CN111142911B - 具有异常恢复功能的嵌入式系统及其升级方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有异常恢复功能的嵌入式系统及其升级方法，将镜像存储空间分为主/备份分区；步骤如下：①系统启动，判断主分区是否升级，若是，镜像加载，若否，发送升级请求，请求成功，按主分区镜像升级，成功，系统复位、重启，请求失败，进行镜像加载；②执行镜像加载时，先加载主分区镜像，若失败则加载备份分区镜像，若均失败，系统复位，重启；成功加载则启动；③若启动成功，判断镜像来源，反之系统复位、重启；若来源于主分区，判断是否升级，若已升级，更新备份分区；若未升级，归零后完成启动；若来源于备份分区，恢复主分区镜像；再清除状态标记，完成启动。该方法能确保升级镜像的有效性，保证系统不会因升级失败而无法启动。

Description

具有异常恢复功能的嵌入式系统及其升级方法

技术领域

本发明涉及软件升级领域，具体涉及一种具有异常恢复功能的嵌入式系统及其升级方法。

背景技术

嵌入式设备拥有内核小、专用性强、实时性高等特点，被广范应用于便携式设备中。随着嵌入式设备软件系统的发展，嵌入式软件升级方法也日趋多样化。

Zynq平台是Xilinx公司推出的全可编程片上系统，其芯片启动过程包括BootROM、FSBL、Uboot、Kernel、APP等多个阶段，各阶段包含独立的可执行镜像文件。当前嵌入式系统对镜像升级操作包括接收镜像数据、写入FLASH操作，该步骤无法保证写入FLASH的数据的有效性。如果镜像存在严重问题，则会导致嵌入式设备启动引导失败，设备不可用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有异常恢复功能的嵌入式系统及其升级方法，确保升级镜像的有效性，保证系统不会因升级失败而无法启动。

为此，本发明的技术方案如下：

一种具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法，将镜像存储空间划分为主分区和备份分区；包括如下步骤：

系统启动后，判断主分区是否已升级，若是则开始进行镜像加载，若否，则由下位机向上位机发送升级请求，请求成功，对主分区内存储镜像进行升级，升级完成后，系统复位、重新启动，请求失败，开始进行镜像加载；

执行镜像加载时，先加载主分区镜像，若不能成功加载主分区存储的镜像，则加载备份分区存储的镜像，若均不能成功，则进行系统复位，重新启动；如果成功加载主分区存储的镜像或备份分区存储的镜像，则启动镜像；

若启动镜像过程成功，则判断镜像来自于主分区还是备份分区，反之系统复位、重新启动；若来源于主分区，判断主分区是否已升级，若已升级，则读取主分区内存储镜像并更新备份分区，更新结束后清除状态标记，完成启动；若未升级，则清除状态标记后完成启动；若来源于备份分区，则利用备份分区内存储镜像恢复主分区镜像；再清除状态标记，完成启动。

一种具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法，将镜像存储空间划分为主分区和备份分区；包括自动升级流程、镜像加载流程和升级确认流程：

系统启动后，判断主分区是否已升级，若是则直接进入镜像加载流程，若否，则进入自动升级流程；

所述自动升级流程为：①下位机向上位机发送升级请求，若升级请求未得到正确反馈则进入镜像加载流程，反之开始接收升级所需镜像；②对接收到的镜像进行校验，校验成功，将该镜像写入主分区，校验不成功则进入镜像加载流程；③判断写入主分区的数据包是否写入成功，若是，则标注主分区有效，系统已升级，若否，则标记主分区无效，系统未升级；④系统复位、重新启动；

所述镜像加载流程为：首先判断主分区是否有效，若是，则读入主分区存储的镜像，否则进入备份分区加载流程；其次判断主分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之进入备份分区加载流程；所述备份分区加载流程为：先判断备份分区内镜像是否有效，若是，则加载备份分区内镜像，若否，则标记系统未升级，系统复位、重新启动；其次判断备份分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之标记系统未升级，系统复位、重新启动；

