CN102693145A

CN102693145A - 用于嵌入式系统的差分升级方法

Info

Publication number: CN102693145A
Application number: CN2012101767295A
Authority: CN
Inventors: 温长会
Original assignee: Redstone Sunshine (beijing) Technology Co Ltd
Current assignee: Redstone Sunshine Beijing Technology Co ltd
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: CN102693145B

Abstract

本发明公开了一种用于嵌入式系统的差分升级方法，包括如下步骤：⑴根据备份空间大小确定每步升级的备份数据和目标数据大小；⑵基于原始版本数据和差分数据生成新版本软件的目标数据，写入嵌入式系统的内存空间中；将存储空间的部分原始版本数据复制至备份空间，作为备份数据；⑶将目标数据写入存储空间的目标区域；⑷针对存储空间中的其它原始版本数据，重复步骤⑵～⑶，直至所有的原始版本数据被新版本软件的目标数据替代。利用本发明所提供的方法，在嵌入式系统的软件升级过程中可以减小占用的备份空间，同时减小占用的内存空间。

Description

用于嵌入式系统的差分升级方法

技术领域

本发明涉及一种软件系统升级方法，尤其涉及一种用于嵌入式系统中，基于新旧软件版本之间的差异进行选择性的差分升级，从而减少占用系统资源的方法，属于嵌入式系统技术领域。

背景技术

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。智能手机、电子字典、机顶盒、高清电视、游戏机、交换机、路由器、数控设备或仪表等都是典型的嵌入式系统。

在嵌入式系统的使用过程中，软件的日常维护和升级工作是必不可少的。如智能手机在用户使用过程中，部分未能在软件研发阶段发现的缺陷会逐渐暴露。又如在嵌入式系统的运行期间，用户往往会基于原有软硬件对产品提出新功能或更高的性能要求。要解决这些问题，需要对嵌入式系统的软件定期进行升级。

在现有的嵌入式系统中，对软件的升级方案主要有两种：

第一种是全覆盖升级方案。如图1所示，其主要特点是使用新的软件版本的完全覆盖老版本软件，其缺点就是需要把新版本软件完全下载到本地，然后把下载的升级包覆盖到目标区域，也就说在升级的时候需要和目标区域同样大小的存储空间。

第二种是差分升级方案，即采用新旧软件版本之间的差分算法得到升级包，利用该升级包实现软件升级。该升级方案虽然使升级包变小，但是在升级过程中占用的备份空间仍然太大。另外还有一个问题是生成新版本软件需要占用很大的内存（RAM）空间，所以存在一定的局限性，只适用于需要升级的数据量不太大的场合。例如现在常用的Android系统中采用如图2所示的差分升级方案。

但是，对于嵌入式系统而言，其普遍存在微处理器处理能力不高、内部存储空间（SDRAM、ROM、Flash等）有限的问题，采用上述的两种软件升级方案都存在明显的弊端。

在申请号为201010176135.5的中国发明专利申请中，公开了一种嵌入式系统中对ROM程序的升级方法，包括在每个软件函数开始位置设置一个升级调用程序模块，且在FLASH中开辟一块独立的程序升级区来保存升级程序包。当需要升级软件时，制作升级程序包并将升级程序包写入到FLASH的程序升级区。升级调用程序模块检测FLASH中是否有升级程序包，若未发现所述的升级程序包，则执行ROM软件中的原始程序，若发现所述的升级程序包，则将FLASH中的升级程序包拷贝到RAM中并执行升级程序。该技术方案既可以升级ROM保存的软件，又可以利用更新升级程序包的方式来填补软件漏洞以保证软件的正常运行，还可以只针对部分函数进行升级，以减少FLASH硬件资源的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于嵌入式系统的差分升级方法。该方法基于新旧软件版本之间的差异进行选择性的差分升级，从而减少占用嵌入式系统的资源。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种用于嵌入式系统的差分升级方法，其特征在于包括如下步骤：

