CN105867985A - 一种车载解码器软件升级文件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载解码器软件升级文件的方法，包括以下步骤：步骤一：检查是否插入SD卡；步骤二：当检查到有SD卡插入后，令LED灯亮一定的时间；步骤三：自动检查SD卡中是否有文件更新，如果有文件更新，则执行文件更新，同时令LED灯闪烁；否则直接跳到应用程序执行；步骤四：成功更新一个文件后，令LED灯快速闪烁，闪烁速度和步骤三中LED灯的闪烁速度一样；然后，跳转到步骤三继续更新下一个文件，直到所有文件更新完成为止。本发明结合软件结构的特点和硬件提供的保护特性，有效地提高了程序的安全性，降低了产品被抄袭的潜在风险，达到最大程度地对厂商代码和知识产权的保护，可以很好地满足实际应用的需要。

Description

一种车载解码器软件升级文件的方法
技术领域
本发明属于技术领域，具体涉及一种车载解码器软件升级文件的方法。
背景技术
随着嵌入式系统产品的发展，其功能趋向系统化和复杂化，不同的场合和具体应用使厂商根据自身情况对产品的升级和维护提出了更多的需求。厂商针对这一问题普遍采用Bootloader引导应用程序结构的嵌入式软件，Bootloader程序是在系统上电复位后在Flash中首先执行的一小段代码，对于具有Bootloader引导应用程序结构的嵌入式软件，Bootloader部分和应用程序时相对独立的。产品有了升级版本后，用户可以得到产品和升级程序包。可是在对产品的篡改攻击中，一旦Bootloader代码泄漏，非法使用者通过升级模式更新应用程序部分，将可以复制产品的全部软件代码，这就使得产品被抄袭的潜在风险急剧增大。
嵌入式系统产品的开发往往成本高、开发周期长，一旦产品中的嵌入式软件被抄袭或盗窃都将给厂商带来巨大的损失。一直以来，嵌入式软件的安全和知识产权保护是厂商面对市场竞争着重关心的焦点。嵌入式系统处理器的优先硬件资源和高效率要求使得其难以应用复杂和大运算的加密算法，对代码的保护更多依赖于硬件，这往往具有很多潜在的安全隐患。因此，对于大多数厂商来说，有必要引入一些软件保护机制，来完成产权保护以及用户的使用安全的目的。
一般升级文件的方式大概有四种方式：1：一次性通过JLink烧写；2：使用串口升级；3：使用USB进行升级；4：SD卡升级。但是stm32本身并不支持SD卡升级的功能，而一般的SD卡升级方式是将所需的.bin文件直接拷贝到SD卡中，但是在一些产品升级过程中，往往有些SD卡里面的app程序的.bin文件识别不了(就是打不开.bin文件)，这使产品升级效率大大降低，这些缺陷需要改进。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的车载解码器软件升级文件的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：
一种车载解码器软件升级文件的方法，包括以下步骤：
步骤一：检查是否插入SD卡；如果有SD卡插入，则更新应用程序和SPIFlash的文件；如果没有SD卡插入，则直接跳到应用程序执行；
步骤二：当检查到有SD卡插入后，令LED灯亮一定的时间；
步骤三：自动检查SD卡中是否有文件更新，如果有文件更新，则执行文件更新，同时令LED灯以每秒两次的速度闪烁；如果没有文件更新，则直接跳到应用程序执行；
步骤四：成功更新一个文件后，令LED灯快速闪烁，闪烁速度和步骤三中LED灯的闪烁速度一样；然后，跳转到步骤三继续更新下一个文件，直到所有文件更新完成为止。
进一步地，所述方法还包括步骤五：当程序跳到应用程序入口，发现找不到应用程序或者当文件更新失败时，使LED灯以两秒闪烁一次的速度闪烁。
进一步地，所述方法具体为：
步骤一：程序开始执行时，首先初始化各个模块的驱动程序；
步骤二：检测SD卡是否插入，如果有SD卡插入，则执行步骤三；如果没有SD卡插入，则跳转到步骤八；
