CN104516757A - 固件更新方法 - Google Patents

Abstract

一种固件更新方法，用于一嵌入式装置，包含有执行一开机程序，以读取一开机地址；判断该开机地址是否为一第一地址；当该开机地址为该第一地址时，判断一第一系统影像文件是否可执行；当该第一系统影像文件可执行时，载入该第一系统影像文件，以进入一第一操作系统，以于该第一操作系统中，执行一测试程序；以及当该测试程序完成之后，设定开机地址为一第二地址。

Description

固件更新方法

技术领域

本发明涉及一种固件更新的方法，特别是涉及一种于开机的过程中切换载入的系统影像文件，并于测试完成后自动将测试系统影像文件删除的固件更新方法。

背景技术

嵌入式系统或嵌入式装置在出货前，需在生产线上进行一测试流程，以确保出货产品的功能完善。生产线上的操作员通常使用测试专用的操作系统来进行测试，当产品通过测试流程之后，再重新安装出货专用的操作系统。

具体来说，操作员先将嵌入式装置的存储器或储存单元烧录一测试系统影像文件（System image），待产品组装完成之后，开启产品以进入测试专用的操作系统来进行测试。其中，系统影像文件为嵌入式装置中所有程序、系统核心（kernel）、文档或数据状态的文档总集，系统影像文件通常储存于一非易失性存储器（non-volatile memory），例如一快闪存储器（Flash memory），以供嵌入式装置的处理器进行存取。

当产品通过测试流程之后，操作员将产品连线至网络，通过线上更新的方式，写入出货专用的系统影像文件。如此一来，当出货产品抵达使用者手上之后，嵌入式装置可在第一次开机时，载入出货专用的系统影像文件，安装并进入出货专用的操作系统。

然而，上述通过线上更新的方式存有诸多缺点。举例来说，生产线上需准备伺服器、网络线等设备来将产品连线至网络，因此增加生产的设备成本以及额外的设备维护工作。此外，删除测试系统影像文件，由网络下载出货系统影像文件，以及写入出货系统影像文件等程序也相当耗费时间。

因此，有鉴于上述缺点，现有技术实有改进的必要。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种固件更新的方法以及嵌入式装置，用来改善上述缺失。

本发明揭示一种固件更新的方法，用于一嵌入式装置，包含有执行一开机程序，以读取一开机地址；判断该开机地址是否为一第一地址；当该开机地址为该第一地址时，判断一第一系统影像文件是否可执行；当该第一系统影像文件可执行时，载入该第一系统影像文件，以进入一第一操作系统，以于该第一操作系统中，执行一测试程序；以及当该测试程序完成之后，设定开机地址为一第二地址。

本发明还揭示一种固件更新的方法，用于一嵌入式装置，包含有执行一开机程序，以读取一系统影像文件；判断系统影像文件是否为一第一系统影像文件；以及当该系统影像文件为该第一系统影像文件时，载入第一系统影像文件，以进入一第一操作系统，以于第一操作系统中，执行一测试程序。

附图说明

图1为本发明实施例一嵌入式装置的功能方块图。

图2为图1的储存单元的数据分区示意图。

图3为本发明实施例一固件更新流程的示意图。

图4A至图4B为本发明实施例另一储存单元的数据分区示意图。

图5A至图5B为本发明实施例另一储存单元的数据分区示意图。

图6为本发明实施例另一固件更新流程的示意图。

附图符号说明

1                                 嵌入式装置

10                                处理器

12                                储存单元

14                                随机存取存储器

120                               程序码

122                               开机载入器

P1、P2、P3、P4                    分区

ADD_1、ADD_2                      地址

IMG_1、IMG_2                      系统影像文件

DD                                差异数据

DD_C                               压缩差异数据

30、60                             流程

300、301、302、303、304、305、     步骤

306、307、600、601、602、603、604、

605、606

具体实施方式

现有线上更新系统影像文件的方式是由于早期存储器价格昂贵且容量低的因素，无法将测试及出货系统影像文件同时烧录于单一存储器中。然而，半导体制造工艺的改良带来了价格低廉以及容量高的存储器，因此可将测试及出货系统影像文件同时烧录于单一存储器中。藉此，本发明是于产品（即嵌入式装置）中执行一固件更新流程，使产品在组装完成之后，于开机的过程中载入测试专用的系统影像文件，因此操作员可于测试专用的操作系统中进行测试。当产品通过测试之后，固件更新流程自动将测试系统影像文件删除并载入出货专用的系统影像文件。如此一来，产品不需要通过线上更新来写入出货系统影像文件，因此可省去网络设备成本，并省去网络下载以及写入出货系统影像文件等程序的时间。

