CN111124464B - 一种用于嵌入式系统的差分升级的方法、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于嵌入式系统压缩固件的差分升级方法、系统及计算机可读存储介质，包括如下步骤：A、记录原始版本固件中的存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址；B、根据差分包中的差分数据和所述原始数据及所述地址生成新版本固件的目标数据；C、将生成的所述目标数据压缩之后写入存储空间的目标区域ROM中；D、针对存储空间中的其它原始版本固件中的原始数据，重复步骤B～C，直至所有的原始版本数据被新版本固件的目标数据替代。由上，本申请有利于实现在升级中对原始数据的查找及获取，以方便建立新、老数据之间联系，以有利于实现差分升级。

Description

一种用于嵌入式系统的差分升级的方法、系统及计算机可读 存储介质

技术领域

本发明涉及嵌入式系统技术领域，尤其涉及一种用于嵌入式系统的差分升级的方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。智能手机、电子字典、机顶盒、高清电视、游戏机、交换机、路由器、数控设备或仪表等都是典型的嵌入式系统。

在嵌入式系统的使用过程中，软件的日常维护和升级工作是必不可少的。如智能手机在用户使用过程中，部分未能在软件研发阶段发现的缺陷会逐渐暴露。又如在嵌入式系统的运行期间，用户往往会基于原有软硬件对产品提出新功能或更高的性能要求。要解决这些问题，需要对嵌入式系统的软件定期进行升级。

在现有的嵌入式系统中，对软件的升级方案主要有两种：

第一种是全覆盖升级方案。如图1所示，其主要特点是使用新的软件版本的完全覆盖老版本软件，其缺点就是需要把新版本软件完全下载到本地，然后把下载的升级包覆盖到目标区域，也就说在升级的时候需要和目标区域同样大小的存储空间。

第二种是差分升级方案，即采用新旧软件版本之间的差分算法得到升级包，利用该升级包实现软件升级。该差分升级相对整包升级的优势在于差分包要比整包小很多，对于功能单一、硬件能力较弱的物联网设备尤为重要。这样会使下载流量大大降低，升级包所占用的存储空间也会大大降低。当前的很多物联网设备为了降低固件所占空间，对固件进行了压缩，这个差分算法带来了极大挑战。差分升级包之所以小，是由于在老数据上打补丁的方式生成了新的数据，只有当老数据和新数据之间有依赖关系，差分算法才是有效的。但是一旦对于固件进行了压缩之后，这种依赖关系就完全消失了，使得差分算法就失去了意义。

因此，目前亟需一种用于嵌入式系统的差分升级的方法、系统及计算机可读存储介质，以解决或部分解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种用于嵌入式系统的差分升级的方法、系统及计算机可读存储介质，以有利于实现在升级中对原始数据的查找及获取，以方便建立新、老数据之间联系，以有利于实现差分升级。

本申请提供一种用于嵌入式系统的差分升级方法，包括如下步骤：

A、记录原始版本固件中的存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址；

B、根据差分包中的差分数据和所述原始数据及所述地址生成新版本固件的目标数据；

C、将生成的所述目标数据压缩之后写入存储空间的目标区域ROM中；

D、针对存储空间中的其它原始版本固件中的原始数据，重复步骤B～C，直至所有的原始版本数据被新版本固件的目标数据替代。

由上，本申请在对于压缩固件进行升级时，有利于根据所述地址获取原始数据，以方便建立新、老数据之间联系，以有利于实现差分升级。

优选地，所述步骤A，包括：

在最后一个不被占用的空白block或者某一个不被占用的空白block中增加一个信息记录；在所述信息记录中记录存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址。

由上，本申请有利于根据所述信息记录获取得到block在压缩之后对应的地址，有利于据此获取原始数据，以便据此建立新、老数据之间联系，以有利于实现差分升级。

优选地，所述步骤A，还包括：

将压缩后的存储有原始数据的数据块block进行推移处理，以使得至少第一个block为不被占用的空白block；并根据推移处理之后的所述压缩后的存储有原始数据的数据块block的位置，更新所述信息记录中所记录的地址。

