CN109960523A - 一种嵌入式设备的固件升级方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌入式设备的固件升级方法及装置，在设备正常启动后，接收用户从整个升级镜像中选择待升级镜像后发送的升级指令，关闭当前设备的进程释放内存，将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；嵌入式设备系统引导程序Boot启动后，若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存，否则正常启动设备；并在将待升级镜像写入闪存后，清空所述特定的内存区域，重新启动设备完成升级。本发明的方法及装置基于系统引导程序Boot进行升级，省去了升级过程中对存储介质的依赖，在Boot下面升级稳定性更加，而且适应性更广。

Description

一种嵌入式设备的固件升级方法及装置

技术领域

本发明属于设备固件升级技术领域，尤其涉及一种嵌入式设备的固件升级方法及装置。

背景技术

随着软件功能的增加，产品问题的解决，嵌入式设备在长期运行过程中必然存在版本升级的需求。然而市场竞争越加激烈，每家安防公司对自己产品的成本控制越来越严格，内存即是节约成本的首要芯片。市面上出现了许多内存很紧张的监控设备产品，针对于这种设备，用以往的系统下面的升级方式(比如web升级，U盘升级)，升级文件导入即可能出现系统内存消耗完的现象，在系统引导程序boot下面升级往往需要基于TFTP或者U盘等存储介质去升级，在客户的角度TFTP依赖于串口工具，环境复杂，U盘升级需要购买除设备外的其他存储介质，成本较高。

目前，许多嵌入式系统采用基于Linux的操作系统。Linux系统常见的升级方式是在系统下运行升级程序，将新版本的镜像文件从计算机或其他存储介质下载到嵌入式系统单板的内存。然后，擦除相应的闪存空间，再将新版本的镜像文件从设备内存复制到闪存中的指定位置。使用这种通过程序升级闪存的方法时，需要额外运行升级程序，增加了设备的内存消耗，在原本内存就紧张的小内存嵌入式上存在内存不足导致升级失败的问题。同时，存在这样的问题：由于原文件系统资源没有得到释放，而一些进程往往还在运行，并且升级时用到的命令也都存储在文件系统中，所以如果此时直接使用升级镜像文件覆盖原文件系统的相应文件，容易发生异常情况。

此外，现在开发节奏可能比较快，有些进程化的软件在开发初期没考虑这么健全，在客户运行一段时间或者配置了某些配置会导致进程启动失败，按以往的升级方式，必须依赖于串口或者U盘进行升级。而通过串口等相关工具对于在网的客户会比较麻烦，一般客户只有设备，没有其他工具，没办法升级。通过传输文件到flash的形式进行升级，相对于FLASH分区容量比较大的设备是没问题，但是相对于现状，产品的分区大小都是有限的，很少能放的下大镜像文件。

发明内容

本发明的目的是提供一种嵌入式设备的固件升级方法及装置，用于解决现有技术在固件升级时出现的上述技术问题，完全释放内存用于存放镜像，针对内存小的嵌入式设备实用性强，无需耗费FLASH空间，对分区大小无限制，简化升级流程，提高了升级稳定性。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种嵌入式设备的固件升级方法，用于嵌入式设备的固件升级，所述嵌入式设备的固件升级方法，包括：

接收用户从整个升级镜像中选择待升级镜像后发送的升级指令，关闭当前设备的进程释放内存；

将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；

嵌入式设备系统引导程序Boot启动后，若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存，否则正常启动设备；

在将待升级镜像写入闪存后，清空所述特定的内存区域，重新启动设备。

进一步地，所述升级镜像包括所有的分区镜像及各分区镜像对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息；所述待升级镜像包括所选择的分区镜像及其对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息。

进一步地，所述若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存，包括：

若在所述特定的内存区域检测到头部信息，则判断在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，将待升级镜像写入闪存。

进一步地，所述分区信息包括分区大小和分区起始地址。

进一步地，所述头部信息包括待升级镜像的版本号、或/和所适用的设备名称，所述将待升级镜像导入到特定的内存区域之前，还包括：

校验待升级镜像是否符合升级条件，若校验通过则将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；否则直接重新启动设备；