请参考图1，图1为本发明实施例一嵌入式装置1的功能方块图。嵌入式装置1包含有一处理器10、一储存单元12以及一随机存取存储器14。嵌入式装置1可以是一通讯产品（例如网络电话（VoIP phone）或数据机等）、一家用电器产品（例如电视或冰箱等）以及其他电子设备（例如提款机或影印机等）。处理器10可以是一微处理器或是特殊应用集成电路（Application-Specific Integrated Circuit，ASIC）。储存单元12耦接于处理器20，用来储存一程序码120，以供处理器10读取。储存单元12较佳地为一非易失性存储器，如一快闪存储器，然而不限于此，储存单元12也可以是其他类型的非易失性存储器。随机存取存储器14耦接于处理器20，用来于处理器10进行操作时，将储存单元12中的数据暂时储存于其中。

在嵌入式装置1进行组装之前，操作员先进行数据储存的工作，以将系统影像文件及所需的数据烧录至储存单元12。举例来说，储存单元12被格式化为多个数据分区（partition），其包含有分区P1、P2、P3及P4，以将数据作分类管理。

具体来说，请参考图2，图2为储存单元12的数据分区示意图。如图2所示，分区P1用来储存程序码120以及一开机载入器（boot loader）122。分区P2用来储存对应于一地址ADD_1的一系统影像文件IMG_1。分区P3用来储存对应于一地址ADD_2的一系统影像文件IMG_2。分区P4则用来储存上述文档以外的数据。系统影像文件IMG_1、IMG_2为相异的系统影像文件，其可分别代表测试以及出货专用的系统影像文件，也可代表不同版本或适用于不同产品的系统影像文件。当处理器10进行操作系统初始化时，可先将系统影像文件IMG_1或IMG_2以一虚拟硬盘（RAM disk）形式，由储存单元12载入随机存取存储器14，据以进入操作系统OS_1或OS_2（未绘于图2）。如此一来，测试以及出货的系统影像文件IMG_1、IMG_2可同时烧录于单一储存单元12，因此可省去线上更新系统影像文件的工作。

当数据储存完毕之后，操作员开启嵌入式装置1，以进行测试。关于嵌入式装置1自动更新固件的详细操作请参考图3，图3为本发明实施例一固件更新流程30的示意图。流程30可用于嵌入式装置1，用来于嵌入式装置1在开机的过程中，切换载入的系统影像文件，并于测试完成之后，自动将测试系统影像文件删除。流程30可编译至程序码120且包含下列步骤：

步骤300：开始。

步骤301：执行一开机程序，以读取一开机地址。

步骤302：判断该开机地址是否为一第一地址。若是，进行步骤303；若否，进行步骤306。

步骤303：判断一第一系统影像文件是否可执行。若是，进行步骤304；若否，进行步骤306。

步骤304：载入第一系统影像文件，以进入一第一操作系统，以于第一操作系统中，执行一测试程序。

步骤305：当测试程序完成之后，设定开机地址为一第二地址，以及清除第一地址及第一系统影像文件。回到步骤301。

步骤306：载入一第二系统影像文件，以进入一第二操作系统。

步骤307：结束。

于步骤301中，当嵌入式装置1开启时，处理器10由储存单元12的分区P1读取并执行开机载入器122以及程序码120。处理器10通过开机载入器122执行一开机程序，以读取一开机地址。开机地址用来指示开机载入器122由储存单元12读取数据的起始地址，使开机载入器122由储存单元12读取指定的系统影像文件。举例来说，当开机地址为地址ADD_1时，由储存单元12的分区P2读取系统影像文件IMG_1；当开机地址为地址ADD_2时，则由储存单元12的分区P3读取系统影像文件IMG_2。

