CN111857784A - 固件升级方法和固件升级系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种固件升级方法，用于功能芯片的固件升级，所述功能芯片连接微控制器和目标非易失性存储器的串行总线接口，且所述微控制器连接所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口；所述固件升级方法包括：第一通信禁能步骤、第一通信使能步骤、固件升级步骤、第二通信禁能步骤和第二通信使能步骤。本发明实施例还公开了一种固件升级系统，本发明实施例可以简化升级流程，提高通信效率和升级效率，减少固件升级时间。

Description

固件升级方法和固件升级系统

技术领域

本发明涉及电子器件升级技术领域，尤其涉及一种固件升级方法和一种固件升级系统。

背景技术

随着产品复杂度、系统集成度进一步提高，在视频处理行业专用功能芯片的应用进一步增多，这种芯片一般是指具有特定功能如:去HDCP(High-bandwidth DigitalContent Protection，宽带数字视频保护)、增加HDCP或其它功能。一般来讲，专用功能芯片需要运行芯片厂商提供的固件，并且需要外部I2C或SPI驱动才能完成特定功能，芯片厂商会不定期推出新的固件(优化功能或者解决旧固件的缺陷)。

由于专用功能芯片应用领域广泛，例如通信领域、视频处理领域等，产品价格昂贵，对于专用功能芯片的使用依赖度大，因此新的固件升级就变得非常重要。

现有的固件升级方案主要由两种。一是采用芯片厂商提供的固件升级方案进行固件升级，但这种方案通常多一级通信数据转换，升级流程麻烦；通信效率低，固件升级流程消耗更长时间。二是如专利文献CN106919423A，一种固件升级方法及装置所记载的软件升级方案，但其升级全靠软件控制，一旦软件运行出错则会造成整个芯片的报废，因此软件运行的可靠性要求非常高。

发明内容

本发明的实施例提供一种固件升级方法和一种固件升级系统，可以解决现有的固件升级方案存在的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种固件升级方法，用于功能芯片的固件升级，所述功能芯片连接微控制器和目标非易失性存储器的串行总线接口，且所述微控制器连接所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口；所述固件升级方法包括：第一通信禁能步骤，由所述微控制器控制所述功能芯片，以禁能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接；第一通信使能步骤，在所述第一通信禁能步骤之后，由所述微控制器使能自身与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接；固件升级步骤，在所述第一通信使能步骤之后，由所述微控制器接收固件升级数据并经由所述串行总线接口写入所述目标非易失性存储器；第二通信禁能步骤，在所述固件升级步骤之后，由所述微控制器禁能自身与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接；以及第二通信使能步骤，在所述第二通信禁能步骤之后，由所述微控制器控制所述功能芯片，以使能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接，从而恢复所述功能芯片通过所述串行总线接口访问所述目标非易失性存储器以进行固件加载。

在本发明的一个实施例中，所述固件升级方法还包括：第一固件标记步骤，在所述第一通信使能步骤之后，由所述微控制器生成表征所述目标非易失性存储器中的固件无效的第一标志并存储至第二非易失性存储器。

在本发明的一个实施例中，所述固件升级方法还包括：第二固件标记步骤，在所述固件升级步骤之后，由所述微控制器生成表征所述目标非易失性存储器中的固件有效的第二标志并存储至所述第二非易失性存储器。

在本发明的一个实施例中，所述固件升级方法还包括：配置步骤，在系统重启后，由所述微控制器读取所述第二非易失性存储器中存储的表征所述目标非易失性存储器中的固件是否有效的标志，并当读取的所述标志为所述第二标志时，对所述功能芯片进行配置。

在本发明的一个实施例中，所述固件升级步骤还包括：由所述微控制器对写入所述目标非易失性存储器的所述固件升级数据进行校验。

再一方面，本发明实施例提供了一种固件升级系统，包括：功能芯片、微控制器和目标非易失性存储器，所述功能芯片连接微控制器和所述目标非易失性存储器的串行总线接口，且所述微控制器连接所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口；其中，所述微控制器用于：执行固件升级步骤，以接收固件升级数据并经由所述串行总线接口写入所述目标非易失性存储器；在执行所述固件升级步骤之前，禁能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接、并使能所述微控制器与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接；以及在执行完所述固件升级步骤之后，禁能所述微控制器与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接、并使能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接，从而恢复所述功能芯片通过所述串行总线接口访问所述目标非易失性存储器以进行固件加载。

在本发明的一个实施例中，所述微控制器还用于：在执行所述固件升级步骤之前，生成表征所述目标非易失性存储器中的固件无效的第一标志并存储至第二非易失性存储器，其中所述第二非易失性存储器内置于所述微控制器或外接于所述微控制器。

在本发明的一个实施例中，所述微控制器还用于：在执行完所述固件升级步骤之后，生成表征所述目标非易失性存储器中的固件有效的第二标志并存储至所述第二非易失性存储器。

在本发明的一个实施例中，所述微控制器还用于：在系统重启后，读取所述第二非易失性存储器中存储的表征所述目标非易失性存储器中的固件是否有效的标志，并当读取的所述标志为所述第二标志时，对所述功能芯片进行配置。