由上，由于压缩后的数据的长度不是固定的，通过预留一个空白block，有利于避免新数据写入时对原数据不必要的擦除所造成的原始数据的丢失。具体地，例如，生成的一个Block的新数据，在写入之前需要压缩，而压缩后的数据的长度不是固定的，所以这个为写入逻辑带来了麻烦。比如第一个Block(指的是压缩之前)的新数据依赖于老数据的第一个Block(指的是压缩之前)和第二个Block(指的是压缩之前)，如果要写入第一个Block新数据(其压缩后的数据会小于等于一个block)，首先需要擦除Flash的第一个Block，这个动作可能会导致老数据的第一个Block(指的是压缩之前)和第二个Block(指的是压缩之前)数据的丢失。因此在升级之前把所有的老数据往后推移，如图4所示，要求Flash的预留至少一个Block数据不被占用。升级的时候边生成新数据边压缩边写入。

优选地，所述步骤A，包括：

在原始版本固件中最后一个不被占用的空白block或者某一个不被占用的空白block中增加一个信息记录；在所述信息记录中记录存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址。

由上，本申请有利于根据所述信息记录获取得到block在压缩之后对应的地址，有利于据此获取原始数据，以便据此建立新、老数据之间联系，以有利于实现差分升级。

优选地，所述步骤B，包括：

B1、当判断差分包中的一差分数据依赖于一原始数据时，判断该原始数据所位于哪一存储有原始数据的数据块block，并进一步获取该数据块block所对应在更新后的信息记录中所记录的地址；根据该地址解压并获取该block中的数据，并进一步从中获取所需的原始数据；

B2、根据该差分数据和该原始数据生成新版本固件的目标数据。

由上，本申请有利于获取原始数据，并据此建立新、老数据之间联系，并根据该差分数据和该原始数据生成新版本固件的目标数据。

优选地，所述步骤A之前，还包括：

根据备份空间大小确定每步升级的备份数据大小和新版本固件的目标数据大小。

由上，本申请在嵌入式系统的软件升级过程中，根据备份空间的情况灵活确定每次升级所使用的备份数据大小，进而确定每次升级所使用的差分数据大小，将整体一次性的软件升级过程分解为若干次子升级过程，从而满足各类嵌入式系统存储空间的不同要求。

优选地，所述步骤B还包括：

将所述目标数据写入嵌入式系统的内存空间中；以及将存储空间的部分原始版本数据复制至备份空间，作为所述备份数据。

基于上述差分升级方法，本申请还提供一种用于嵌入式系统的差分升级系统，包括：

记录模块，记录原始版本固件中的存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址；

目标数据生成模块，根据差分包中的差分数据和所述原始数据及所述地址生成新版本固件的目标数据；

写入模块，用于将生成的所述目标数据写入存储空间的目标区域。

由上，本申请在对于压缩固件进行升级时，有利于根据所述地址获取原始数据，以方便建立新、老数据之间联系，以有利于实现差分升级。

优选地，所述系统，还包括：

推移处理模块，用于将压缩后的存储有原始数据的数据块block进行推移处理，以使得至少第一个block为不被占用的空白block；并根据推移处理之后的所述压缩后的存储有原始数据的数据块block的位置，更新所述记录模块记录的地址。

由上，由于压缩后的数据的长度不是固定的，通过预留一个空白block，有利于避免新数据写入时对原数据不必要的擦除所造成的原始数据的丢失。

优选地，目标数据生成模块，包括：

判断子模块，用于判断差分包中的差分数据依赖的原始数据位于哪一存储有原始数据的数据块block；

地址获取子模块，用于获取该存储有原始数据的数据块block所对应的更新后的记录模块所记录的数据块block压缩之后的地址；

原始数据获取子模块，根据该地址解压并获取所述数据块block中的数据，并进一步从中获取所需的原始数据；

生成子模块，用于根据所述差分数据和其依赖的所述原始数据生成新版本固件的目标数据。

由上，本申请有利于差分数据所依赖的获取原始数据，并据此建立新、老数据之间联系，并根据该差分数据和该原始数据生成新版本固件的目标数据。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的用于嵌入式系统的差分升级方法的步骤。