于步骤302至步骤303中，假设第一地址（即ADD_1）对应于测试专用的系统影像文件（即IMG_1）；第二地址（即ADD_2）对应于出货专用的系统影像文件（即IMG_2）。为了使嵌入式装置1使用系统影像文件IMG_1进行测试，开机地址较佳地预设为地址ADD_1。当开机地址为地址ADD_1时，开机载入器122判断系统影像文件IMG_1是否可执行。

请注意，于步骤303中，系统影像文件IMG_1不可执行的情况可能是因为系统影像文件IMG_1损坏或没有被正确烧录至储存单元12。在此情况下，开机载入器122可载入系统影像文件IMG_2，以于操作系统OS_2中进行测试程序。换句话说，系统影像文件IMG_2可视为备用的系统影像文件，用来在系统影像文件IMG_1损坏时，让嵌入式装置1得以于操作系统OS_2中进行测试程序。

于步骤304中，当系统影像文件IMG_1可执行时，开机载入器122将系统影像文件IMG_1载入随机存取存储器14，据以进入操作系统OS_1，使嵌入式装置1于操作系统OS_1中进行测试程序。

于步骤305中，当测试程序完成之后，开机地址被设定为地址ADD_2，地址ADD_1以及系统影像文件IMG_1被删除，并再次执行开机程序（步骤301）。换句话说，嵌入式装置1可在测试完成之后，设定下次开机时载入出货专用的系统影像文件IMG_2，并删除地址ADD_1以及系统影像文件IMG_1。如此一来，删除地址ADD_1以及系统影像文件IMG_1的步骤除了可释放储存单元12的存储器容量，也可防止系统影像文件IMG_1在出货后被误载入的情况。

于步骤306中，当系统影像文件IMG_2可执行时，开机载入器122将系统影像文件IMG_2载入随机存取存储器14，据以进入操作系统OS_2（步骤308）。

因此，由于测试及出货系统影像文件同时储存于单一储存单元，通过流程30，本发明的嵌入式装置可在组装完成之后，于开机的过程中载入测试专用的系统影像文件，因此操作员可于测试专用的操作系统中进行测试。当嵌入式装置通过测试之后，流程30自动将测试系统影像文件删除并载入出货专用的系统影像文件。如此一来，嵌入式装置不需通过线上更新来写入出货系统影像文件，因此可省去网络设备成本，并省去网络下载以及写入出货系统影像文件等程序的时间。

于本发明的另一实施例中，当储存单元12的存储器容量不足以容纳两个完整的系统影像文件IMG_1、IMG_2时，可将系统影像文件IMG_1、IMG_2预先作数据处理，以降低系统影像文件IMG_1、IMG_2整体的数据量。

具体来说，于第一实施例中，请参考图4A至图4B，图4A至图4B为本发明实施例另一储存单元42的数据分区示意图。储存单元42可用于嵌入式装置1，用来取代图1的储存单元12。图2与图4A的差异在于，图2的分区P3用来储存系统影像文件IMG_2，而图4A的分区P3用来储存一差异数据DD。由于测试及出货的系统影像文件IMG_1、IMG_2通常包含有完全相同而可相互共用的文档（例如library或binary文档等），因此，通过一差异演算（DIFF algorithm）程序比对系统影像文件IMG_1以及系统影像文件IMG_2，可产生差异数据DD。如此一来，储存单元42的分区P3不需储存完整的系统影像文件IMG_2，改为储存数据量较小的差异数据DD。

当开机载入器122欲载入系统影像文件IMG_2时，则通过差异演算程序，根据系统影像文件IMG_1以及差异数据DD，还原系统影像文件IMG_2。因此，如图4B所示，还原后的系统影像文件IMG_2可取代系统影像文件IMG_1，储存于储存单元42的分区P2。

于第二实施例中，请参考图5A至图5B，图5A至图5B为本发明实施例另一储存单元52的数据分区示意图。储存单元52可用于嵌入式装置1，用来取代图1的储存单元12。图4A与图5A的差异在于，图4A的分区P3用来储存差异数据DD，而图5A的分区P3用来储存一压缩差异数据DD_C。当差异演算程序比对系统影像文件IMG_1、IMG_2之后，所产生的差异数据DD仍然数据量过大，因而无法被烧录至储存单元52时，通过一压缩程序对差异数据DD进行数据压缩，可产生压缩差异数据DD_C。在此情况下，储存单元52的分区P3不需储存系统影像文件IMG_2或差异数据DD，改为储存数据量最小的压缩差异数据DD_C。