在本发明的一个实施例中，所述微控制器还用于：对写入所述目标非易失性存储器的所述固件升级数据进行校验。

本发明前述实施例的固件升级方法和固件升级系统可以简化升级流程，提高通信效率和升级效率，减少固件升级时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明第一实施例提供的一种固件升级方法的流程示意图。

图2为本发明第二实施例提供的一种固件升级系统的结构示意图。

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。

第一实施例

如图1所示，本发明第一实施例提供了一种固件升级方法100，用于功能芯片的固件升级，所述功能芯片连接微控制器和目标非易失性存储器的串行总线接口，且所述微控制器连接所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口。固件升级方法100例如主要包括：

步骤S110：第一通信禁能步骤，由所述微控制器控制所述功能芯片，以禁能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接。具体地，所述微控制器例如将所述功能芯片的复位管脚拉住，使所述功能芯片处于复位状态，从而禁能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接，从而所述功能芯片无法加载所述目标非易失性存储器中存储的固件。此外，在步骤S110之前例如还可包括启动固件升级流程的步骤，具体地，当需要对所述功能芯片的固件进行升级时，上位机或嵌入式处理器等固件升级数据下发设备会将所述功能芯片的固件升级数据例如需要更新的固件程序通过通信协议例如以数据包的形式下发给所述微控制器。当所述微控制器接收到固件升级数据的第一包数据时就启动所述功能芯片的固件升级流程；当然，也可以在下发所述固件升级数据的第一包数据之前通过发送启动所述功能芯片的固件升级流程的命令给所述微控制器以启动所述功能芯片的固件升级流程。

步骤S130：第一通信使能步骤，在所述第一通信禁能步骤(也即步骤S110)之后，由所述微控制器使能自身与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接。具体地，所述微控制器例如使能自身与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信管脚，使得其可以正常访问所述目标非易失性存储器。

步骤S150：固件升级步骤，在所述第一通信使能步骤(也即步骤S130)之后，由所述微控制器接收固件升级数据并经由所述串行总线接口写入所述目标非易失性存储器。具体地，所述固件升级数据是以数据包的形式发送来的，所述微控制器每接收一包数据并写入所述目标非易失性存储器中之后，都会将其再次读出来和写入的数据进行校验比对(例如CRC校验)，直到所有的固件升级数据接收并写入完毕。若校验比对之后发现校验值不相等，则会停止固件升级流程，认为固件升级失败，以防止将错误的固件升级数据写入所述目标非易失性存储器中，且误认为升级成功，导致升级后，所述功能芯片工作出现异常。当升级失败时，上位机或嵌入式处理器等固件升级数据下发设备会重新发起固件升级流程，正常完成上述步骤即可。

步骤S170：第二通信禁能步骤，在所述固件升级步骤(也即步骤S150)之后，由所述微控制器禁能自身与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接。具体地，所有的固件升级数据接收并写入完毕后，所述微控制器会禁能自身与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信管脚，使得其不能访问所述目标非易失性存储器。以及

步骤S190：第二通信使能步骤，在所述第二通信禁能步骤(也即步骤S170)之后，由所述微控制器控制所述功能芯片，以使能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接，从而恢复所述功能芯片通过所述串行总线接口访问所述目标非易失性存储器以进行固件加载。

进一步地，固件升级方法100例如还可包括：

第一固件标记步骤，在所述第一通信使能步骤(也即步骤S130)之后，由所述微控制器生成表征所述目标非易失性存储器中的固件无效的第一标志并存储至第二非易失性存储器。具体地，所述功能芯片的固件升级流程启动后，上位机或嵌入式处理器等固件升级数据下发设备下发固件升级数据，所述微控制器就会擦除并开始写入新固件数据到所述目标非易失性存储器中，此时所述目标非易失性存储器中存储的原固件的完整性已被破坏，无论固件升级数据下发设备是否继续下发剩余的固件升级数据，所述微控制器都会认为所述目标非易失性存储器中的固件升级数据已无效，因此所述微控制器会生成表征所述目标非易失性存储器中的固件无效的第一标志并存储至所述第二非易失性存储器中，以防止当固件升级流程中出现系统掉电(本发明实施例不局限于此)等意外情况，导致整个固件升级流程未执行完，在系统重新上电后，所述功能芯片加载了无效的固件升级数据，所述微控制器误配置所述功能芯片，从而出现异常。

进一步地，固件升级方法100例如还可包括：

第二固件标记步骤，在所述固件升级步骤(也即步骤S150)之后，由所述微控制器生成表征所述目标非易失性存储器中的固件有效的第二标志并存储至所述第二非易失性存储器。

进一步地，固件升级方法100例如还可包括：

配置步骤，在系统重启后，由所述微控制器读取所述第二非易失性存储器中存储的表征所述目标非易失性存储器中的固件是否有效的标志，并当读取的所述标志为所述第二标志时，对所述功能芯片进行配置。所述配置例如包括配置所述功能芯片的工作模式。