其中，当所述头部信息中待升级镜像的版本号高于嵌入式设备当前版本号，或/和当前嵌入式设备的名称包括在所适用的设备名称中，判断符合升级条件，校验通过。

本发明还提出了一种嵌入式设备的固件升级装置，应用于嵌入式设备，用于嵌入式设备的固件升级，所述嵌入式设备的固件升级装置，包括：

初始化模块，用于接收用户从整个升级镜像中选择待升级镜像后发送的升级指令，关闭当前设备的进程释放内存；

导入模块，用于将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；

闪存写入模块，用于在嵌入式设备系统引导程序Boot启动后，若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存，否则正常启动设备；

后处理模块，用于在将待升级镜像写入闪存后，清空所述特定的内存区域，重新启动设备。

本发明提出的一种嵌入式设备的固件升级方法及装置，在设备正常启动后，根据用户的选择，杀掉进程释放内存，将待升级镜像导入到内存。然后重新启动，检测到待升级镜像，将待升级镜像写入闪存，完成升级。本发明基于系统引导程序Boot进行升级，省去了升级过程中对存储介质的依赖，在Boot下面升级稳定性更加，而且适应性更广。并且本发明可以按照分区进行升级，升级方便，可以仅对有改动的部分进行升级。完全释放进程所使用到的内存用于存放镜像，针对内存小的嵌入式设备实用性强，同时无需耗费FLASH空间，对FLASH分区大小无限制，简化升级流程，提高了升级稳定性。

附图说明

图1为本发明一种嵌入式设备的固件升级方法的流程图；

图2为本发明实施例升级镜像的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。

如图1所示，本实施例一种嵌入式设备的固件升级方法，用于嵌入式设备的固件升级，包括：

接收用户从整个升级镜像中选择待升级镜像后发送的升级指令，关闭当前设备的进程释放内存；

将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；

嵌入式设备系统引导程序Boot启动后，若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存，否则正常启动设备；

在将待升级镜像写入闪存后，清空所述特定的内存区域，重新启动设备。

具体地，本实施例在固件升级前，首先要进行升级镜像的制作，升级镜像的制作一般在嵌入式设备新的版本开发好后，准备给嵌入式设备升级之前制作。

本技术方案的一种实施例，制作的升级镜像的头部设置有头部信息，升级镜像对应整个嵌入式设备的所有升级文件，在后续升级的时候一次性导入内存，然后再写入闪存。此时，不能够根据分区进行升级，要升级只能整个嵌入式设备全面升级。

本技术方案的另一种实施例，升级镜像包括所有分区镜像及各分区镜像对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息。如图2所示，在每个分区镜像前增加对应的分区信息，分区信息为4个字节的分区大小和分区起始地址。在应用程序分区、文件系统分区、Linux内核分区、环境变量分区和Bootloader分区前都增加了对应的分区信息。另外对于整个升级镜像，还设有整个升级镜像的头部信息，也是4个字节。本实施例升级镜像包括分区镜像及其对应的分区信息，是为了便于用户就某一部分进行升级，可以根据分区信息中分区大小和分区起始地址，将对应的分区镜像写入闪存。同时，在全选所有分区的时候，也能完成所有升级文件的升级。这种结构能够便于用户灵活升级，在某一部分需要升级的时候，选择对应的部分即可，不需要整体重新升级，加快了升级的速度。

此外，在升级镜像中设置头部信息，可以方便在系统引导程序Boot运行时，识别头部信息去判断特定内存区域是否有待升级镜像，从而区分该自动启动还是自动升级的动作，如果识别到头部信息，则进行自动升级的动作，否则自动启动设备。

设置头部信息的另一个目的，是在将待升级镜像导入到特定的内存区域，先根据头部信息进行校验，如果校验通过则导入，否则不导入待升级镜像，后续会进行详细的说明。

需要说明的是，本实施例在判断特定内存区域是否有待升级镜像时，也可以不根据头部信息来判断，而是在将待升级镜像导入内存的时候，在内存中设置对应的标志位，后续重启后，系统引导程序Boot在特定的内存区域检测对应的标志位，如果检测到，就认为有待升级镜像，否则认为没有，这里不再赘述。此时头部信息可以仅作校验用，而不需要导入到内存。

