CN101807155B - 一种嵌入式软件在线更新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种嵌入式软件在线更新方法，包括以下步骤：S11、上层软件与嵌入式软件进行通信，获取嵌入式软件通信交互的参数信息；S21、上层软件将文件分隔成多个数据包，并发送给嵌入式软件；S31、嵌入式软件回复数据接收确认信息；S41、若上层软件在预设的门槛时间内没有收到数据接收确认信息，则重发数据包；若嵌入式软件在预设的门槛时间内没有再收到上层软件发送的数据包，则发送请求重发指令；S51、上层软件收到全部数据包的数据接收确认信息后，结束数据传输；S61、目标嵌入式系统对文件进行处理；S71、嵌入式系统运行最新收到的软件。本发明实现嵌入式软件的在线更新，并设置了上下互动的重发机制。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式系统领域，特别涉及一种嵌入式软件在线更新方法。
背景技术
嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的专用计算机系统。一般由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序组成，用于实现对其它设备的控制、监视和管理。为完成对设备的控制、监视和管理，设备内需要有嵌入式硬件的支持，而嵌入式软件往往固化到嵌入式硬件电路上的FLASH存储器中。首次对“裸板”加注软件，往往采用存储器专用烧写器工具对存储器进行擦除、烧入软件。一旦设备在工程上开通运行，通过专用工具更新软件的方法将十分困难。现有技术中主要是通过在线更新的方式来更新嵌入式软件，但传统的在线软件更新方法，对通信链路的依赖程度较大，由于工业设备往往工作在较恶劣的环境中，通信链路不一定十分稳定，因此限制了嵌入式软件在线更新的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供了一种嵌入式软件在线更新方法，实现在线运行设备嵌入式软件的在线更新，并设置了上下互动的重发机制、进度查询机制、数据校验机制，支持断点续传，最大程度上利用了通信链路的传输性能，可实现对设备内部多个子嵌入式系统软件或多个软件文件进行更新。
本发明目的是通过下述技术方案实现的，一种嵌入式软件在线更新方法，包括以下步骤：
S11、上层软件与嵌入式软件进行通信，并获取嵌入式软件在线更新通信交互的参数信息；
S21、上层软件根据嵌入式软件在线更新通信交互的参数信息，将要更新的软件文件按照“数据包标识号+数据”的格式分隔成多个数据包，并发送给嵌入式软件；其中所述数据包标识号是用于区别各数据包并表示各数据包间顺序关系的编号；
S31、嵌入式软件将收到的软件文件数据保存在存储器中，并向上层软件回复包含数据包标识号的数据接收确认信息；
S41、若上层软件发出数据包后在预设的门槛时间内没有收到嵌入式软件的数据接收确认信息，则重发没有收到确认信息的数据包，并返回步骤S31；若嵌入式软件收到上层软件数据包后在预设的门槛时间内没有再收到上层软件发送的数据包，则向上层软件发送请求重发指令，上层软件收到请求重发指令后重发没有收到确认信息的数据包，并返回步骤S31；
S51、上层软件收到全部数据包的数据接收确认信息后，发出指令结束数据传输；
S61、目标嵌入式系统对收到的软件文件进行处理；
S71、上层软件发出指令结束在线更新，嵌入式系统重新启动，运行最新收到的软件。
为更好的实现本发明，所述上层软件具体是指本地调试电脑或/和监控中心服务器上运行的软件。
所述嵌入式软件在线更新通信交互的参数信息具体是指在线更新的通信端口支持的最大数据包长度、数据包发送间隔时间以及嵌入式软件最长响应时间、数据发送窗口大小等。
所述上层软件与嵌入式软件进行通信，还可以获取嵌入式软件的相关信息，所述嵌入式软件的相关信息具体是指获取软件正处于正常运行的模式还是处于下载模式的信息。如果处于下载模式，说明有其他用户正在往该设备下载软件，则上层软件等待嵌入式软件下载完成后再启动本次的在线更新进程。