综上所述，本申请在对于压缩固件进行升级时，有利于根据信息表中的地址获取升级时差分数据所依赖的原始数据所在的block,并进一步定位获取原始数据，以方便建立新、老数据之间联系，以有利于实现差分升级。且由于压缩后的数据的长度不是固定的，本申请通过至少预留一个空白block，有利于避免新数据写入时对原数据不必要的擦除所造成的原始数据的丢失。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中全覆盖升级方案的实施过程示意图；

图2为现有技术中差分升级方案的实施过程示意图；

图3为老版本软件未压缩和压缩的对比示意图；

图4为本发明在一空白block增加一个信息记录表的示意图；

图5为本发明将存储有原始数据的block进行推移前后的对比示意图。

图6为本发明的差分升级方法的流程示意图；

图7为本发明的差分升级系统的结构示意图。

具体实施方式

差分升级相对整包升级的优势在于差分包要比整包小很多，对于功能单一、硬件能力较弱的物联网设备尤为重要。这样会使下载流量大大降低，升级包所占用的存储空间也会大大降低。上文提到，当前的很多物联网设备为了降低固件所占空间，对固件进行了压缩，这个差分算法带来了极大挑战。差分升级包之所以小，是由于在老数据上打补丁的方式生成了新的数据，只有当老数据和新数据之间有依赖关系，差分算法才是有效的。但是一旦对于固件进行了压缩之后，这种依赖关系就完全消失了，使得差分算法就失去了意义。

如下图2所示，新版本固件的A和老版本固件的数据A’有依赖关系，在固件的差分升级的时候，在生成新数据的A的时候可以从Flash里面直接读取A’数据。但是，如果一旦采用压缩方式，A和A’的数据关系完全办法找到。如图3所示，当老版本固件压缩完成之后，原来每一个Block的数据已经变小，而且完全没有规则，因此也更找不到A和A’数据的关系。

有鉴于此，本申请提供了一种用于嵌入式系统的差分升级的方法、系统及计算机可读存储介质，以解决上述问题。具体地，通过下述实施例进行说明：

实施例一：

本申请提供一种用于嵌入式系统的差分升级方法，包括如下步骤：

S101，根据备份空间大小确定每步升级的备份数据大小和新版本固件的目标数据大小。嵌入式系统在软件升级过程中，为了确保软件部分的绝对安全，通常会设置固定的备份空间，首先将老版本软件在该备份空间中进行数据备份，然后将差分数据与老版本软件合成新版本软件，并存放到预先设置的固定大小的内存(RAM)空间中，最后将生成的新版本软件数据写入目标ROM中，从而完成软件升级的整个过程。但是，对于某些存储空间有限的嵌入式系统而言，很难提供足够容纳全部老版本软件的备份空间，使上述的差分升级方案变得不可行。因此，为了满足这类存储空间有限的嵌入式系统的软件升级要求，在嵌入式系统的软件升级过程中，根据备份空间的情况灵活确定每次升级所使用的备份数据大小，进而确定每次升级所使用的差分数据大小，将整体一次性的软件升级过程分解为若干次子升级过程，从而满足各类嵌入式系统存储空间的不同要求。

S102，记录原始版本固件中的存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址。包括：在最后一个不被占用的空白block或者某一个不被占用的空白block中增加一个信息记录；在所述信息记录中记录存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址。

S103，将压缩后的存储有原始数据的数据块block进行推移处理，以使得至少第一个block为不被占用的空白block；并根据推移处理之后的所述压缩后的存储有原始数据的数据块block的位置，更新所述信息记录中所记录的地址。

