CN104750527A - 一种嵌入式系统升级方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种嵌入式系统升级方法及系统，升级方法包括有如下步骤：S10，接收到Bootloader启动的状态信号后，扫描嵌入式系统的存储分区，若所述存储分区已存储升级文件包，则读取所述升级文件包的标识信息；步骤S20，读取嵌入式系统环境分区所存储的当前系统信息，若所述标识信息与所述当前系统信息不同，则校验所述升级文件包；S30，若校验升级文件包成功，则解析并获取升级文件包中的升级子文件；S40，将升级子文件覆盖到待升级分区，并将所述标识信息写入嵌入式系统环境分区。本发明先缓冲升级文件到嵌入式设备中，再升级，有利于全面检测校验升级包，相比传统升级方法，可指定升级特定分区数据，做到产品的最小化升级，大大提高速度跟安全性。

Description

一种嵌入式系统升级方法及系统

技术领域

本发明涉及嵌入式系统处理领域，具体涉及一种嵌入式系统升级方法及系统。

背景技术

嵌入式系统由硬件和软件两部分组成，软件部分，参照图1所示，依层次分主要包括Bootloader、kernel内核、rootfs根文件系统、disk存储分区和data用户应用程序数据。Bootloader是硬件系统加电所运行的第一段软件代码，但在嵌入式系统中一般没有像PC中的BIOS那样的固件，因此整个系统的加载过程全部由Bootloader来完成的。系统在上电或复位时通常都从地址0x00000000处开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的Bootloader。Bootloader的主要任务包括：初始化最基本的硬件；将Bootloader本身拷贝到RAM中运行；将内核拷贝到RAM中并调用内核等。文件系统，包括根文件系统和建立于Flash内存设备之上的文件系统，通常用ramdisk来作为rootfs。

通常在嵌入式系统中，首先通过JTAG接口将Bootloader烧写到目标板的Flash中，然后再Bootloader中，将内核映像文件和文件系统映像文件通过串口和网络下载并烧写到Flash中。若需对内核或文件系统升级，则按照上述方法重新烧写新的映像文件，直接覆盖原来的映像文件。

上述方法中，一方面必须对目标板和PC端通过串口线和网线相连接并下载映像文件，需要PC端软件进行控制操作，操作步骤复杂；另一方面，大部分移动设备还另外提供外部SD卡缓存映像文件进行刷机，但耗时长，操作步骤繁多；最后，以上述两种升级方法均从Bootloader层次对系统进行升级，容易导致系统损坏，需要返厂维修，风险性高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出一种嵌入式系统升级方法，可实现定制分区内容升级，即便于升级操作，又提高了系统升级的安全性。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种嵌入式系统升级方法，包括如下步骤：

步骤S10，接收到Bootloader启动的状态信号后，扫描嵌入式系统的存储分区，若所述存储分区已存储升级文件包，则读取所述升级文件包的标识信息；

步骤S20，读取嵌入式系统环境分区所存储的当前系统信息，若所述标识信息与所述当前系统信息不同，则校验所述升级文件包；

步骤S30，若校验升级文件包成功，则解析并获取升级文件包中的升级子文件；

步骤S40，将升级子文件覆盖到待升级分区，并将所述标识信息写入嵌入式系统环境分区。

进一步，所述步骤S20对升级文件包的校验采用MD5校验，或是采用循环冗余校验，或是SHA校验，或是RIPEMD算法校验。

所述升级文件包中包括有文件识别头信息、升级信息头、内核升级子文件和根文件系统升级子文件，文件识别头信息用于指定待升级分区以及与该待升级分区所需的升级子文件，升级信息头包括有内核升级子文件和根文件系统升级子文件的各自对应的头文件信息。

所述步骤S30解析并获取升级文件包中升级子文件的方法是，根据升级信息头的头文件信息从升级文件包中读取内核升级子文件和根文件系统升级子文件；所述步骤S40则将内核升级子文件和根文件系统升级子文件分别覆盖到文件识别头信息指向的内核分区和根文件系统分区，或者仅将内核升级子文件覆盖到内核分区，或者仅将根文件系统升级子文件覆盖到根文件系统分区。