所述S21中上层软件根据嵌入式软件在线更新通信交互的参数信息，将要更新的软件文件按照“数据包标识号+数据”的格式分隔成多个数据包，并发送给嵌入式软件，具体是指上层软件以滑动窗口的形式将数据包发送给嵌入式软件。
所述数据包标识号可以是数字或字母。
所述步骤S41中预设的门槛时间是指由用户设置的作为上层软件和嵌入式软件重发机制启动条件的时间，当上层软件发出数据包后在预设的门槛时间内没有收到嵌入式软件的数据接收确认信息，则上层软件重发没有收到确认信息的数据包；当嵌入式软件收到上层软件数据包后在预设的门槛时间内没有再收到上层软件发送的数据包，则向上层软件发送请求重发指令；用户预设的门槛时间＞嵌入式软件的最长响应时间。
所述步骤S41后还包括步骤S42：
S42、若多次重发仍无法成功，则嵌入式软件保存已收到的文件数据及最后成功收到的数据包中的数据包标识号，并取消下载。根据最后已保存的数据包标识号来确定未下载的数据包，在下次下载时，可以仅下载未保存的数据包，避免重复下载，提高效率。
步骤S61所述目标嵌入式系统对收到的软件文件进行处理，主要包括对软件文件进行移动、修改和/或发送给其他子系统。
优选的，所述嵌入式软件在线更新方法还包括数据校验机制，具体为：
所述步骤S11后还包括步骤S12：
S12、上层软件对要更新的软件文件的所有数据作CRC校验(CyclicalRedundancy Check循环冗余校验)，将获得的CRC校验值作为软件文件的文件标识码；上层软件向嵌入式软件发送要更新的软件文件的文件标识码；
嵌入式软件接收上层软件的文件标识码并存储，将刚接收的文件标识码与以前下载过的软件文件的文件标识码比对，若比对不一致，则此更新文件为第一次下载的文件；若找到一致的文件标识码，则此更新文件为以前未下载成功的文件；
所述步骤S51后还包括步骤S52：
S52、根据数据包标识号的顺序关系，嵌入式软件将收到的数据包中数据排列组合好，将组合后的所有软件文件数据进行CRC校验得到文件标识码；将文件标识码与之前上层软件发送的文件标识码进行比对，并将比较结果发送至上层软件，如果完全相同，则认为文件数据接收正确，否则取消下载。
优选的，当有多个嵌入式系统目标的软件或有多个文件的软件需要在线更新时，则
所述步骤S11后还包括：
S12、上层软件向嵌入式软件发出配置目标指令，请求配置要下载的目标嵌入式系统；
S13、嵌入式软件回复确认信息，并根据指令配置要下载的目标嵌入式系统；
所述步骤S61后还包括步骤S62：
步骤S62、重复前面步骤S12到步骤S61。
优选的，所述嵌入式软件在线更新方法还包括进度查询机制，具体为：
步骤S61后还包括：
步骤S62、上层软件发出指令查询目标嵌入式系统对收到的软件文件数据处理的进度；
步骤S63、嵌入式软件向上层软件回复处理进度，并将处理进度显示给用户。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.实现在线运行设备嵌入式软件的在线更新；通过软件技术，本方法可以支持对在线设备本地或者远程进行嵌入式软件更新，而不需使用专用工具更新软件，也给用户减少了软件更新的成本、时间。
2.连续对设备内部多个子嵌入式系统软件或多个软件文件进行更新；当设备内有多个嵌入式系统时，本方法可支持一个设备内多目标嵌入式系统软件的更新，在上层软件发送数据包前，先向嵌入式软件发出配置目标指令，具体指出下载的更新软件用于设备内的某一个嵌入式系统，待嵌入式软件在处理收到的数据时移动到目标嵌入式系统中；另外，本方法还支持一个嵌入式系统内多软件文件的更新。
3.本方法支持断点续传；由于工业设备往往工作在较恶劣的环境中，通信链路不一定十分稳定，若在下载过程中因通信链路不稳定造成无法顺利下载，则上层软件根据嵌入式软件最后保存的数据包标识号来确定未下载的数据包，在下次下载时，可以仅传送嵌入式软件未保存的数据包，避免重复下载，提高效率。