若启动镜像过程成功，则进入升级确认流程，反之系统复位、重新启动；

所述升级确认流程为：判断启动的镜像来自于主分区还是备份分区，若来源于主分区，判断主分区是否已升级，若已升级，则读取主分区内存储镜像并更新备份分区，更新结束后清除状态标记，完成启动；若未升级，则清除状态标记后完成启动；若来源于备份分区，则读取备份分区，利用备份分区内存储镜像恢复主分区镜像；再清除状态标记，完成启动。

进一步，所述具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法适用于ZYNQ平台及其它类似平台启动。

进一步，所述状态标记的不同状态分别用于表示主分区是否升级、主分区是否有效、备份分区是否有效、启动镜像来源于主/备份分区。

一种具有异常恢复功能的嵌入式系统，镜像存储空间分为主分区和备份分区；包括自动升级模块、镜像加载模块和升级确认模块：

系统启动后，判断主分区是否已升级，若是则启动镜像加载模块，若否，则启动自动升级模块；

所述自动升级模块的工作流程为：①下位机向上位机发送升级请求，若升级请求未得到正确反馈则启动镜像加载模块，反之开始接收升级所需镜像；②对接收到的镜像进行校验，校验成功，将该镜像写入主分区，校验不成功则进入镜像加载模块；③判断写入主分区的数据包是否写入成功，若是，则标注主分区有效，系统已升级，若否，则标记主分区无效，系统未升级；④系统复位、重新启动；

所述镜像加载模块的工作流程为：首先判断主分区是否有效，若是，则读入主分区存储的镜像，否则进入备份分区加载流程；其次判断主分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之进入备份分区加载流程；所述备份分区加载流程为：先判断备份分区内镜像是否有效，若是，则加载备份分区内镜像，若否，则标记系统未升级，系统复位、重新启动；其次判断备份分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之标记系统未升级，系统复位、重新启动；

若启动镜像过程成功，则启动升级确认模块，反之系统复位、重新启动；

所述升级确认模块的工作流程为：判断启动的镜像来自于主分区还是备份分区，若来源于主分区，判断主分区是否已升级，若已升级，则读取主分区内存储镜像并更新备份分区，更新结束后清除状态标记，完成启动；若未升级，则清除状态标记后完成启动；若来源于备份分区，则读取备份分区，利用备份分区内存储镜像恢复主分区镜像；再清除状态标记，完成启动。

该具有异常恢复功能的嵌入式系统及其升级方法能确保升级镜像的有效性，保证系统不会因升级失败而无法启动。

附图说明

图1为本发明提供的具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法的流程图；

图2为本发明提供方法的一种实际使用流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细描述。

一种具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法，将镜像存储空间划分为主分区和备份分区；包括如下步骤：

系统启动后，判断主分区是否已升级，若是则开始进行镜像加载，若否，则由下位机向上位机发送升级请求，请求成功，对主分区内存储镜像进行升级，升级完成后，系统复位、重新启动，请求失败，开始进行镜像加载；

执行镜像加载时，先加载主分区镜像，若不能成功加载主分区存储的镜像，则加载备份分区存储的镜像，若均不能成功，则进行系统复位，重新启动；如果成功加载主分区存储的镜像或备份分区存储的镜像，则启动镜像；

若启动镜像过程成功，则判断镜像来自于主分区还是备份分区，反之系统复位、重新启动；若来源于主分区，判断主分区是否已升级，若已升级，则读取主分区内存储镜像并更新备份分区，更新结束后清除状态标记，完成启动；若未升级，则清除状态标记后完成启动；若来源于备份分区，则利用备份分区内存储镜像恢复主分区镜像；再清除状态标记，完成启动。该方法适用于ZYNQ平台及其它类似平台启动。

具体来说：一种具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法，将镜像存储空间划分为主分区和备份分区；包括自动升级流程、镜像加载流程和升级确认流程：

系统启动后，判断主分区是否已升级，若是则直接进入镜像加载流程，若否，则进入自动升级流程；

自动升级流程为：①下位机向上位机发送升级请求，若升级请求未得到正确反馈则进入镜像加载流程，反之开始接收升级所需镜像；②对接收到的镜像进行校验，校验成功，将该镜像写入主分区，校验不成功则进入镜像加载流程；③判断写入主分区的数据包是否写入成功，若是，则标注主分区有效，系统已升级，若否，则标记主分区无效，系统未升级；④系统复位、重新启动；

