CN106020905B - 一种微控制器固件开发与更新的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微控制器固件开发与更新的方法及系统,包括:预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,并将所述N个相互独立的固件片段烧写入程序存储器的N个分区;其中,N为大于1的整数;接收到更新指令后,根据所述更新指令从所述N个相互独立的固件片段中确定待更新的目标固件片段;利用所述更新指令更新所述目标固件片段;可见,在本实施例中,通过将原有的单一固件分为多个固件片段,在接收到更新指令时,仅需要更新相对应的固件片段,由于待更新的固件片段数据量小、占用空间少,大大缩短了更新时间;在产品研发和生产时,由于固件更新时间大大缩短,效率得以提升,大大节约了产品的研发和生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式系统设备固件开发技术领域,更具体地说,涉及一种微控制器固件开发与更新的方法及系统。
背景技术
现有单片机系统中,开发人员通常会将设备固件烧写入目标板微控制器的程序存储器中。由于微控制器与普通计算机系统不同的是,微控制器内部不包含虚拟内存管理单元,所以嵌入式设备所有的软件功能均包含在同一个固件中,共用同一块物理内存空间。在研发阶段,开发人员需对设备软件功能进行反复修改、调试,那么每次修改后,都需要更新固件,依照现有的整个固件更新方式,更新速度缓慢,会耗费开发人员大量的时间等待,长此以往,会大大降低产品的研发效率,加大产品研发成本。在生产阶段,必须在生产前对固件进行更新烧录,依照现有的整个固件更新方法,单个产品固件更新时间较长,那么单位时间内生产完成的产品数量必然较低,这直接降低了产品生产率,增加产品生产成本。
因此,如何在开发阶段采取新手段,新方法实现快速更新微控制器固件,是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微控制器固件开发与更新的方法及系统,以实现更快速的对固件进行更新。
为实现上述目的,本发明实施例提供了如下技术方案:
一种微控制器固件开发与更新的方法,包括:
预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,并将所述N个相互独立的固件片段烧写入程序存储器的N个分区;其中,N为大于1的整数;
接收到更新指令后,根据所述更新指令从所述N个相互独立的固件片段中确定待更新的目标固件片段;
利用所述更新指令更新所述目标固件片段。
其中,所述预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,包括:
根据所述原始固件中程序的更新频率,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段。
其中,所述预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,包括:
根据所述原始固件中程序的类型,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段;其中,所述程序的类型至少包括应用程序、驱动程序和操作系统程序。
其中,若所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数,则从发起调用的固件片段预先存储的结构体函数指针变量中,确定被调用的固件片段的第一函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第一函数地址信息调用相应的软件函数。
其中,若所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数,则从发起调用的固件片段预先存储的函数地址列表文件中,确定被调用的固件片段的第二函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第二函数地址信息调用相应的软件函数。
一种微控制器固件开发与更新的系统,包括:
分段模块,用于将原始固件分为N个相互独立的固件片段;其中,N为大于1的整数;
烧写模块,用于将所述N个相互独立的固件片段烧写入程序存储器的N个分区;
更新模块,用于在接收到更新指令时,根据所述更新指令从所述N个相互独立的固件片段中确定待更新的目标固件片段,并利用所述更新指令更新所述目标固件片段。
其中,所述分段模块根据所述原始固件中程序的更新频率,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段。
其中,所述分段模块根据所述原始固件中程序的类型,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段;其中,所述程序的类型至少包括应用程序、驱动程序和操作系统程序。
其中,还包括:
第一函数地址信息确定模块,用于在所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数时,从发起调用的固件片段预先存储的结构体函数指针变量中,确定被调用的固件片段的第一函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第一函数地址信息调用相应的软件函数。
其中,还包括:
第二函数地址信息确定模块,用于在所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数时,从发起调用的固件片段预先存储的函数地址列表文件中,确定被调用的固件片段的第二函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第二函数地址信息调用相应的软件函数。
通过以上方案可知,本发明实施例提供的一种微控制器固件开发与更新的方法及系统,包括:预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,并将所述N个相互独立的固件片段烧写入程序存储器的N个分区;其中,N为大于1的整数;接收到更新指令后,根据所述更新指令从所述N个相互独立的固件片段中确定待更新的目标固件片段;利用所述更新指令更新所述目标固件片段;可见,在本实施例中,通过将原有的单一固件分为多个固件片段,在接收到更新指令时,仅需要更新相对应的固件片段,由于待更新的固件片段数据量小、占用空间少,大大缩短了更新时间;在产品研发和生产时,由于固件更新时间大大缩短,效率得以提升,大大节约了产品的研发和生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种微控制器固件开发与更新的方法流程示意图;
图2为本发明实施例公开的一种软件函数调用流程示意图;
图3为本发明实施例公开的另一种软件函数调用流程示意图;
图4为本发明实施例公开的一种微控制器固件开发与更新的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种微控制器固件开发与更新的方法及系统,以实现更快速的对固件进行更新。
参见图1,本发明实施例提供的一种微控制器固件开发与更新的方法,包括:
S101、预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,并将所述N个相互独立的固件片段烧写入程序存储器的N个分区;其中,N为大于1的整数;
具体的,固件是指设备内部保存的应用软件,通过固件,实现了微控制器系统的运行动作。在微控制器设备中,固件就是设备的灵魂,因为设备除了固件以外没有其它软件组成,因此固件也就决定着硬件设备的功能及性能。应用程序为微控制器系统中固件的一部分软件功能,实现了微控制器系统在不同的特定功能;驱动程序为微控制系统中固件的一部分软件功能,实现了微控制器上的硬件设备的控制功能,提供接口给应用程序调用;操作系统为微控制器系统中固件的一部分软件功能,管理微控制器上的固件中其他部分的运作,是固件中的最核心功能。
具体的,在研发阶段,开发人员需对设备软件功能进行反复修改,调试,那么每次修改后,都需要更新固件,依照现有的整个固件更新方式,更新速度缓慢,会耗费开发人员大量的时间等待,长此以往,会大大降低产品的研发效率,加大产品研发成本。生产阶段,必须在产线对固件进行更新烧录,依照现有的整个固件更新方法,单个产品固件更新时间较长,那么单位时间内生产完成的产品数量必然较低,这直接降低了产品生产率,增加产品生产成本。
因此,在本实施例中,通过在开发过程中将原始固件进行分段,在对固件进行更新时,只需要更新选定的目标固件。在本实施例中可以根据实际情况,将固件分为N个固件片段,N大于等于2。在本实施例中,以N为2进行描述,相应的N为其他数值时,其更新原理与N为2的更新原理相同,可以相互参照,在此就不再赘述。
S102、接收到更新指令后,根据所述更新指令从所述N个相互独立的固件片段中确定待更新的目标固件片段。
S103、利用所述更新指令更新所述目标固件片段。
其中,所述预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,包括:
根据所述原始固件中程序的更新频率,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段;或者,
根据所述原始固件中程序的类型,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段;其中,所述程序的类型至少包括应用程序、驱动程序和操作系统程序。
具体的,由于N为2,则将原始固件分为两个固件片段,在此可以理解为将原始固件分为固件A和固件B。其中,在本实施例中,可以根据固件中程序的更新频率和程序类型将原始固件分为两个固件。
当根据程序的更新频率进行程序分段时,首先需要收集不同程序的更新频率,在对原始程序进行分段时,根据程序间更新频率的不同将原始固件分为N个固件片段;例如:若N为2,原始固件分为固件A和固件B,则可以将更新频率大于预定阈值的程序作为固件A,更新频率不大于预定阈值的程序作为固件B,这样,在接收到更新指令时,按照开发时约定好的固件更新协议,更新服务器端仅提供固件A下载,因而设备便可从更新服务器端下载到固件A,并完成更新固件A。
当根据程序类型进行程序分段时,首先需要从原始固件中提取不同类型的固件程序。由于不同类型的程序的更新频率不同,所以可以根据程序的类型将原始固件分为N个固件片段;例如:需要频繁更新的固件类型为应用程序,而相对来说更新频率低的为驱动程序和操作系统程序,所以从原始固件中提取应用程序作为固件A,提取驱动程序和操作系统程序作为固件B。这样,在接收到更新指令时,首先确定待更新的程序的程序类型,确定待更新的程序是位于固件A中还是固件B中,并根据更新指令进行更新。
综上可见,在本实施例中,将嵌入式设备的程序进行分段,一个是相对稳定的B固件,一个是需调整应用功能的A固件,这样,产品功能调整或维护时,仅需更新A固件。和单一固件方法相比,改进后,A固件数据量小,占用空间少,更新时间大大缩短。产品研发和生产时,固件更新时间会大大缩短,效率得以提升,大大节约了产品的研发和生产成本。
