CN111641527A - 一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及嵌入式设备软件升级技术,其公开了一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,解决现场升级不方便和传统远程升级失败时造成设备失效的问题。该方法可以概括为:将控制器的芯片程序源码编译生成bin文件上传至远端服务器中进行存储;服务器将升级数据包加密后下发给工控机进行对应解密并判定数据的正确性;工控机对升级数据包按照协议进行组包、拆包处理后传输至控制器;当升级数据传输完成并校验通过后,控制器复位重启后执行BootLoader区;由BootLoader将APPBAK区的升级数据复制至APP区,并进行文件校验,将校验结果写入param参数区;由BootLoader读取param参数区的校验结果来判定本次升级结果,以决定程序跳转至APP区或者出厂备份区。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式设备软件升级技术,具体涉及一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法。
背景技术
目前,各类嵌入式设备在进行功能版本升级时,需要对该嵌入式设备进行程序重新烧写。传统的升级方式为通过对应的仿真器进行现场程序烧写,这种方式需要厂家人员现场操作,而对于难以拆解的嵌入式设备进行控制器程序现场烧写时,更是极不方便。
另外,目前也有部分嵌入式设备通过远程升级的方案,但其成功率不高,容易导致控制板无法正常使用,进而造成设备失效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提出一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,解决现场升级不方便和传统远程升级失败时造成设备失效的问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:
一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,应用于包括远端服务器、工控机以及含有嵌入式芯片的控制器的系统中,所述工控机与远端服务器进行上行数据交互,所述工控机与控制器进行下行数据交互;
该方法包括以下步骤:
A.将控制器的芯片程序源码编译生成bin文件;
B.对所述bin文件加密后上传至远端服务器中进行存储;
C.若远端服务器判断当前需要进行控制器固件升级,将升级数据包加密后下发给工控机;
D.工控机对升级数据包进行对应解密并判定数据的正确性;
E.工控机对升级数据包按照协议进行组包、拆包处理后传输至控制器;
F.当升级数据传输完成并校验通过后,控制器复位重启后执行BootLoader区;
G.由BootLoader通过param参数区判断是否需要升级,若升级,则进入步骤H;若不升级,则进入APP区运行控制程序,并退出远程升级流程;
H.由BootLoader将APPBAK区的升级数据复制至APP区,并进行文件校验,将校验结果写入param参数区;
I.由BootLoader读取param参数区的校验结果来判定本次升级结果,以决定程序跳转至APP区或者出厂备份区。
作为进一步优化,步骤C中,所述远端服务器上配置默认可选项,包括强制升级、不升级、指定固件升级、多台固件升级等方式。
作为进一步优化,步骤E中,工控机按照控制器与工控机之间的协议进行数据组包、拆包处理,协议内容包含升级文件大小、升级文件校验码、升级数据单帧校验码、动态规划的升级时长、升级版本信息等信息。
作为进一步优化,所述动态规划的升级时长来源于工控机根据升级文件大小而规划生成的,用于供控制器判定升级是否超时异常。
作为进一步优化,步骤E中,所述控制器对收到的数据帧进行逐帧校验,若校验通过,则将升级数据写入APPBAK区,若连续三次校验未通过,则本次远程升级失败,将相关参数信息写入param参数区。
作为进一步优化,步骤H中,所述将校验结果写入param参数区具体包括:若升级文件校验成功,则将param参数区的升级结果标志位修改为成功;若升级文件校验失败,则将param参数区的升级结果标志位修改为失败。
作为进一步优化,步骤I中,BootLoader若判定本次升级成功,则程序跳转至APP区,若判定本次升级失败,则程序跳转至出厂备份区。
本发明的有益效果是:
通过工控机与远端服务器之间的上行数据通信获取升级数据,并对升级数据进行解析和按照与设备之间的协议进行组包、拆包处理后将升级数据传输给设备的控制器,控制器在进行数据升级过程中对于升级失败的情况则自动复位重启,进入出厂备份区上报升级结果,从而避免由于数据错误造成设备无法正常工作,提高了设备的稳定性;由于采用的远程升级方式也规避了传统现场升级存在的不方便的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中的升级系统硬件拓扑图;
图2为本发明实施例中的升级方法流程图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,解决现场升级不方便和传统远程升级失败时造成设备失效的问题。下面结合附图及实施例对本发明的方案作进一步的描述。
实施例:
以芯片STM32的远程升级备份为例,为实现远程升级采用的系统硬件如图1所示。
包括有stm32控制器、远端服务器、工控机,所述stm32控制器与工控机连接,远端服务器与工控机进行数据交互。其中工控机有包括但不限于wifi、2/3/4G、UART串口、网口、CAN的通信方式,工控机负责与服务器端进行上行数据交互处理,与stm32控制器进行下行数据交互处理。
升级过程如图2所示,其包括以下实施步骤:
步骤1、将控制器的芯片程序源码编译生成bin文件:
本步骤中,可以将stm32芯片程序源码通过keil等IDE工具编译生成/bin文件。
步骤2、对所述bin文件加密后上传至远端服务器中进行存储:
本步骤中,可以将.bin文件通过MD5等加解密算法进行加密,上传存储至服务器。
步骤3、服务器判定当前是否需要对控制器进行固件升级;