所述存储分区通过嵌入式系统具有的usb端口从外部获取升级文件包。

本发明还涉及一种嵌入式系统升级系统，其包括：

读取单元，接收到Bootloader启动的状态信号后，扫描嵌入式系统的存储分区，若所述存储分区已存储升级文件包，则读取所述升级文件包的标识信息；

校验单元，读取嵌入式系统环境分区所存储的当前系统信息，若所述标识信息与所述当前系统信息不同，则校验所述升级文件包；

解析单元，用于解析所述校验成功的升级文件包并获取其中的升级子文件；

升级单元，用于将升级子文件覆盖到待升级分区，并将所述标识信息写入嵌入式系统环境分区。

进一步，所述校验单元对升级文件包的校验采用MD5校验，或是采用循环冗余校验，或是SHA校验，或是RIPEMD算法校验。

所述升级文件包中包括有文件识别头信息、升级信息头、内核升级子文件和根文件系统升级子文件，文件识别头信息用于指定待升级分区以及与该待升级分区所需的升级子文件，升级信息头包括有内核升级子文件和根文件系统升级子文件的各自对应的头文件信息。

所述解析单元对升级文件包的解析，是根据升级信息头的头文件信息从升级文件包中读取内核升级子文件和根文件系统升级子文件；升级单元则将内核升级子文件和根文件系统升级子文件分别覆盖到文件识别头信息指向的内核分区和根文件系统分区，或者仅将内核升级子文件覆盖到内核分区，或者仅将根文件系统升级子文件覆盖到根文件系统分区。

所述存储分区通过嵌入式系统具有的usb端口从外部设备获取升级文件包。

本发明的一种嵌入式系统升级方法及系统，是在Bootloader挂载的文件系统中进行升级操作，避免升级Bootloader错误导致系统损坏；自身系统中的disk分区作为存储设备进行存放升级文件，同时采用升级信息头来记录内核升级子文件和根文件系统升级子文件的各自对应的头文件信息，采用文件识别头信息可以起到校验升级子文件的数据完整和指引升级子文件准确覆盖到特定分区的作用，因此提高了升级系统的安全性；异步升级，即先缓冲升级文件到嵌入式设备中，再升级，有利于全面检测校验升级包，相比传统升级方法，可指定升级特定分区数据，可以做到产品的最小化升级，大大提高速度跟安全性。

附图说明

图1为嵌入式系统分区结构及当先系统信息示意图。

图2为本发明的嵌入式系统升级方法中升级文件包的组成结构图。

图3为本发明的嵌入式系统升级方法步骤图。

图4为本发明实现的简便操作步骤图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。

请参阅图1至图3，图1为嵌入式系统分区结构及当先系统信息示意图。图2为本发明的嵌入式系统升级方法中升级文件包的组成结构图。图3为本发明的嵌入式系统升级方法步骤图。

对系统进行升级，目前通常的实现方法是通过jtag升级方式或是存储卡卡刷升级系统，如图1所示的嵌入式系统分区结构图，以上两者方式对系统的升级均包括了Bootloader、内核分区和根系统文件分区，由于Bootloader负责系统启动的硬件上电初始化，一旦升级错误将导致嵌入式系统损坏，而不得不返回厂家处理，本发明的方法和系统实现了只升级内核分区和根系统文件分区，使得消费者能够安全便捷的对电子产品嵌入式系统进行升级，为实现上述有益效果，本发明采取下面所述的升级方法及系统进行实现。

如图3所示，本发明实施例的一种嵌入式系统升级方法，包括如下步骤：

一种嵌入式系统升级方法，包括如下步骤：

步骤S10，接收到Bootloader启动的状态信号后，扫描嵌入式系统的存储分区，若所述存储分区已存储升级文件包，则读取所述升级文件包的标识信息；

步骤S20，读取嵌入式系统环境分区所存储的当前系统信息，若所述标识信息与所述当前系统信息不同，则校验所述升级文件包；

步骤S30，若校验升级文件包成功，则解析并获取升级文件包中的升级子文件；

步骤S40，将升级子文件覆盖到待升级分区，并将所述标识信息写入嵌入式系统环境分区。

以上步骤S10到S40实现了直接绕过Bootloader的升级，对待升级分区进行升级，例如内核分区和根文件系统分区，识别出Bootloader启动后的状态信号，从而对上述两分区进行升级操作。