4.本方法还加入了上下互动的重发机制；一般的嵌入式在线软件更新方法，对通信链路的依赖程度较大，本方法通过上下互动式的数据重发保证机制，可适应较恶劣的通信链路情况，使嵌入式软件的在线更新过程更加可靠。若上层软件发出数据包后在预设的门槛时间内没有收到嵌入式软件的数据接收确认信息，则重发没有收到确认信息的数据包；若嵌入式软件收到上层软件数据包后在预设的门槛时间内没有再收到上层软件发送的数据包，则向上层软件发送请求重发指令；只有当多次重发均无法继续下载时才会判定下载失败，取消下载。
5.本方法通过文件标识码校验可以保证收到的软件文件数据的完整性；本发明方法中上层软件在发送数据前，对要更新的软件文件的所有数据作CRC校验，将获得的CRC校验值作为软件文件的文件标识码并发送给嵌入式软件；嵌入式软件接收所有软件文件数据后，进行CRC校验得到文件标识码；将文件标识码与之前上层软件发送的文件标识码进行比对，并将比较结果发送至上层软件，如果完全相同，则认为文件数据接收正确，否则取消下载。
6.最大程度利用了通信链路的传输性能：本方法针对不同通信端口可以采用不同的通信交互参数，从而最大程度上利用了通信链路的传输性能，提高了软件在线更新速率；为最大化利用传输通道，不同传输速率、不同传输稳定性的通信端口可以有不同的交互参数配置。
7.本方法还加入了进度查询机制：本发明中上层软件发出指令查询目标嵌入式系统对收到的软件文件数据的处理进度；嵌入式软件向上层软件回复处理进度，并将处理进度显示给用户。
附图说明
图1是实施例中嵌入式软件在线更新的场景图；
图2是实施例中嵌入式软件在线更新的示意图；
图3是实施例中上层软件与嵌入式软件传输更新软件文件数据的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，嵌入式软件在线更新系统包括在线运行的设备1，还包括本地调试电脑2和/或监控中心服务器3，其中本地调试电脑2与在线运行的设备1信号相连，监控中心服务器3与在线运行的设备1网络相连。
为方便描述，本发明将在线运行的设备1中需更新的软件为嵌入式软件，将本地调试电脑2和/或监控中心服务器3中运行的软件为上层软件。如图2所示，本嵌入式软件利用上层软件实现在线更新，具体包括以下步骤：
S1、上层软件发出指令获取嵌入式软件相关信息及嵌入式软件在线更新通信交互的参数信息，其中所述嵌入式软件的相关信息具体是指获取软件正处于正常运行的模式还是处于下载模式的信息。如果处于下载模式，说明有其他用户正在往该设备下载软件，则上层软件等待嵌入式软件下载完成后再启动本次的在线更新进程。所述参数信息具体包括通信端口支持的最大数据包长度、数据包发送间隔时间、嵌入式软件最长响应时间、数据发送窗口大小等。为最大化利用传输通道，不同传输速率、不同传输稳定性的通信端口可以有不同的交互参数配置。
S2、上层软件发出启动软件在线更新的指令；嵌入式软件收到指令后回复确认信息，并做好接收数据的准备。
S3、上层软件对要更新的软件文件的所有数据作CRC(Cyclical RedundancyCheck循环冗余校验)校验，将获得的CRC校验值作为软件文件的文件标识码。上层软件向嵌入式软件发送要更新的软件文件的文件标识码。嵌入式软件接收上层软件的文件标识码并存储，将刚接收的文件标识码与以前下载过的软件文件的文件标识码比对，若比对不一致，则此更新文件为第一次下载的文件；若找到一致的文件标识码，则此更新文件为以前未下载成功的文件。
S4、上层软件按之前获得的软件在线更新通信交互的参数信息，将要更新的软件文件按照“数据包标识号+数据”的格式分隔成多个数据包，其中所述数据包标识号是用于区别各数据包的编号，并用于表示各数据包间的顺序关系，如上层软件将软件文件分隔为5个数据包，分别为：“1+数据”的数据包、“2+数据”的数据包、“3+数据”的数据包、“4+数据”的数据包和“5+数据”的数据包，上面数据包中的第一位数字即为该数据包的数据包标识号，并且“1+数据”的数据包与“2+数据”的数据包内的数据是相邻的数据；本实施例中采用数字作为数据包的数据包标识号，但数据包标识号的形式并不限于此，还可以以字母或其它方式作为标识。