本技术方案优选地，升级镜像包括分区镜像及其对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息，以下以此为例进行说明。

例如，在嵌入式设备正常启动时，系统引导程序Boot运行，若在特定的内存区域未检测到头部信息，则认为内存中没有检测到待升级镜像，直接进行嵌入式设备的正常启动。

此时，用户可以进行升级操作，将升级用的电脑通过网络连接到嵌入式设备，打开电脑上的升级工具，如果选择全部升级，则选择所有的分区镜像，如果选择分区升级，可以单选或多选，选择要进行升级的分区镜像。

用户在升级工具上选择是全部升级，或分区升级后，嵌入式设备会通过网络接收升级指令，此时系统自动杀掉进程，释放内存。

需要说明的是，如果选择的是全部升级，则整个升级镜像都是待升级镜像，需要被导入到内存。如果选择的是分区升级，则所选择的分区镜像为待升级镜像，需要被导入到内存。用户在选择时，相当于选择了待升级镜像，当用户选择了全部升级时，待升级镜像包括所有分区镜像及每个分区镜像对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息。当用户选择了分区升级时，所述待升级镜像包括所选择的分区镜像及其对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息。

本实施例还对升级进行校验，判断待升级镜像是否符合升级条件。若校验不通过，则认为不符合升级条件，则设备重启重新进入正常启动状态。若校验通过，则嵌入式设备先将待升级镜像导入到特定的内存区域，之后触发设备重启。

其中，判断待升级镜像是否符合升级条件，本实施例根据头部信息来进行判断，头部信息中可以包括待升级镜像的版本号，或者包括所适用的设备名称，或即包括版本号也包括所适用的设备名称。在判断待升级镜像是否符合升级条件时，当所述头部信息中待升级镜像的版本号高于嵌入式设备当前版本号时，判断符合升级条件，校验通过。或，在判断待升级镜像是否符合升级条件时，当所述头部信息中待升级镜像的版本号高于嵌入式设备当前版本号时，且嵌入式设备名称包括在所适用的设备名称中，判断符合升级条件，校验通过。

本实施例将待升级镜像导入到特定的内存区域，例如导入非系统态的内存，或其他内存划分时划定的内存区。

此时，如果用户选择了全部升级，导入特定的内存区域的待升级镜像包括全部的分区镜像，即制作的升级镜像全部；如果是分区升级，导入特定的内存区域的待升级镜像是所选择的分区镜像。当然，导入的时候，头部信息和分析信息也一起导入。

随后重启时，系统引导程序Boot启动后，Boot会在内存特定区域进行检测，如果检测到头部信息，则认为在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，要进行升级，进行升级操作。

Boot识别到头部信息后，Boot会对特定的内存区域不做相应的初始化(即清空的动作)，触发升级阶段。

在升级时，设备通过写接口进行对闪存flash的写入，将待升级镜像写入到闪存，随即对特定的内存区域进行清空的动作，设备再次重启。具体地，在写入闪存时，还根据分区信息中分区大小和分区起始地址，从对应的起始地址开始写入。

此后设备重启后，内存已经被清空，不会再识别到头部信息，系统正常启动，升级完成。

与上述方法对应的，本技术方案还提出了一种嵌入式设备的固件升级装置的实施例，应用于嵌入式设备。该嵌入式设备的固件升级装置，包括：

初始化模块，用于接收用户从整个升级镜像中选择待升级镜像后发送的升级指令，关闭当前设备的进程释放内存；

导入模块，用于将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；

闪存写入模块，用于在嵌入式设备系统引导程序Boot启动后，若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存，否则正常启动设备；

后处理模块，用于在将待升级镜像写入闪存后，清空所述特定的内存区域，重新启动设备。

与上述方法对应的，本实施例升级镜像包括所有的分区镜像及各分区镜像对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息；所述待升级镜像包括所选择的分区镜像及其对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息。

与上述方法对应的，本实施例闪存写入模块在执行若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存步骤时，执行的操作包括：