具体的,由于原始固件被分段为相互独立的固件片段,那么有关联的固件之间调用时,会出现由于不知道被调用的函数地址而无法调用的问题,因此,在本实施例中提出两种解决方案:
方案一:若所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数,则从发起调用的固件片段预先存储的结构体函数指针变量中,确定被调用的固件片段的第一函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第一函数地址信息调用相应的软件函数。
具体的,第一种实现是通过在B固件中定义调用函数的结构体函数指针,将B固件中被调用的函数地址传递到A固件中,从而在A固件中实现函数调用功能。
参见图2,其调用流程如下:
S201、设备上电后,开始启动执行B固件,完成系统初始化,并且获取A固件起始地址,同时定义指向B固件软件函数地址的函数指针结构体变量;
S202、B固件中通过指向A固件起始地址,开始运行A固件程序;
S203、A固件从参数区获取结构体函数指针变量,从中获取到B固件函数地址;
S204、A固件通过调用结构体函数指针指向的B固件函数,实现相应的函数功能。
具体的,在实现相应的函数功能后,需要检测运行过程中是否出错,如果没有出错,则系统继续运行;如果出错,则进行错误处理。
具体的,在本实施例中是通过编译器编译,获取A固件起始地址,并将其赋值给B固件中的函数指针变量,且通过编译器编译,获取B固件中要调用的函数地址,并写入结构体函数指针变量,通过该指针变量调用B固件中的函数功能。
方案二:若所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数,则从发起调用的固件片段预先存储的函数地址列表文件中,确定被调用的固件片段的第二函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第二函数地址信息调用相应的软件函数。
具体的,第二种实现是通过函数符号表的方式,生成B固件中的函数地址表文件,传递给A固件,这样A固件就可以根据该文件完成函数功能的调用。
参见图3,其调用流程如下:
S301、设备上电后,B固件开始启动执行,完成系统初始化,并且获取A固件起始地址;
S302、B固件中通过指向A固件起始地址,开始运行A固件程序;
S303、A固件从函数符号表文件中获取到B固件函数地址;
S304、A固件根据函数地址调用B固件函数,实现函数功能。
具体的,在实现相应的函数功能后,需要检测运行过程中是否出错,如果没有出错,则系统继续运行;如果出错,则进行错误处理。
具体的,在本实施例中是通过编译器编译,获取A固件起始地址,并将其赋值给B固件中的函数指针变量。B固件编译时,生成的函数地址列表文件,具体的在IAR中为函数符号表文件形式;在A固件编译时,将该函数地址列表文件,导入到A固件中,从而使A固件运行时,可以按照该函数地址列表去调用B固件的函数。
上述方案一和方案二相比,方案二无需定义函数结构体指针变量,节省设备微控制器的物理内存空间,摒弃函数结构体指针操作方式,加快设备软件运行速度,且开发人员不用再针对B固件中每个调用函数定义地址,减少开发工作量。
本发明实施例提供的一种微控制器固件开发与更新的方法及系统,包括:预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,并将所述N个相互独立的固件片段烧写入程序存储器的N个分区;其中,N为大于1的整数;接收到更新指令后,根据所述更新指令从所述N个相互独立的固件片段中确定待更新的目标固件片段;利用所述更新指令更新所述目标固件片段;可见,在本实施例中,通过将原有的单一固件分为多个固件片段,在接收到更新指令时,仅需要更新相对应的固件片段,由于待更新的固件片段数据量小、占用空间少,大大缩短了更新时间;在产品研发和生产时,由于固件更新时间大大缩短,效率得以提升,大大节约了产品的研发和生产成本。
下面对本发明实施例提供的开发与更新系统进行介绍,下文描述的开发与更新系统与上文描述的开发与更新方法可以相互参照。
参见图4,本发明实施例提供的一种微控制器固件开发与更新的系统,包括:
分段模块100,用于将原始固件分为N个相互独立的固件片段;其中,N为大于1的整数;
烧写模块200,用于将所述N个相互独立的固件片段烧写入程序存储器的N个分区;
更新模块300,用于在接收到更新指令时,根据所述更新指令从所述N个相互独立的固件片段中确定待更新的目标固件片段,并利用所述更新指令更新所述目标固件片段。
基于上述技术方案,所述分段模块根据所述原始固件中程序的更新频率,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段。
基于上述技术方案,所述分段模块根据所述原始固件中程序的类型,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段;其中,所述程序的类型至少包括应用程序、驱动程序和操作系统程序。
基于上述技术方案,本方案还包括:
第一函数地址信息确定模块,用于在所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数时,从发起调用的固件片段预先存储的结构体函数指针变量中,确定被调用的固件片段的第一函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第一函数地址信息调用相应的软件函数。