本步骤中,在服务器端,通过配置默认可选项(强制升级、不升级、指定固件升级、多台固件升级等方式)选择固件是否升级。
步骤4、服务器端向工控机传送bin数据包:
本步骤中,服务器端将bin数据包进行加密后,下传bin数据包至工控机,工控机通过对应加解密算法进行解密,判定升级数据的正确性。
步骤5、工控机将升级数据传输给stm32控制器:
本步骤中,工控机通过协议将升级数据包传输至stm32控制器APPBAK区。协议内包含升级文件大小、升级文件校验码、升级数据单帧校验码、动态规划的升级时长、升级版本信息等相关内容,该类参数信息都将存入内部flash的param参数区。
需要说明的是,本实施例中,控制器将内部flash分为5个区:BootLoader区、param参数区、APP区、APPBAK区、出厂备份区;该5个区可根据需求,配置不同的大小,5个区总大小应小于等于内部flash大小。若是有扩展外部flash,根据情况可配置小于等于内部flash加外部flash之和。为降低成本,在无特殊情况下仅使用内部flash即可,以节约外部flash的成本。
工控机可以根据源bin文件大小进行升级时长的动态规划,并将预测的升级时长下发给stm32控制器,以便stm32控制器可以判断出升级是否超时异常、是否升级过程中通信异常等异常。若超过升级时长,stm32控制器认为升级失败,将把升级信息存入param参数区、并继续运行APP区。该步骤可以保证嵌入式程序运行的稳定性、并快速退出升级模式,以供下次升级使用。
步骤6、升级数据传输完成校验通过后,stm32控制器复位重启后执行BootLoader区:
本步骤中,在数据传输过程中,为保证数据的正确性,将对每一帧进行CRC校验,校验不通过时,该帧可再次传输,该帧达到3次未通过校验时,本次远程升级失败,并将相关参数信息存入param参数区。
步骤7、BootLoader通过param参数区判断是否需要升级:
本步骤中,若通过BootLoader通过param参数区的软件版本判定需要升级,则进入步骤8;若不需要升级,则进入APP区运行控制程序,并退出远程升级。
步骤8、BootLoader拷贝升级数据:
本步骤中,BootLoader将APPBAK区升级数据包copy至APP区,并进行APP区文件校验。若校验通过,表示升级文件拷贝成功且正确,则修改param参数区升级标志位,并且复位重启后进入步骤9;若校验不通过,表示升级文件拷贝失败且有可能丢失数据包,则修改param参数区升级标志位,并且复位重启后,进入出厂备份区上报升级结果。
步骤9、BootLoader读取param参数区判定升级结果:
本步骤中,BootLoader根据param参数区的升级标志位若判定本次升级成功,则程序跳转至APP区,若判定本次升级失败,则程序跳转至出厂备份区。
Claims (7)
1.一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,其特征在于,
应用于包括远端服务器、工控机以及含有嵌入式芯片的控制器的系统中,所述工控机与远端服务器进行上行数据交互,所述工控机与控制器进行下行数据交互;
该方法包括以下步骤:
A.将控制器的芯片程序源码编译生成bin文件;
B.对所述bin文件加密后上传至远端服务器中进行存储;
C.若远端服务器判断当前需要进行控制器固件升级,将升级数据包加密后下发给工控机;
D.工控机对升级数据包进行对应解密并判定数据的正确性;
E.工控机对升级数据包按照协议进行组包、拆包处理后传输至控制器;
F.当升级数据传输完成并校验通过后,控制器复位重启后执行BootLoader区;
G.由BootLoader通过param参数区判断是否需要升级,若升级,则进入步骤H;若不升级,则进入APP区运行控制程序,并退出远程升级流程;
H.由BootLoader将APPBAK区的升级数据复制至APP区,并进行文件校验,将校验结果写入param参数区;
I.由BootLoader读取param参数区的校验结果来判定本次升级结果,以决定程序跳转至APP区或者出厂备份区。
2.如权利要求1所述的一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,其特征在于,
步骤C中,所述远端服务器上配置默认可选项,包括强制升级、不升级、指定固件升级、多台固件升级等方式。
3.如权利要求1所述的一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,其特征在于,
步骤E中,工控机按照控制器与工控机之间的协议进行数据组包、拆包处理,协议内容包含升级文件大小、升级文件校验码、升级数据单帧校验码、动态规划的升级时长、升级版本信息等信息。
4.如权利要求3所述的一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,其特征在于,
所述动态规划的升级时长来源于工控机根据升级文件大小而规划生成的,用于供控制器判定升级是否超时异常。
5.如权利要求1所述的一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,其特征在于,
步骤E中,所述控制器对收到的数据帧进行逐帧校验,若校验通过,则将升级数据写入APPBAK区,若连续三次校验未通过,则本次远程升级失败,将相关参数信息写入param参数区。
6.如权利要求1所述的一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,其特征在于,
步骤H中,所述将校验结果写入param参数区具体包括:若升级文件校验成功,则将param参数区的升级结果标志位修改为成功;若升级文件校验失败,则将param参数区的升级结果标志位修改为失败。
7.如权利要求6所述的一种嵌入式芯片软件远程升级备份方法,其特征在于,
步骤I中,BootLoader若判定本次升级成功,则程序跳转至APP区,若判定本次升级失败,则程序跳转至出厂备份区。
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Application publication date: 20200908 |