⑴根据备份空间大小确定每步升级的备份数据和目标数据大小；

⑵基于原始版本数据和差分数据生成新版本软件的目标数据，写入嵌入式系统的内存空间中；将存储空间的部分原始版本数据复制至备份空间，作为所述备份数据；

⑶将所述目标数据写入存储空间的目标区域；

⑷针对存储空间中的其它原始版本数据，重复步骤⑵～⑶，直至所有的原始版本数据被新版本软件的目标数据替代。

其中较优地，所述步骤⑵中，在生成第N部分的差分数据时，使其依赖于原始版本数据中第N+1部分之后的数据，所述N为自然数。

其中较优地，所述步骤⑵中，在生成第N部分的差分数据时，如果原始版本数据中第N+1部分之前的数据与所述差分数据有依赖关系，则放弃该依赖关系，将所述差分数据作为全新数据处理。

其中较优地，所述步骤⑵中，将所有偏移地址a之后的新版本软件数据所依赖的偏移地址c之前的老版本软件数据全部进行备份，如果备份空间不足，则放弃此依赖关系；所述偏移地址a和c分别为新、老版本软件数据中对应的偏移地址。

利用本发明所提供的差分升级方案，嵌入式系统不再需要预留较大的备份空间，该备份空间的大小可以根据嵌入式系统的存储空间大小灵活确定；在软件升级过程中也不用生成整个分区大小的升级包，而只需要分块生成新版本的软件，因此占用的内存也很小。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1为现有技术中，全覆盖升级方案的实施过程示意图；

图2为现有技术中，差分升级方案的实施过程示意图；

图3为新版本软件与老版本软件之间的区别示意图；

图4为新版本软件与老版本软件之间，差分数据的来源示意图；

图5为本发明所提供的差分升级方法的实施过程示意图。

具体实施方式

发明人通过对各种嵌入式系统的深入研究发现，嵌入式系统中不同软件版本之间的差异大部分是由于增加了、或者修改了某个功能后导致的。如图3所示，新版本软件在老版本软件的基础上增加了数据块4，该数据块4位于数据块2与数据块3之间。随着数据块4中程序数据的加入，新版本软件也比老版本软件增加了相应的功能。

参考图2所示的差分升级方案，嵌入式系统在软件升级过程中，为了确保软件部分的绝对安全，通常会设置固定的备份空间，首先将老版本软件在该备份空间中进行数据备份，然后将差分数据与老版本软件合成新版本软件，并存放到预先设置的固定大小的内存（RAM）空间中，最后将生成的新版本软件数据写入目标ROM中，从而完成软件升级的整个过程。在这个过程中，实际上隐含了两方面的前提条件：(1)占用固定大小的内存（RAM）空间；(2)占用固定大小的备份空间。

但是，对于某些存储空间有限的嵌入式系统而言，很难提供足够容纳全部老版本软件的备份空间，使上述的差分升级方案变得不可行。为了满足这类存储空间有限的嵌入式系统的软件升级要求，本发明提供了一种新的解决思路：在嵌入式系统的软件升级过程中，根据备份空间的情况灵活确定每次升级所使用的备份数据大小，进而确定每次升级所使用的差分数据大小，将整体一次性的软件升级过程分解为若干次子升级过程，从而满足各类嵌入式系统存储空间的不同要求。

具体如图4所示，假设只升级新版本软件中偏移地址a～b的数据（即数据块3），那么此段数据可能依赖于老版本软件中偏移地址从d～c的数据（即数据块2），以及偏移地址c之后的数据。此处的依赖关系是指通过后缀排序或者其它类似的算法，找到新版本软件和老版本软件匹配数据的对应关系，然后将其对应关系记录到差分数据中，在软件升级时再使用。偏移地址d～c所对应的数据也就是在软件升级过程中需要备份的数据，而偏移地址d～c的空间大小可以根据嵌入式系统的存储空间确定，大小可以调整。由此反推，在制作差分升级所需的差分数据时，首先根据嵌入式系统可以提供的存储空间确定偏移地址d～c的空间大小。在生成偏移地址a～b的差分数据时，只让其依赖于老版本软件的偏移地址d之后的数据。如果偏移地址a～b之间的数据确实依赖于偏移地址d之前的数据，那么需要放弃掉此依赖关系，把此块数据作为全新数据处理。