基于上述技术方案,本方案还包括:
第二函数地址信息确定模块,用于在所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数时,从发起调用的固件片段预先存储的函数地址列表文件中,确定被调用的固件片段的第二函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第二函数地址信息调用相应的软件函数。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种微控制器固件开发与更新的方法,其特征在于,包括:
预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,并将所述N个相互独立的固件片段烧写入程序存储器的N个分区;其中,N为大于1的整数;
接收到更新指令后,根据所述更新指令从所述N个相互独立的固件片段中确定待更新的目标固件片段;
利用所述更新指令更新所述目标固件片段;
其中,所述固件片段为控制器系统中原始固件的一部分软件功能;其中,所述更新包括更新烧录;其中,所述原始固件包括:驱动程序、操作系统、应用程序。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,包括:
根据所述原始固件中程序的更新频率,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预先将原始固件分为N个相互独立的固件片段,包括:
根据所述原始固件中程序的类型,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段;其中,所述程序的类型至少包括应用程序、驱动程序和操作系统程序。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于,
若所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数,则从发起调用的固件片段预先存储的结构体函数指针变量中,确定被调用的固件片段的第一函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第一函数地址信息调用相应的软件函数。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于,
若所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数,则从发起调用的固件片段预先存储的函数地址列表文件中,确定被调用的固件片段的第二函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第二函数地址信息调用相应的软件函数。
6.一种微控制器固件开发与更新的系统,其特征在于,包括:
分段模块,用于将原始固件分为N个相互独立的固件片段;其中,N为大于1的整数;
烧写模块,用于将所述N个相互独立的固件片段烧写入程序存储器的N个分区;
更新模块,用于在接收到更新指令时,根据所述更新指令从所述N个相互独立的固件片段中确定待更新的目标固件片段,并利用所述更新指令更新所述目标固件片段;其中,所述固件片段为控制器系统中原始固件的一部分软件功能;其中,所述更新包括更新烧录;其中,所述原始固件包括:驱动程序、操作系统、应用程序。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述分段模块根据所述原始固件中程序的更新频率,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述分段模块根据所述原始固件中程序的类型,将所述原始固件分成N个相互独立的固件片段;其中,所述程序的类型至少包括应用程序、驱动程序和操作系统程序。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的系统,其特征在于,还包括:
第一函数地址信息确定模块,用于在所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数时,从发起调用的固件片段预先存储的结构体函数指针变量中,确定被调用的固件片段的第一函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第一函数地址信息调用相应的软件函数。
10.根据权利要求6-8中任意一项所述的系统,其特征在于,还包括:
第二函数地址信息确定模块,用于在所述N个相互独立的固件片段中的任一固件片段需要调用另一固件片段的软件函数时,从发起调用的固件片段预先存储的函数地址列表文件中,确定被调用的固件片段的第二函数地址信息,以使发起调用的固件片段根据所述第二函数地址信息调用相应的软件函数。
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2016
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"物联网设备无线固件升级技术的研究";楼亮亮 等;《单片机与嵌入式系统应用》;20150601(第6期);第7-10页 * |
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CN106020905A (zh) | 2016-10-12 |
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