当开机载入器122欲载入系统影像文件IMG_2时，则先通过压缩程序解压缩压缩差异数据DD_C，还原差异数据CC。接着，通过差异演算程序，根据系统影像文件IMG_1以及差异数据DD，还原系统影像文件IMG_2。因此，如图5B所示，还原后的系统影像文件IMG_2可取代系统影像文件IMG_1，储存于储存单元52的分区P2。

因此，上述第一、第二实施例可降低测试及出货系统影像文件在储存单元占用的存储器容量，因此当储存单元的存储器容量不足以容纳两个完整的系统影像文件时，测试及出货系统影像文件仍可同时储存于单一储存单元42或52。当开机载入器122欲载入系统影像文件IMG_2时，则将系统影像文件IMG_2还原后再进行读取以及载入的动作。此外，降低测试及出货系统影像文件的数据量也可减少写入数据的时间，因而加速产品的生产速度。

请参考图6，图6为本发明实施例另一固件更新流程60的示意图。流程60可用于嵌入式装置1，用来于嵌入式装置1在开机的过程中，载入测试专用的系统影像文件，并于测试完成之后，自动还原出货专用的系统影像文件。流程60可编译至程序码120且包含下列步骤：

步骤600：开始。

步骤601：执行一开机程序，以读取一系统影像文件。

步骤602：判断系统影像文件是否为一第一系统影像文件。若是，进行步骤603；若否，进行步骤605。

步骤603：载入第一系统影像文件，以进入一第一操作系统，以于第一操作系统中，执行一测试程序。

步骤604：还原一第二系统影像文件。回到步骤601。

步骤605：载入第二系统影像文件，以进入一第二操作系统。

步骤606：结束。

于步骤601至步骤603中，处理器10通过开机载入器122执行一开机程序，以读取一系统影像文件。当开机载入器122判断读取的系统影像文件为测试专用的系统影像文件IMG_1时，开机载入器122由储存单元42或52的分区P2载入系统影像文件IMG_1，以进入操作系统OS_1，并于操作系统OS_1中进行测试程序。

于步骤604中，当测试程序完成之后，开机载入器122（或处理器10）将系统影像文件IMG_2还原并再次开机。当开机载入器122读取到出货专用的系统影像文件IMG_2时，相当于开机载入器122判断读取的系统影像文件不是系统影像文件IMG_1（步骤602）的情况，开机载入器122由储存单元42或52的分区P2将系统影像文件IMG_2载入暂存存储器14，以进入操作系统OS_2（步骤605）。

值得注意的是，由于储存单元42或52只会储存单一可执行的系统影像文件，因此对应于系统影像文件IMG_1、IMG_2的地址只有一个（如ADD_1），开机载入器122需由相同的存储器地址ADD_1开始读取系统影像文件。因此，流程60可省去流程30中判断开机地址的动作（步骤302）。

此外，虽然流程60省略了判断系统影像文件IMG_1是否可执行的动作（步骤303），然而在实际运作中，开机载入器122仍会判断系统影像文件IMG_1是否可执行。当系统影像文件IMG_1不可执行时，表示系统影像文件IMG_1、IMG_2共用的文档已损坏，导致还原后的系统影像文件IMG_2也不可执行。因此，为了避免上述情况，操作员需在进行数据储存的同时，确认系统影像文件IMG_1、差异数据DD、压缩差异数据以及其他数据皆正确烧录至储存单元42或52。

因此，为了降低测试及出货系统影像文件整体的数据量，以将测试及出货系统影像文件同时储存于单一储存单元，通过流程60，本发明的嵌入式装置可在组装完成之后，于开机的过程中载入测试专用的系统影像文件，因此操作员可于测试专用的操作系统中进行测试。当嵌入式装置通过测试之后，流程60自动还原并载入出货专用的系统影像文件。如此一来，嵌入式装置不需要通过线上更新来写入出货系统影像文件，因此可省去网络设备成本，并省去网络下载以及写入出货系统影像文件等程序的时间。此外，降低测试及出货系统影像文件的数据量也可减少写入数据的时间，因而加速产品的生产速度。