步骤三：当应用程序检测到有SD卡插入时：
(1)使用FATFS文件系统，在FATFS模块上注册一个工作区；
(2)获取文件描述缓冲；
步骤四：判断是否获取文件描述缓冲，如果为获取成功，则跳转到步骤五；如果文件描述缓冲未获取成功，跳转到步骤八；
步骤五：获取待升级的文件数量，判断待升级的文件是否均获取成功，如果均获取成功，则执行步骤六，并对待升级文件逐一进行升级，直到所有文件都升级完成；如果未获取成功，应用程序自动挂起；
步骤六：判断待升级的文件的描述结构体数组中文件的升级类型，根据文件升级类型选择升级方式；
步骤七：判断所有升级文件是否升级完成，升级完成执行步骤八，否则返回步骤五；
步骤八：关闭定时器，LED灯停止闪烁；
步骤九：IAP完成之后，跳转至应用程序之前释放掉SPI相关引脚，防止引脚复用；
步骤十：判断上层APP程序地址是否存在APP,如果存在，则运行上层APP；如果不存在，本应用程序挂起。
进一步地，所述步骤六具体为：判断待升级的文件的描述结构体数组中文件的升级类型，根据文件升级类型选择升级方式：
1)如果文件升级类型为INTERNAL，则执行Internal Flash升级；
2)如果文件升级类型为SPI，则执行SPI Flash升级；
3)如果为其它文件类型，则应用程序自动挂起。
本发明提供的车载解码器软件升级文件的方法，结合软件结构的特点和硬件提供的保护特性，使用过bvloader软件升级文件的方式，它既可以给stm32f10x引导装载程序，使用SD卡(SPI接口)更新并运行应用程序，又可以通过配置/bsp/board/的文件来实现在不同硬件的板上的移植，这样便可快捷地实现产品升级，加快升级速度；同时，也有效地提高程序的安全性，克服了很多潜在的安全隐患，降低了产品被抄袭的潜在风险，达到最大程度地对厂商代码和知识产权的保护，可以很好地满足实际应用的需要。
附图说明
图1为本发明的总体流程图；
图2为SPI Flash更新过程的流程图；
图3为Internal Flash更新过程的流程图；
图4为本发明的详细步骤流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种车载解码器软件升级文件的方法，包括以下步骤：
步骤一：启动时检查是否插入SD卡；如果有SD卡插入，则更新应用程序和SPI Flash的文件；如果没有SD卡插入，则直接跳到应用程序执行；
步骤二：当检查到有SD卡插入后，令LED灯亮一定的时间；
步骤三：自动检查SD卡中是否有文件更新，如果有文件更新，则执行文件更新，同时令LED灯以每秒两次的速度闪烁；如果没有文件更新，则直接跳到应用程序执行；
步骤四：成功更新一个文件后，令LED灯快速闪烁，闪烁速度和步骤三中LED灯的闪烁速度一样；然后，跳转到步骤三继续更新下一个文件，直到所有文件更新完成为止；
步骤五：当程序跳到应用程序入口，发现找不到应用程序或者当文件更新失败时，使LED灯以两秒闪烁一次的速度闪烁。
本发明的车载解码器软件升级文件的方法是通过bvloader程序实现的，bvloader程序包括六个模块，分别是定时器、SD卡控制模块、LED灯状态、FATFS文件系统、Internal Flash更新以及SPI Flash更新等模块，下面将分别详细介绍定时器、FATFS文件系统、SPIFlash更新、Internal Flash更新以及主逻辑控制等模块。
定时器
当bvloader应用程序需要挂起时，它会首先设置一个2秒的定时器溢出时间，再开启定时器，而在检测到有SD卡时LED灯会定时闪烁。
FATFS文件系统
在本发明中使用了FATFS文件系统，是本发明的关键点之一，因为产品在制作成品时使用FATFS文件系统升级文件更快捷。它在主逻辑控制模块检测SD卡是否存在update.cfg文件、分析update.cfg文件以及在SPIFlash更新模块和InternalFlash更新模块等都有使用到该文件系统。
