动重启，避免长时间的设备瘫痪。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种设备启动方法，其特征在于，所述方法包括：

通过标识检测启动程序存储单元中的启动程序是否可用；

当所述启动程序不可用时，执行启动程序恢复单元中的恢复程序，对所述启动程序进行恢复；根据经恢复的启动程序对设备进行启动；

当所述启动程序可用时，标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为不可用；执行所述启动程序存储单元中的启动程序；成功启动所述启动程序；标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为可用；引导所述设备中的应用程序启动。

2.如权利要求1所述设备启动方法，其特征在于，所述启动程序恢复单元中还包括所述设备的启动程序备份；

所述执行启动程序恢复单元中的恢复程序，对所述启动程序进行恢复，具体包括以下步骤：

读取所述启动程序恢复单元中的启动程序备份；

根据所述启动程序备份恢复所述启动程序存储单元中的启动程序；

当恢复完成时，标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为可用；

重启所述设备。

3.如权利要求2所述设备启动方法，其特征在于，所述根据启动程序备份恢复所述启动程序存储单元中的启动程序，具体为：

复制所述启动程序恢复单元中的启动程序备份；

用所述复制的启动程序备份覆盖所述启动程序存储单元中的启动程序。

4.如权利要求1至3任一项所述设备启动方法，其特征在于，所述启动程序恢复单元为只读模式，包括安全闪存flash芯片或其他可设置为只读模式的存储芯片或存储单元。

5.如权利要求1所述设备启动方法，其特征在于，所述读取启动程序存储单元进行设备启动的过程中，所述启动程序存储单元中的启动程序状态在响应时间过后仍未被标识为可用时，设备自动重启，对所述启动程序进行恢复以实现设备的成功启动。

6.如权利要求5所述设备启动方法，其特征在于，所述响应时间具体为，所述设备允许所述启动程序存储单元中的启动程序存在不可用状态的最长时间。

7.一种设备启动装置，其特征在于，包括：

启动程序检测模块，用于通过标识检测启动程序存储单元中的启动程序是否可用；

启动程序恢复模块，用于当所述启动程序检测模块检测启动程序状态为不可用时，执行所述启动程序恢复单元中的恢复程序，对所述启动程序进行恢复；

启动程序执行模块，用于根据经所述启动程序恢复模块恢复的启动程序对设备进行启动；还用于在所述启动程序检测模块检测所述启动程序存储单元中的启动程序为可用时，标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为不可用；执行所述启动程序存储单元中的启动程序；成功启动所述启动程序；标识所述启动程序存储单元中的启动程序状态为可用；引导所述设备中的应用程序启动。

8.如权利要求7所述设备启动装置，其特征在于，

所述启动程序存储单元，用于存储所述设备的启动程序；

所述启动程序恢复单元，用于存储所述设备的启动程序备份和启动程序恢复程序。

9.如权利要求7所述设备启动装置，其特征在于，所述启动程序执行模块，包括：

启动路径选择子模块，用于根据所述启动程序检测模块的检测结果，选择在所述启动程序存储单元读取经所述启动程序恢复模块恢复的启动程序或直接读取启动程序对所述设备进行启动。

10.如权利要求7所述设备启动装置，其特征在于，还包括：

响应时间预设模块，用于根据所述设备允许所述启动程序存储单元中的启动程序存在不可用状态的最长时间，来设定响应时间；

响应时间监控模块，用于监控所述启动程序存储单元中的启动程序存在不可用状态的时间是否超过所述响应时间预设模块所设定的响应时间。

Images