综上所述，本发明是于嵌入式装置中执行固件更新流程，使嵌入式装置在组装完成之后，于开机的过程中载入测试专用的系统影像文件，因此操作员可于测试专用的操作系统中进行测试。当产品通过测试之后，固件更新流程自动将测试系统影像文件删除并载入出货专用的系统影像文件，或者固件更新流程自动还原并载入出货专用的系统影像文件。如此一来，嵌入式装置不需要通过线上更新来写入出货系统影像文件，因此可省去网络设备成本，并省去网络下载以及写入出货系统影像文件等程序的时间。

Claims (17)

1.一种固件更新的方法，用于一嵌入式装置，包含有：

执行一开机程序，以读取一开机地址；

判断该开机地址是否为一第一地址；

当该开机地址为该第一地址时，判断一第一系统影像文件是否可执行；

当该第一系统影像文件可执行时，载入该第一系统影像文件，以进入一第一操作系统，以于该第一操作系统中，执行一测试程序；以及

当该测试程序完成之后，设定开机地址为一第二地址。

2.如权利要求1所述的方法，还包含有：

当该测试程序完成之后，清除该第一地址以及该第一系统影像文件；以及

再次执行该开机程序。

3.如权利要求1所述的方法，其中该第一系统影像文件对应于该第一地址，一第二系统影像文件对应于该第二地址。

4.如权利要求1所述的方法，其中当该开机地址为该第一地址时，判断该第一系统影像文件是否可执行包含有：

当该第一系统影像文件不可执行时，载入一第二系统影像文件。

5.如权利要求4所述的方法，其中当该开机地址为该第一地址时，判断该第一系统影像文件是否可执行包含有：

于该第二操作系统中，执行该测试程序。

6.如权利要求4所述的方法，其中该第二系统影像文件可为备用的系统影像文件。

7.如权利要求1所述的方法，其中该嵌入式装置包含有一储存单元，该储存单元包含有一第一分区以及一第二分区。

8.如权利要求7所述的方法，其中该第一系统影像文件储存于该储存单元的该第一分区，以及一第二系统影像文件储存于该储存单元的该第二分区。

9.一种固件更新的方法，用于一嵌入式装置，包含有：

执行一开机程序，以读取一系统影像文件；

判断系统影像文件是否为一第一系统影像文件；以及

当该系统影像文件为该第一系统影像文件时，载入第一系统影像文件，以进入一第一操作系统，以于第一操作系统中，执行一测试程序。

10.如权利要求9所述的方法，其中判断系统影像文件是否为该第一系统影像文件包含有：

当该系统影像文件不为该第一系统影像文件时，载入一第二系统影像文件，以进入一第二操作系统。

11.如权利要求9所述的方法，还包含有：

当该测试程序完成之后，还原一第二系统影像文件。

12.如权利要求11所述的方法，其中当该测试程序完成之后，还原该第二系统影像文件包含有：

通过一差异演算程序，根据该第一系统影像文件以及一差异数据，还原该第二系统影像文件。

13.如权利要求12所述的方法，其中该差异演算程序比对该第一系统影像文件以及该第二系统影像文件，以产生该差异数据。

14.如权利要求12所述的方法，其中该嵌入式装置包含有一储存单元，该储存单元包含有：

一第一分区，用来储存该第一系统影像文件或该第二系统影像文件；以及

一第二分区，用来储存该差异数据。

15.如权利要求11所述的方法，其中当该测试程序完成之后，还原该第二系统影像文件包含有：

通过一压缩程序解压缩一压缩差异数据，以产生一差异数据；以及

通过一差异演算程序，根据该第一系统影像文件以及该差异数据，还原该第二系统影像文件。

16.如权利要求15所述的方法，其中该差异演算程序比对该第一系统影像文件以及该第二系统影像文件之后，该压缩程序对该差异数据进行数据压缩，以产生该压缩差异数据。

17.如权利要求15所述的方法，其中该嵌入式装置包含有一储存单元，该储存单元包含有：

一第一分区，用来储存该第一系统影像文件或该第二系统影像文件；以及

一第二分区，用来储存该压缩差异数据。