在上述步骤S20中当前系统信息存储在图1所示的environment分区中，即系统环境分区。而当前系统信息包括了目前嵌入式系统的系统版本号、系统硬件版本号、嵌入式系统内核版本号和嵌入式根文件系统版本号。所读取升级文件包的标识信息，同样包括有升级文件包版本号、系统硬件版本号、嵌入式系统内核版本号和嵌入式根系统文件版本号。通过比对上述各内容是否完全对应相同，以确定是否对升级文件包进行校验。

所述升级文件包中包括有文件识别头信息、升级信息头、内核升级子文件和根文件系统升级子文件。

所述文件识别头信息包括有如下信息：升级文件版本号、嵌入式系统内核版本号、嵌入式根文件系统版本号、内核文件起始位置、内核文件长度、根文件系统起始位置、根文件系统长度、升级信息头校验值、内核文件校验值和根文件系统校验值。上述升级文件包的标识信息从文件识别头信息中读取。

升级信息头包括有内核升级子文件和根文件系统升级子文件各自对应的头文件信息，包括如下：升级子文件名称、指定升级分区名称、升级子文件大小、升级子文件起始位置、升级子文件结束位置和升级子文件校验值。

文件识别头信息用于指定待升级分区以及与该待升级分区所需的升级子文件，升级信息头包括有内核升级子文件和根文件系统升级子文件各自对应的头文件信息。

本实施例步骤S20对升级文件包的校验优先采用MD5校验算法，MD5算法是将待校验文件进行校验，校验后将得到一组校验码，然后将这组校验码保存到待待校验文件的标识信息中。

在本实施例中，对升级文件包的校验还包括有依次判定如下标准：标识信息中的最底支持硬件版本号小于当前系统信息中的系统硬件版本号；标识信息中的升级文件版本号大于当前系统信息中的系统版本号；内文升级子文件体积小于内核分区可存储空间；根文件系统升级子文件体积小于根文件系统分区可存储空间。若上述判定标准均成立，则进行校验值比较。

在本实施例中，对升级信息头、内核升级子文件和根文件系统子文件分别校验，并生成升级信息头校验值、内核升级子文件校验值和根文件系统校验值。当升级文件包载入到嵌入式系统后，系统读取，然后对各待校验文件进行MD5校验，校验结果将与之前读出的校验值进行比较，如果相同则证明升级文件包完整有效且没做错误，校验失败，则放弃升级嵌入式系统。

进一步，其它对升级文件包的校验的实施例为：循环冗余校验算法，或是SHA校验算法，或是RIPEMD校验算法。

通过增加对升级包的校验，可有效避免应升级文件包接收不完整导致系统升级故障的问题。

所述步骤S30解析并获取升级文件包中升级子文件的方法是，根据升级信息头的头文件信息从升级文件包中读取内核升级子文件和根文件系统升级子文件；所述步骤S40则将内核升级子文件和根文件系统升级子文件分别覆盖到文件识别头信息指向的内核分区和根文件系统分区，或者仅将内核升级子文件覆盖到内核分区，或者仅将根文件系统升级子文件覆盖到根文件系统分区。

根据上述方法，可实现升级文件包对待升级分区进行指定升级，提高了维护效率，当只需升级内核分区或根文件系统分区时，对升级文件包相应的升级子文件进行修改，可减小工程人员的工作量从而降低维护成本。

所述存储分区通过嵌入式系统具有的usb端口从外部获取升级文件包。对计算机主机端无专门要求，只需具有用以数据输入输出的usb端口，实现先缓冲升级文件到嵌入式设备中，再升级嵌入式系统，有利于全面检测校验升级包。