镜像加载流程为：首先判断主分区是否有效，若是，则读入主分区存储的镜像，否则进入备份分区加载流程；其次判断主分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之进入备份分区加载流程；备份分区加载流程为：先判断备份分区内镜像是否有效，若是，则加载备份分区内镜像，若否，则标记系统未升级，系统复位、重新启动；其次判断备份分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之标记系统未升级，系统复位、重新启动；

若启动镜像过程成功，则进入升级确认流程，反之系统复位、重新启动；

升级确认流程为：判断启动的镜像来自于主分区还是备份分区，若来源于主分区，判断主分区是否已升级，若已升级，则读取主分区内存储镜像并更新备份分区，更新结束后清除状态标记，完成启动；若未升级，则清除状态标记后完成启动；若来源于备份分区，则读取备份分区，利用备份分区内存储镜像恢复主分区镜像；再清除状态标记，完成启动。该方法适用于ZYNQ平台及其它类似平台启动。具体来说，状态标记的不同状态分别用于表示主分区是否升级、主分区是否有效、备份分区是否有效、启动镜像来源于主/备份分区。

一种具有异常恢复功能的嵌入式系统，镜像存储空间分为主分区和备份分区；包括自动升级模块、镜像加载模块和升级确认模块：

系统启动后，判断主分区是否已升级，若是则启动镜像加载模块，若否，则启动自动升级模块；

自动升级模块的工作流程为：①下位机向上位机发送升级请求，若升级请求未得到正确反馈则启动镜像加载模块，反之开始接收升级所需镜像；②对接收到的镜像进行校验，校验成功，将该镜像写入主分区，校验不成功则进入镜像加载模块；③判断写入主分区的数据包是否写入成功，若是，则标注主分区有效，系统已升级，若否，则标记主分区无效，系统未升级；④系统复位、重新启动；

镜像加载模块的工作流程为：首先判断主分区是否有效，若是，则读入主分区存储的镜像，否则进入备份分区加载流程；其次判断主分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之进入备份分区加载流程；备份分区加载流程为：先判断备份分区内镜像是否有效，若是，则加载备份分区内镜像，若否，则标记系统未升级，系统复位、重新启动；其次判断备份分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之标记系统未升级，系统复位、重新启动；

若启动镜像过程成功，则启动升级确认模块，反之系统复位、重新启动；

升级确认模块的工作流程为：判断启动的镜像来自于主分区还是备份分区，若来源于主分区，判断主分区是否已升级，若已升级，则读取主分区内存储镜像并更新备份分区，更新结束后清除状态标记，完成启动；若未升级，则清除状态标记后完成启动；若来源于备份分区，则读取备份分区，利用备份分区内存储镜像恢复主分区镜像；再清除状态标记，完成启动。

为了清晰的阐述本发明的具体工作流程，现以dirty、upg为状态标记，如图2所示，对本发明提供的升级方法的一种工作状态进行描述：

一种具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法，将镜像存储空间划分为主分区和备份分区；包括自动升级流程、镜像加载流程和升级确认流程：

系统启动后，判断upg是否等于1，若是则直接进入镜像加载流程，若否，则进入自动升级流程；

自动升级流程为：①下位机向上位机发送升级请求，若升级请求未得到正确反馈则进入镜像加载流程，反之开始接收升级所需镜像；②对接收到的镜像进行校验，校验成功，将该镜像写入主分区，校验不成功则进入镜像加载流程；③判断写入主分区的数据包是否写入成功，若是，将dirty置0，upg置1，若否，则将dirty置1，upg置0；④系统复位、重新启动；

镜像加载流程为：首先判断dirty是否等于0，若是，将dirty置1，读入主分区存储的镜像，否则进入备份分区加载流程；其次判断主分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之进入备份分区加载流程；备份分区加载流程为：先判断dirty是否等于1？若是，将dirty置2并加载备份分区内镜像，若否，则将upg置0，系统复位、重新启动；其次判断备份分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之标记系统未升级，系统复位、重新启动；