由于压缩后的数据的长度不是固定的，通过预留一个空白block，有利于避免新数据写入时对原数据不必要的擦除所造成的原始数据的丢失。具体地，例如，生成的一个Block的新数据，在写入之前需要压缩，而压缩后的数据的长度不是固定的，所以这个为写入逻辑带来了麻烦。比如第一个Block(指的是压缩之前)的新数据依赖于老数据的第一个Block(指的是压缩之前)和第二个Block(指的是压缩之前)，如果要写入第一个Block新数据(其压缩后的数据会小于等于一个block)，首先需要擦除Flash的第一个Block，这个动作可能会导致老数据的第一个Block(指的是压缩之前)和第二个Block(指的是压缩之前)数据的丢失。因此在升级之前把所有的老数据往后推移，如图4所示，要求Flash的预留至少一个Block数据不被占用。升级的时候边生成新数据边压缩边写入。

S104，在升级时，判断当前处理的差分数据是否依赖原始数据。当判断为否时，将所述差分数据作为目标数据，执行S106。

当判断为是时，执行步骤S105。

S105，判断差分包中的一差分数据依赖的原始数据位于哪一存储有原始数据的数据块block中，并进一步获取该数据块block所对应在S103更新后的信息记录中所记录的地址；根据该地址将该数据块block的数据解压至RAM(随机存取存储器)中，然后进一步根据解压后的数据定位获取差分数据所依赖的原始数据，从而进一步获取差分数据和原始数据的映射关系。

具体地，假设当前Flash(内部存储空间)的Block大小为2048个字节，如果在寻找差分数据依赖的一原始数据A’(假设A’的地址为7144)数据时，首先定位这个数据位于第4个Block，计算方法为：目标地址/Block大小(从0开始算)；然后从信息表找到第4个block的位置为2800，然后从2800解压出来一个Block的数据到RAM中，然后找到A’的相对地址，从而定位到A’数据，也就是找到A和A’映射关系。新数据的生成依赖于两个数据一个是存储于Flash的老数据，一个是差分包中的数据，如果能够找到A和A’的数据关系，那么就可以对压缩数据进行升级。

S106，根据该差分数据和该原始数据生成新版本固件的目标数据。将所述目标数据写入嵌入式系统的内存空间RAM中；以及将存储空间的部分原始版本数据复制至备份空间，作为所述备份数据。

S107，将生成的所述目标数据压缩之后写入存储空间的目标区域ROM中。

S108，判断是否所有的原始版本数据都被新版本固件的目标数据替代。若是，则完成升级。若否则返回执行S104，以重复步骤S104～S108，直至所有的原始版本数据被新版本固件的目标数据替代。

实施例二

基于实施例一中的差分升级方法，本申请还提供一种差分升级系统，包括：

确定模块201，用于根据备份空间大小确定每步升级的备份数据大小和新版本固件的目标数据大小。在嵌入式系统的软件升级过程中，根据备份空间的情况灵活确定每次升级所使用的备份数据大小，进而确定每次升级所使用的差分数据大小，将整体一次性的软件升级过程分解为若干次子升级过程，从而满足各类嵌入式系统存储空间的不同要求。

记录模块202，记录原始版本固件中的存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址；例如，在原始版本固件中最后一个不被占用的空白block或者某一个不被占用的空白block中增加一个信息记录；在所述信息记录中记录存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址。

推移处理模块203，用于将压缩后的存储有原始数据的数据块block进行推移处理，以使得至少第一个block为不被占用的空白block；并根据推移处理之后的所述压缩后的存储有原始数据的数据块block的位置，更新所述记录模块记录的地址。

目标数据生成模块204，根据差分包中的差分数据和所述原始数据及所述地址生成新版本固件的目标数据；其中，所述目标数据生成模块，包括：

第一判断子模块，用于判断差分包中的差分数据依赖的原始数据位于哪一存储有原始数据的数据块block；

地址获取子模块，用于获取该存储有原始数据的数据块block所对应的更新后的记录模块所记录的数据块block压缩之后的地址；

原始数据获取子模块，根据该地址解压并获取所述数据块block中的数据，并进一步从中获取所需的原始数据；

生成子模块，用于根据所述差分数据和其依赖的所述原始数据生成新版本固件的目标数据。

备份模块205，用于将所述目标数据写入嵌入式系统的内存空间RAM中；以及将存储空间的部分原始版本数据复制至备份空间，作为所述备份数据。

写入模块206，用于将生成的所述目标数据压缩之后写入存储空间的目标区域ROM中；

第二判断模块207，用于判断是否所有的原始版本数据都被新版本固件的目标数据替代，若是，则完成升级，若否则返回执行目标数据生成模块204—写入模块207，直至所有的原始版本数据被新版本固件的目标数据替代。