S5、上层软件发出指令获取嵌入式软件要接收的数据断点编号；所述数据断点编号是由嵌入式软件向上层软件发送的，用于表示嵌入式软件要接收的数据包的编号。嵌入式软件根据文件标识码的比对结果，向上层软件回复数据断点编号，若文件标识码比对结果不一致，则发送编号“0”给上层软件，表示该更新文件没有下载过，需从头下载；若文件标识码比对结果一致，嵌入式软件查找之前未下载成功的文件，将数据包标识号“n”(n为之前下载更新文件时嵌入式软件最后成功收到的数据包的数据包标识号，n不等于0)发送给上层软件，表示该更新文件之前下载过但没有下载成功，仅收到数据包标识号为“n”的数据包及其之前的其它数据包。
S6、若目标设备内有多个嵌入式系统，则上层软件发出指令配置要下载的目标嵌入式系统，嵌入式软件回复确认信息。上层软件发出指令启动数据传输，嵌入式软件回复确认信息。
S7、如图3所示，上层软件根据嵌入式软件回复的数据断点编号，以滑动窗口的形式向嵌入式软件传送数据包。若嵌入式软件回复的数据断点编号为“0”，则上层软件从第1个数据包开始发送；若嵌入式软件回复的数据断点编号为“n”(n不等于0)，则上层软件从数据包标识号为n+1的数据包开始发送。
S8、嵌入式软件将收到的软件文件数据保存在存储器中，并向上层软件回复包含数据包标识号的数据接收确认信息。
S9、如果上层软件在发出文件数据后预定的门槛时间内没有收到嵌入式软件的数据接收确认信息，则需要重发没有收到确认信息的数据包。
如果嵌入式软件在上次收到上层软件数据包后预定的门槛时间内没有再收到上层软件发送的数据包，则主动向上层软件发送请求重发指令，上层软件收到指令后重发没有收到确认信息的数据包。
如果多次重发仍无法成功，嵌入式软件则保存已收到的软件文件数据及当前最后收到的数据包中的数据包标识号，并取消下载。通过这种不仅上层软件可以重发，而且嵌入式软件也可以请求重发的上下互动重发机制，在通信链路不稳定的条件下，可极大地提高软件在线更新的成功率。
S10、上层软件收到全部数据包的数据接收确认信息后，发出指令结束数据传输。嵌入式软件将收到的数据包中数据按数据包标识号的大小排列组合好，将组合后的所有软件文件数据进行CRC校验得到文件标识码。将文件标识码与之前上层软件发送的文件标识码进行比对，并将比较结果发送至上层软件，如果完全相同，则认为文件数据接收正确，否则取消下载。
S11、目标嵌入式系统对收到的软件文件进行处理，主要包括对软件文件进行移动、修改或/和发送给其他子系统等动作。上层软件发出指令查询目标嵌入式系统对收到的软件文件数据处理的进度，嵌入式软件向上层软件回复处理进度，并将处理进度显示给用户。当处理进度达100％时，则表示一个嵌入式系统目标软件完成更新。
S12、如果多个嵌入式系统目标的软件或有多个文件的软件需要在线更新则重复前面步骤S3到步骤S11。
S13、最后，上层软件发出指令结束软件在线更新。嵌入式系统重新启动，运行最新收到的软件。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，包括以下步骤：
S11、上层软件与嵌入式软件进行通信，并获取嵌入式软件在线更新通信交互的参数信息；
S21、上层软件根据嵌入式软件在线更新通信交互的参数信息，将要更新的软件文件按照“数据包标识号+数据”的格式分隔成多个数据包，并发送给嵌入式软件；其中所述数据包标识号是用于区别各数据包并表示各数据包间顺序关系的编号；
S31、嵌入式软件将收到的软件文件数据保存在存储器中，并向上层软件回复包含数据包标识号的数据接收确认信息；
S41、若上层软件发出数据包后在预设的门槛时间内没有收到嵌入式软件的数据接收确认信息，则重发没有收到确认信息的数据包，并返回步骤S31；若嵌入式软件收到上层软件数据包后在预设的门槛时间内没有再收到上层软件发送的数据包，则向上层软件发送请求重发指令，上层软件收到请求重发指令后重发没有收到确认信息的数据包，并返回步骤S31；