若在所述特定的内存区域检测到头部信息，则判断在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，将待升级镜像写入闪存。

与上述方法对应的，本实施例所述分区信息包括分区大小和分区起始地址。

与上述方法对应的，本实施例所述头部信息包括待升级镜像的版本号、或/和所适用的设备名称，所述导入模块在执行将待升级镜像导入到特定的内存区域之前，还执行如下操作：

校验待升级镜像是否符合升级条件，若校验通过则将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；否则直接重新启动设备；

其中，当所述头部信息中待升级镜像的版本号高于嵌入式设备当前版本号，或/和当前嵌入式设备的名称包括在所适用的设备名称中，判断符合升级条件，校验通过。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种嵌入式设备的固件升级方法，用于嵌入式设备的固件升级，其特征在于，所述嵌入式设备的固件升级方法，包括：

接收用户从整个升级镜像中选择待升级镜像后发送的升级指令，关闭当前设备的进程释放内存；

将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；

嵌入式设备系统引导程序Boot启动后，若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存，否则正常启动设备；

在将待升级镜像写入闪存后，清空所述特定的内存区域，重新启动设备。

2.如权利要求1所述的嵌入式设备的固件升级方法，其特征在于，所述升级镜像包括所有的分区镜像及各分区镜像对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息；所述待升级镜像包括所选择的分区镜像及其对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息。

3.如权利要求2所述的嵌入式设备的固件升级方法，其特征在于，所述若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存，包括：

若在所述特定的内存区域检测到头部信息，则判断在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，将待升级镜像写入闪存。

4.如权利要求2所述的嵌入式设备的固件升级方法，其特征在于，所述分区信息包括分区大小和分区起始地址。

5.如权利要求2所述的嵌入式设备的固件升级方法，其特征在于，所述头部信息包括待升级镜像的版本号、或/和所适用的设备名称，所述将待升级镜像导入到特定的内存区域之前，还包括：

校验待升级镜像是否符合升级条件，若校验通过则将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；否则直接重新启动设备；

其中，当所述头部信息中待升级镜像的版本号高于嵌入式设备当前版本号，或/和当前嵌入式设备的名称包括在所适用的设备名称中，判断符合升级条件，校验通过。

6.一种嵌入式设备的固件升级装置，应用于嵌入式设备，用于嵌入式设备的固件升级，其特征在于，所述嵌入式设备的固件升级装置，包括：

初始化模块，用于接收用户从整个升级镜像中选择待升级镜像后发送的升级指令，关闭当前设备的进程释放内存；

导入模块，用于将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；

闪存写入模块，用于在嵌入式设备系统引导程序Boot启动后，若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存，否则正常启动设备；

后处理模块，用于在将待升级镜像写入闪存后，清空所述特定的内存区域，重新启动设备。

7.如权利要求6所述的嵌入式设备的固件升级装置，其特征在于，所述升级镜像包括所有的分区镜像及各分区镜像对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息；所述待升级镜像包括所选择的分区镜像及其对应的分区信息，以及整个升级镜像的头部信息。

8.如权利要求7所述的嵌入式设备的固件升级装置，其特征在于，所述闪存写入模块在执行若在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，则将待升级镜像写入闪存步骤时，执行的操作包括：

若在所述特定的内存区域检测到头部信息，则判断在所述特定的内存区域检测到待升级镜像，将待升级镜像写入闪存。

9.如权利要求7所述的嵌入式设备的固件升级装置，其特征在于，所述分区信息包括分区大小和分区起始地址。

10.如权利要求7所述的嵌入式设备的固件升级装置，其特征在于，所述头部信息包括待升级镜像的版本号、或/和所适用的设备名称，所述导入模块在执行将待升级镜像导入到特定的内存区域之前，还执行如下操作：

校验待升级镜像是否符合升级条件，若校验通过则将待升级镜像导入到特定的内存区域，重新启动设备；否则直接重新启动设备；

其中，当所述头部信息中待升级镜像的版本号高于嵌入式设备当前版本号，或/和当前嵌入式设备的名称包括在所适用的设备名称中，判断符合升级条件，校验通过。