若启动镜像过程成功，则进入升级确认流程，反之系统复位、重新启动；

升级确认流程为：判断dirty是否等于1？若是，代表镜像来源于主分区，判断upg是否等于1，若等于1，代表已升级，则读取主分区内存储镜像并更新备份分区；若不等于1，代表未升级，将dirty置0，upg置0，完成启动；若dirty≠1，代表镜像来源于备份分区，则读取备份分区，利用备份分区内存储镜像恢复主分区镜像；将dirty置0，upg置0，完成启动。

该方法能确保升级镜像的有效性，保证系统不会因升级失败而无法启动。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (4)

1.一种具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法，将镜像存储空间划分为主分区和备份分区；其特征在于包括自动升级流程、镜像加载流程和升级确认流程：

系统启动后，判断主分区是否已升级，若是则直接进入镜像加载流程，若否，则进入自动升级流程；

所述自动升级流程为：①下位机向上位机发送升级请求，若升级请求未得到正确反馈则进入镜像加载流程，反之开始接收升级所需镜像；②对接收到的镜像进行校验，校验成功，将该镜像写入主分区，校验不成功则进入镜像加载流程；③判断写入主分区的数据包是否写入成功，若是，则标注主分区有效，系统已升级，若否，则标记主分区无效，系统未升级；④系统复位、重新启动；

所述镜像加载流程为：首先判断主分区是否有效，若是，则读入主分区存储的镜像，否则进入备份分区加载流程；其次判断主分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之进入备份分区加载流程；所述备份分区加载流程为：先判断备份分区内镜像是否有效，若是，则加载备份分区内镜像，若否，则标记系统未升级，系统复位、重新启动；其次判断备份分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之标记系统未升级，系统复位、重新启动；

若启动镜像过程成功，则进入升级确认流程，反之系统复位、重新启动；

所述升级确认流程为：判断启动的镜像来自于主分区还是备份分区，若来源于主分区，判断主分区是否已升级，若已升级，则读取主分区内存储镜像并更新备份分区，更新结束后清除状态标记，完成启动；若未升级，则清除状态标记后完成启动；若来源于备份分区，则读取备份分区，利用备份分区内存储镜像恢复主分区镜像；再清除状态标记，完成启动。

2.如权利要求1所述具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法，其特征在于：适用于ZYNQ平台启动。

3.如权利要求1所述具有异常恢复功能的嵌入式系统升级方法，其特征在于：所述状态标记的不同状态分别用于表示主分区是否升级、主分区是否有效、备份分区是否有效、启动镜像来源于主/备份分区。

4.一种具有异常恢复功能的嵌入式系统，其特征在于：镜像存储空间分为主分区和备份分区；包括自动升级模块、镜像加载模块和升级确认模块：

系统启动后，判断主分区是否已升级，若是则启动镜像加载模块，若否，则启动自动升级模块；

所述自动升级模块的工作流程为：①下位机向上位机发送升级请求，若升级请求未得到正确反馈则启动镜像加载模块，反之开始接收升级所需镜像；②对接收到的镜像进行校验，校验成功，将该镜像写入主分区，校验不成功则进入镜像加载模块；③判断写入主分区的数据包是否写入成功，若是，则标注主分区有效，系统已升级，若否，则标记主分区无效，系统未升级；④系统复位、重新启动；

所述镜像加载模块的工作流程为：首先判断主分区是否有效，若是，则读入主分区存储的镜像，否则进入备份分区加载流程；其次判断主分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之进入备份分区加载流程；所述备份分区加载流程为：先判断备份分区内镜像是否有效，若是，则加载备份分区内镜像，若否，则标记系统未升级，系统复位、重新启动；其次判断备份分区内镜像是否成功加载，若是，则启动镜像，反之标记系统未升级，系统复位、重新启动；

若启动镜像过程成功，则启动升级确认模块，反之系统复位、重新启动；

所述升级确认模块的工作流程为：判断启动的镜像来自于主分区还是备份分区，若来源于主分区，判断主分区是否已升级，若已升级，则读取主分区内存储镜像并更新备份分区，更新结束后清除状态标记，完成启动；若未升级，则清除状态标记后完成启动；若来源于备份分区，则读取备份分区，利用备份分区内存储镜像恢复主分区镜像；再清除状态标记，完成启动。

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