当用户需要升级电子产品的嵌入式系统时，从网络或厂家获取到分发的升级文件包后，如图4所示，可以通过如下简单操作对嵌入式设备进行升级操作：

步骤S51,嵌入式系统设备上电；

步骤S52,将嵌入式设备usb接口连接到电脑，嵌入式系统被识别为存储设备；

步骤S53，用户将符合条件的“升级文件包”拷贝到存储设备内；

步骤S54，嵌入式设备复位重启；

步骤S55，等待系统升级完成。

从上述升级步骤可知，采用本发明的嵌入式系统升级方法，升级操作简单，减小了用户的工程人员能力要求，只需拷贝升级文件包后重启嵌入式系统，即可实现嵌入式设备的系统升级。

本发明还涉及一种嵌入式系统升级系统，其包括：

读取单元，用于接收到Bootloader启动的状态信号后，扫描嵌入式系统的存储分区，若所述存储分区已存储升级文件包，则读取所述升级文件包的标识信息；

校验单元，用于读取嵌入式系统环境分区所存储的当前系统信息，若所述标识信息与所述当前系统信息不同，则校验所述升级文件包；

解析单元，用于解析所述校验成功的升级文件包并获取其中的升级子文件；

升级单元，用于将升级子文件覆盖到待升级分区，并将所述标识信息写入嵌入式系统环境分区。

以上各单元联合工作，实现了直接绕过Bootloader的升级，对待升级分区进行升级，例如内核分区和根文件系统分区，识别出Bootloader启动后的状态信号，从而对上述两分区进行升级操作。

在上述读取单元所读取的当前系统信息存储在图1所示的environment分区中，即系统环境分区。而当前系统信息包括了目前嵌入式系统的系统版本号、系统硬件版本号、嵌入式系统内核版本号和嵌入式根文件系统版本号。所读取升级文件包的标识信息，同样包括有升级文件包版本号、系统硬件版本号、嵌入式系统内核版本号和嵌入式根系统文件版本号。通过比对上述各内容是否完全对应相同，以确定校验单元是否对升级文件包进行校验。

所述升级文件包中包括有文件识别头信息、升级信息头、内核升级子文件和根文件系统升级子文件。

所述文件识别头信息包括有如下信息：升级文件版本号、嵌入式系统内核版本号、嵌入式根文件系统版本号、内核文件起始位置、内核文件长度、根文件系统起始位置、根文件系统长度、升级信息头校验值、内核文件校验值和根文件系统校验值。上述升级文件包的标识信息从文件识别头信息中读取。

升级信息头包括有内核升级子文件和根文件系统升级子文件各自对应的头文件信息，包括如下：升级子文件名称、指定升级分区名称、升级子文件大小、升级子文件起始位置、升级子文件结束位置和升级子文件校验值。

文件识别头信息用于指定待升级分区以及与该待升级分区所需的升级子文件，升级信息头包括有内核升级子文件和根文件系统升级子文件各自对应的头文件信息。

本实施例对升级文件包的校验优先采用MD5校验算法，MD5算法是将待校验文件进行校验，校验后将得到一组校验码，然后将这组校验码保存到待待校验文件的标识信息中，在本实施例中，对升级信息头、内核升级子文件和根文件系统子文件分别校验，并生成升级信息头校验值、内核升级子文件校验值和根文件系统校验值。当升级文件包载入到嵌入式系统后，系统读取，然后对各待校验文件进行MD5校验，校验结果将与之前读出的校验值进行比较，如果相同则证明升级文件包完整有效且没做错误，校验失败，则放弃升级嵌入式系统。

进一步，其它对升级文件包的校验的实施例为：循环冗余校验算法，或是SHA校验算法，或是RIPEMD校验算法。

通过增加对升级包的校验，可有效避免应升级文件包接收不完整导致系统升级故障的问题。

所述解析单元对升级文件包的解析，是根据升级信息头的头文件信息从升级文件包中读取内核升级子文件和根文件系统升级子文件；升级单元则将内核升级子文件和根文件系统升级子文件分别覆盖到文件识别头信息指向的内核分区和根文件系统分区，或者仅将内核升级子文件覆盖到内核分区，或者仅将根文件系统升级子文件覆盖到根文件系统分区。

升级单元可实现升级文件包对待升级分区进行指定升级，提高了维护效率，当只需升级内核分区或根文件系统分区时，对升级文件包相应的升级子文件进行修改，减小工程人员的工作量从而降低维护成本。