在本发明的一个实施例中，如果从偏移地址a～b之间的数据块（或数据块所在的区间）分为3段，分别用数字1、2、3表示，从偏移地址c～d之间的数据块也分为3段，分别用数字4、5、6表示。此处的段是一个任意长度区间的值。由于1和4是完全相同的数据，在软件升级过程中读取4的数据写入到1；2和6也是完全相同的数据，在软件升级过程中读取6的数据写入到2；而3可以来源于偏移地址c之后的某个区间的数据，或者3就是一段全新数据，那么可以从差分数据中读取出来。

上述差分升级方案属于概率性推算，能够保证绝大部分的数据保持原有的依赖关系，其差分效果可能不如全部备份效果好，但是却解决了嵌入式系统的存储空间有限的难题，是一个非常可行的方案。

进一步地，在上述差分升级方案中，有可能偏移地址a～b之间的数据依赖于偏移地址d之前的老版本软件数据，也就是说有依赖关系的数据块之间相距比较远。针对这种情况，本差分升级方案基于偏移地址a和偏移地址c之间的对应关系，将所有偏移地址a之后的新版本软件数据所依赖的偏移地址c之前的老版本软件数据全部进行备份。在备份过程中，有可能出现备份空间不足的情况。如果备份空间不足，则放弃此依赖关系，将其作为全新数据处理。此种差分升级方案的好处在于备份空间的数据完全是有用数据，其差分效果好于上述差分升级方案。

在生成新版本软件的数据时，如果从备份的数据以及还未进行升级的数据中能够找到差分数据所依赖的所有数据，那么就不需要在升级之前生成整个新版本软件的数据，而是分块生成、分块写入。数据块的大小可以设置为与Flash的BLOCK（块）大小相同，这样占用的内存（RAM值大大缩小，而且峰值可以确定。

本发明所提供的差分升级方案可以适配到多款智能、非智能手机上，软件升级的主要部分包括系统的主分区（可执行的内核部分）、文件系统部分等。下面以某一款非智能手机的差分升级方案为例，具体说明其中的操作步骤：

（1）首先基于原始版本数据（即老版本软件数据）和差分数据生成新版本软件的目标数据，以BLOCK（块）为单位写入到嵌入式系统的内存空间中。

（2）备份存储空间的第1块数据至升级备份空间。

在本发明的一个实施例中，所使用的升级备份空间为0.5兆、足够存放第1块数据即可，不再需要单独开辟出很大的备份空间。

（3）将新的目标数据写入到存储空间的目标区域中。

（4）然后继续升级第2、3……N（N为自然数）块数据，而这些数据可以依赖于升级备份空间中的内容以及原始版本数据中未升级部分的第3、4……N+1块数据。

利用本发明所提供的差分升级方案，在软件升级过程中可以减小占用的备份空间，同时减小占用的内存空间。具体地说，嵌入式系统在使用上述差分升级方案之后，不再需要预留较大的备份空间，只需要根据嵌入式系统的存储空间大小灵活确定；在软件升级过程中也不用生成整个分区大小的升级包，而只需要分块生成新版本的软件，因此占用的内存也很小。

以上对本发明所提供的用于嵌入式系统的差分升级方法进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims

1.一种用于嵌入式系统的差分升级方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据备份空间大小确定每步升级的备份数据和目标数据大小；

⑶将所述目标数据写入存储空间的目标区域；

2.如权利要求1所述的用于嵌入式系统的差分升级方法，其特征在于：

所述步骤⑵中，在生成第N部分的差分数据时，使其依赖于原始版本数据中第N＋1部分之后的数据，所述N为自然数。

3.如权利要求1所述的用于嵌入式系统的差分升级方法，其特征在于：

所述步骤⑵中，在生成第N部分的差分数据时，如果原始版本数据中第N＋1部分之前的数据与所述差分数据有依赖关系，则放弃该依赖关系，将所述差分数据作为全新数据处理。

4.如权利要求1所述的用于嵌入式系统的差分升级方法，其特征在于：

所述步骤⑵中，将所有偏移地址（a）之后的新版本软件数据所依赖的偏移地址（c）之前的老版本软件数据全部进行备份，如果备份空间不足，则放弃此依赖关系；所述偏移地址（a）和（c）分别为新、老版本软件数据中对应的偏移地址。