实施例三

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例一所述的用于嵌入式系统的差分升级方法的步骤。

本发明所提供的差分升级方法及系统、计算机可读存储介质可以适配到多款智能、非智能手机上，软件升级的主要部分包括系统的主分区(可执行的内核部分)、文件系统部分等。

综上所述，本申请在对于压缩固件进行升级时，有利于根据信息表中的地址获取升级时差分数据所依赖的原始数据所在的block,并进一步定位获取原始数据，以方便建立新、老数据之间联系，以有利于实现差分升级。且由于压缩后的数据的长度不是固定的，本申请通过至少预留一个空白block，有利于避免新数据写入时对原数据不必要的擦除所造成的原始数据的丢失。

以上对本发明所提供的用于嵌入式系统的差分升级方法进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于嵌入式系统压缩固件的差分升级方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、记录原始版本固件中的存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址；

B、根据差分包中的差分数据和所述原始数据及所述地址生成新版本固件的目标数据；

C、将生成的所述目标数据压缩之后写入存储空间的目标区域ROM中；

D、针对存储空间中的其它原始版本固件中的原始数据，重复步骤B～C，直至所有的原始版本数据被新版本固件的目标数据替代；

所述步骤A，包括：

在原始版本固件中最后一个不被占用的空白block或者某一个不被占用的空白block中增加一个信息记录；在所述信息记录中记录存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址；

所述步骤A，还包括：

将压缩后的存储有原始数据的数据块block进行推移处理，以使得至少第一个block为不被占用的空白block；并根据推移处理之后的所述压缩后的存储有原始数据的数据块block的位置，更新所述信息记录中所记录的地址；

所述步骤B，包括：

B1、当判断差分包中的一差分数据依赖于一原始数据时，判断该原始数据所位于哪一存储有原始数据的数据块block，并进一步获取该数据块block所对应在更新后的信息记录中所记录的地址；根据该地址解压并获取该block中的数据，并进一步从中获取所需的原始数据；

B2、根据该差分数据和该原始数据生成新版本固件的目标数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前，还包括：

根据备份空间大小确定每步升级的备份数据大小和新版本固件的目标数据大小。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：

将所述目标数据写入嵌入式系统的内存空间RAM中；以及将存储空间的部分原始版本数据复制至备份空间，作为所述备份数据。

4.一种用于嵌入式系统的差分升级系统，其特征在于，包括：

记录模块，记录原始版本固件中的存储有原始数据的数据块block所对应的压缩之后的地址；

目标数据生成模块，根据差分包中的差分数据和所述原始数据及所述地址生成新版本固件的目标数据；

写入模块，用于将生成的所述目标数据压缩之后写入存储空间的目标区域ROM中；

推移处理模块，用于将压缩后的存储有原始数据的数据块block进行推移处理，以使得至少第一个block为不被占用的空白block；并根据推移处理之后的所述压缩后的存储有原始数据的数据块block的位置，更新所述记录模块记录的地址；

所述目标数据生成模块，包括：

判断子模块，用于判断差分包中的差分数据依赖的原始数据位于哪一存储有原始数据的数据块block；

地址获取子模块，用于获取该存储有原始数据的数据块block所对应的更新后的记录模块所记录的数据块block压缩之后的地址；

原始数据获取子模块，根据该地址解压并获取所述数据块block中的数据，并进一步从中获取所需的原始数据；

生成子模块，用于根据所述差分数据和其依赖的所述原始数据生成新版本固件的目标数据。

5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3任一项所述的用于嵌入式系统压缩固件的差分升级方法的步骤。