所述存储分区可通过嵌入式系统具有的usb端口从外部设备获取升级文件包。

本嵌入式系统升级系统对计算机主机端无专门要求，只需具有用以数据输入输出的usb端口，实现先缓冲升级文件到嵌入式设备中，再升级嵌入式系统，有利于全面检测校验升级包。

上述实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种嵌入式系统升级方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S10，接收到Bootloader启动的状态信号后，扫描嵌入式系统的存储分区，若所述存储分区已存储升级文件包，则读取所述升级文件包的标识信息；

步骤S20，读取嵌入式系统环境分区所存储的当前系统信息，若所述标识信息与所述当前系统信息不同，则校验所述升级文件包；

步骤S30，若校验升级文件包成功，则解析并获取升级文件包中的升级子文件；

步骤S40，将升级子文件覆盖到待升级分区，并将所述标识信息写入嵌入式系统环境分区。

2.根据权利要求1所述的嵌入式系统升级方法，其特征在于，所述步骤S20对升级文件包的校验采用MD5校验算法，或是采用循环冗余校验算法，或是SHA校验算法，或是RIPEMD校验算法。

3.根据权利要求1所述的嵌入式系统升级方法，其特征在于，所述升级文件包中包括有文件识别头信息、升级信息头、内核升级子文件和根文件系统升级子文件，文件识别头信息用于指定待升级分区以及与该待升级分区所需的升级子文件，升级信息头包括有内核升级子文件和根文件系统升级子文件的各自对应的头文件信息。

4.根据权利要求3所述的嵌入式系统升级方法，其特征在于，所述步骤S30解析并获取升级文件包中升级子文件的方法是，根据升级信息头的头文件信息从升级文件包中读取内核升级子文件和根文件系统升级子文件；所述步骤S40则将内核升级子文件和根文件系统升级子文件分别覆盖到文件识别头信息指向的内核分区和根文件系统分区，或者仅将内核升级子文件覆盖到内核分区，或者仅将根文件系统升级子文件覆盖到根文件系统分区。

5.根据权利要求1所述的嵌入式系统升级方法，其特征在于，所述存储分区通过嵌入式系统具有的usb端口从外部获取升级文件包。

6.一种嵌入式系统升级系统，其特征在于，其包括：

读取单元，用于接收到Bootloader启动的状态信号后，扫描嵌入式系统的存储分区，若所述存储分区已存储升级文件包，则读取所述升级文件包的标识信息；

校验单元，用于读取嵌入式系统环境分区所存储的当前系统信息，若所述标识信息与所述当前系统信息不同，则校验所述升级文件包；

解析单元，用于解析所述校验成功的升级文件包并获取其中的升级子文件；

升级单元，用于将升级子文件覆盖到待升级分区，并将所述标识信息写入嵌入式系统环境分区。

7.根据权利要求6所述的嵌入式系统升级系统，其特征在于，所述校验单元对升级文件包的校验采用MD5校验，或是采用循环冗余校验，或是SHA校验，或是RIPEMD算法校验。

8.根据权利要求6所述的嵌入式系统升级方法，其特征在于，所述升级文件包中包括有文件识别头信息、升级信息头、内核升级子文件和根文件系统升级子文件，文件识别头信息用于指定待升级分区以及与该待升级分区所需的升级子文件，升级信息头包括有内核升级子文件和根文件系统升级子文件的各自对应的头文件信息。

9.根据权利要求8所述的嵌入式系统升级系统，其特征在于，所述解析单元对升级文件包的解析，是根据升级信息头的头文件信息从升级文件包中读取内核升级子文件和根文件系统升级子文件；升级单元则将内核升级子文件和根文件系统升级子文件分别覆盖到文件识别头信息指向的内核分区和根文件系统分区，或者仅将内核升级子文件覆盖到内核分区，或者仅将根文件系统升级子文件覆盖到根文件系统分区。

10.根据权利要求6所述的嵌入式系统升级系统，其特征在于，所述存储分区通过嵌入式系统具有的usb端口从外部设备获取升级文件包。