FATFS是一个为小型嵌入式系统设计的通用FAT(File Allocation Table)文件系统模块。FatFs的编写遵循ANSIC，并且完全与磁盘I/O层分开。因此，它独立(不依赖)于硬件架构。它可以被嵌入到低成本的微控制器中，如8051,PIC,AVR,SH,Z80,H8,ARM等等，而不需要做任何修改。
FATFS文件系统的特点是：FAT12,FAT16与FAT32.多个卷(物理驱动器与分区)。两种分区规则：FDISK与Super-floppy。多种配置选项:长文件名支持。可选的编码页，包括DBCS(DBCS即双位元组字元系统Double Byte CharSystems)多任务支持只读，最小化API，缓冲区配置等等应用程序接口。
SPI Flash更新
SPI：serial peripheral interface串行外围设备接口，是一种常见的时钟同步串行通信接口。SPI Flash就是通过SPI口对Flash进行读写。
本发明的SPI Flash更新过程的流程如图2所示。SPI Flash升级方法主要是运用32位校验和算法，判断SPI FLASH读写校验和是否一致来实现对升级文件的数据传输。
校验和(checksum)在数据处理和数据通信领域中，用于校验目的地一组数据项的和。是指传输位数的累加，当传输结束时，接收者可以根据这个数值判断是否接到了所有的数据。如果数值匹配，那么说明传送已经完成。它通常是以16进制为数制的表现形式，而32位校验和是以32进制为数制表示的形式。
在SPI Flash写数据时，为了计算数据包的写检验和。应该按如下步骤：
1、把写校验和字段设置为0；
2、把需要校验的数据看成以4字节即32位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和；
3、把得到的结果存入写校验和字段中。
在SPI Flash进行读数据时，计算数据包的读检验和，按如下步骤：
1、把读校验和字段设置为0；
2、把首部看成以4K位为单位的数字组成，尾部不足4K的以32位为单位组成数据包，依次进行二进制反码求和；
3、把得到的结果存入读校验和字段中。
Internal Flash更新
本发明的Internal Flash更新过程的流程如图3所示。Internal Flash文件升级主要是通过一个升级滤波器函数来先对升级文件进行判断。它有如下三种情况：
1、读到的文件大小大于APP应用程序的大小，即文件对象太大；
2、记录的一个文件的地址小于APP应用程序开始的地址，即对象文件的地址太小；
3、缓存数据的地址为0x20000000。
Internal Flash在读取升级文件数据时，它是以一个FLASH_PAGE_SIZE大小读取的数据，在判断FLASH状态是否完整后对程序的地址进行位置偏移，直到偏移到指定位置时，数据才传输完成。
为了更好地实现上述方案，下面通过整体的软件设计步骤并结合附图4来对本发明作进一步详细地描述，具体包括下列步骤：
步骤一：程序开始执行时，系统首先会初始化各个模块的驱动程序。
步骤二：检测SD卡是否插入，如果有SD卡插入，则执行步骤三；如果没有SD卡插入，则跳转到步骤八。
步骤三：当应用程序检测到有SD卡插入时：
(1)使用FATFS文件系统，在FATFS模块上注册一个工作区；
(2)获取文件描述缓冲。
步骤四：判断是否获取文件描述缓冲，如果为获取成功，则跳转到步骤五；如果文件描述缓冲未获取成功，跳转到步骤八。
步骤五：获取待升级的文件数量，判断待升级的文件是否均获取成功，如果均获取成功，则执行步骤六，并对待升级文件逐一进行升级，直到所有文件都升级完成。如果未获取成功，应用程序自动挂起。
步骤六：判断待升级的文件的描述结构体数组中文件的升级类型，根据文件升级类型选择升级方式。
(1)如果文件升级类型为INTERNAL，执行InternalFlash升级。
(2)如果文件升级类型为SPI，执行SPIFlash升级。
(3)如果为其它文件类型，系统自动挂起。