S51、上层软件收到全部数据包的数据接收确认信息后，发出指令结束数据传输；
S61、目标嵌入式系统对收到的软件文件进行处理；
S71、上层软件发出指令结束在线更新，嵌入式系统重新启动，运行最新收到的软件。
2.根据权利要求1所述嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，所述上层软件具体是指本地调试电脑或/和监控中心服务器上运行的软件。
3.根据权利要求1所述嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，所述嵌入式软件在线更新通信交互的参数信息具体是指在线更新的通信端口支持的最大数据包长度、数据包发送间隔时间以及嵌入式软件最长响应时间、数据发送窗口大小。
4.根据权利要求1所述嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，所述S21中上层软件根据嵌入式软件在线更新通信交互的参数信息，将要更新的软件文件按照“数据包标识号+数据”的格式分隔成多个数据包，并发送给嵌入式软件，具体是指上层软件以滑动窗口的形式将数据包发送给嵌入式软件。
5.根据权利要求1所述嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，所述数据包标识号是数字或字母。
6.根据权利要求1所述嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，所述步骤S41后还包括步骤S42：
S42、若多次重发仍无法成功，则嵌入式软件保存已收到的文件数据及最后成功收到的数据包中的数据包标识号，并取消下载。
7.根据权利要求1所述嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，步骤S61所述目标嵌入式系统对收到的软件文件进行处理，主要包括对软件文件进行移动、修改和/或发送给其他子系统。
8.根据权利要求1所述嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，所述步骤S11后还包括步骤S12：
S12、上层软件对要更新的软件文件的所有数据作CRC校验，将获得的CRC校验值作为软件文件的文件标识码；上层软件向嵌入式软件发送要更新的软件文件的文件标识码；
嵌入式软件接收上层软件的文件标识码并存储，将刚接收的文件标识码与以前下载过的软件文件的文件标识码比对，若比对不一致，则此更新文件为第一次下载的文件；若找到一致的文件标识码，则此更新文件为以前未下载成功的文件；
所述步骤S51后还包括步骤S52：
S52、根据数据包标识号的顺序关系，嵌入式软件将收到的数据包中数据排列组合好，将组合后的所有软件文件数据进行CRC校验得到文件标识码；将文件标识码与之前上层软件发送的文件标识码进行比对，并将比较结果发送至上层软件，如果完全相同，则认为文件数据接收正确，否则取消下载。
9.根据权利要求1所述嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，当有多个嵌入式系统目标的软件或有多个文件的软件需要在线更新时，则
所述步骤S11后还包括：
S12、上层软件向嵌入式软件发出配置目标指令，请求配置要下载的目标嵌入式系统；
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所述步骤S61后还包括步骤S62：
步骤S62、重复前面步骤S12到步骤S61。
10.根据权利要求1所述嵌入式软件在线更新方法，其特征在于，步骤S61后还包括：
步骤S62、上层软件发出指令查询目标嵌入式系统对收到的软件文件数据处理的进度；
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