步骤七：判断所有升级文件是否升级完成，升级完成执行步骤八，否则返回步骤五。
步骤八：关闭定时器，LED灯停止闪烁。
步骤九：IAP(IAP为In-Application Programming的缩写，即应用编程)完成之后，跳转至应用程序之前释放掉SPI相关引脚，防止引脚复用。
步骤十：判断上层APP程序地址是否存在APP,如果存在，则运行上层APP；如果不存在，本应用程序挂起。
本发明提供的车载解码器软件升级文件的方法，结合软件结构的特点和硬件提供的保护特性，使用过bvloader软件升级文件的方式，它既可以给stm32f10x引导装载程序，使用SD卡(SPI接口)更新并运行应用程序，又可以通过配置/bsp/board/的文件来实现在不同硬件的板上的移植，这样便可快捷地实现产品升级，加快升级速度；同时，也有效地提高程序的安全性，克服了很多潜在的安全隐患，降低了产品被抄袭的潜在风险，达到最大程度地对厂商代码和知识产权的保护，可以很好地满足实际应用的需要。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种车载解码器软件升级文件的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：检查是否插入SD卡；如果有SD卡插入，则更新应用程序和SPIFlash的文件；如果没有SD卡插入，则直接跳到应用程序执行。
步骤二：当检查到有SD卡插入后，令LED灯亮一定的时间。
步骤三：自动检查SD卡中是否有文件更新，如果有文件更新，则执行文件更新，同时令LED灯以每秒两次的速度闪烁；如果没有文件更新，则直接跳到应用程序执行。
步骤四：成功更新一个文件后，令LED灯快速闪烁，闪烁速度和步骤三中LED灯的闪烁速度一样；然后，跳转到步骤三继续更新下一个文件，直到所有文件更新完成为止。
2.根据权利要求1所述的车载解码软件升级文件的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤五：当程序跳到应用程序入口，发现找不到应用程序或者当文件更新失败时，使LED灯以两秒闪烁一次的速度闪烁；
3.根据权利要求1、2所述的车载解码器软件升级文件的方法，其特征在于，所述方法具体为：
步骤一：程序开始执行时，首先初始化各个模块的驱动程序。
步骤二：检测SD卡是否插入，如果有SD卡插入，则执行步骤三；如果没有SD卡插入，则跳转到步骤八。
步骤三：当应用程序检测到有SD卡插入时：
(1)使用FATFS文件系统，在FATFS模块上注册一个工作区；
(2)获取文件描述缓冲。
步骤四：判断是否获取文件描述缓冲，如果为获取成功，则跳转到步骤五；如果文件描述缓冲未获取成功，跳转到步骤八。
步骤五：获取待升级的文件数量，判断待升级的文件是否均获取成功，如果均获取成功，则执行步骤六，并对待升级文件逐一进行升级，直到所有文件都升级完成。如果未获取成功，应用程序自动挂起。
步骤六：判断待升级的文件的描述结构体数组中文件的升级类型，根据文件升级类型选择升级方式。
步骤七：判断所有升级文件是否升级完成，升级完成执行步骤八，否则返回步骤五。
步骤八：关闭定时器，LED灯停止闪烁。
步骤九：IAP完成之后，跳转至应用程序之前释放掉SPI相关引脚，防止引脚复用。
步骤十：判断上层APP程序地址是否存在APP,如果存在，则运行上层APP；如果不存在，本应用程序挂起。
4.根据权利要求3所述的步骤六，其特征在于，所述步骤六具体为：判断待升级的文件的描述结构体数组中文件的升级类型，根据文件升级类型选择升级方式：
1)如果文件升级类型为INTERNAL，则执行Internal Flash升级。
2)如果文件升级类型为SPI，则执行SPI Flash升级。
3)如果为其它文件类型，则应用程序自动挂起。
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