具体地，所述固件升级步骤也即步骤S150例如还可包括：由所述微控制器对写入所述目标非易失性存储器的所述固件升级数据进行校验，以确保写入所述目标非易失性存储器的固件升级数据的正确性。

本发明第一实施例的固件升级方法100，可以简化升级流程，直接将固件升级数据写入目标非易失性存储器，省去现有技术中由功能芯片先接收固件升级数据，再由功能芯片写入目标非易失性存储器的步骤，可以提高通信效率和升级效率，减少固件升级时间。固件升级方法100可以广泛应用在多个不同的领域中，而不仅仅只应用于视频处理芯片的固件升级领域。

第二实施例

如图2所示，本发明第二实施例提供了一种固件升级系统200，例如主要包括：功能芯片210、微控制器230和目标非易失性存储器250，功能芯片210连接微控制器230和目标非易失性存储器250的串行总线接口251，且微控制器230连接目标非易失性存储器250的串行总线接口251。

其中，微控制器230则主要用于接收来自所述固件升级数据下发设备的所述固件升级数据，以及启动和操作功能芯片210的固件升级工作。

串行总线接口251例如为SPI串行总线接口或I2C串行总线接口，本实施例中由于功能芯片210和微控制器230共用目标非易失性存储器250的同一个串行总线接口251，微控制器230和功能芯片210不可同时访问串行总线接口251。

目标非易失性存储器250主要用于存储功能芯片210运行的固件，系统上电运行时，功能芯片210会从目标非易失性存储器250中加载固件。

第二非易失性存储器270主要用于存储系统信息参数,该处同时用于存储表征目标非易失性存储器250中的固件是否有效的标志。

功能芯片210主要用于接收微控制器230的指令实现特定功能例如:去HDCP、增加HDCP或其它功能。

固件升级系统200例如用于执行如前述第一实施例中的固件升级方法100，固件升级方法100的具体功能和细节可参考前述第一实施例的描述，在此不再赘述。

其中，微控制器230例如用于：

执行固件升级步骤，以接收固件升级数据并经由串行总线接口251写入目标非易失性存储器250。

在执行所述固件升级步骤之前，禁能功能芯片210与目标非易失性存储器250的串行总线接口251之间的通信连接、并使能微控制器230与目标非易失性存储器250的串行总线接口251之间的通信连接。以及

在执行完所述固件升级步骤之后，禁能微控制器230与目标非易失性存储器250的串行总线接口251之间的所述通信连接、并使能功能芯片210与目标非易失性存储器250的串行总线接口251之间的所述通信连接，从而恢复功能芯片210通过串行总线接口251访问目标非易失性存储器250以进行固件加载。

进一步地，微控制器230例如还用于：在执行所述固件升级步骤之前，生成表征目标非易失性存储器250中的固件无效的第一标志并存储至第二非易失性存储器270，其中第二非易失性存储器270内置于微控制器230或外接于微控制器230。

进一步地，微控制器230例如还用于：在执行完所述固件升级步骤之后，生成表征目标非易失性存储器250中的固件有效的第二标志并存储至第二非易失性存储器270。

进一步地，微控制器230例如还用于：在系统重启后，读取第二非易失性存储器270中存储的表征目标非易失性存储器250中的固件是否有效的标志，并当读取的所述标志为所述第二标志时，对功能芯片210进行配置。

进一步地，微控制器230例如还用于：对写入目标非易失性存储器250的所述固件升级数据进行校验。

此外，固件升级系统200例如还可包括固件升级数据下发设备，用于下发所述固件升级数据给微控制器230，当然本发明实施例并不局限于此，所述固件升级数据下发设备还可以下发其他控制指令(例如启动功能芯片210的固件升级流程的命令)给微控制器230。所述固件升级数据下发设备例如连接微控制器230，具体地，所述固件升级数据下发设备例如为嵌入式处理器(例如ARM芯片)或上位机，所述固件升级数据下发设备和微控制器230例如为分别独立设置的或者为集成于同一个电路板上。

本发明第二实施例的固件升级系统200，可以简化升级流程，提高通信效率，减少固件升级时间。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元/模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元/模块的形式实现。

上述以软件功能单元/模块的形式实现的集成的单元/模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)的一个或多个处理器执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种固件升级方法，其特征在于，用于功能芯片的固件升级，所述功能芯片连接微控制器和目标非易失性存储器的串行总线接口，且所述微控制器连接所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口；所述固件升级方法包括：

第一通信禁能步骤，由所述微控制器控制所述功能芯片，以禁能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接；

第一通信使能步骤，在所述第一通信禁能步骤之后，由所述微控制器使能自身与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接；

固件升级步骤，在所述第一通信使能步骤之后，由所述微控制器接收固件升级数据并经由所述串行总线接口写入所述目标非易失性存储器；

第二通信禁能步骤，在所述固件升级步骤之后，由所述微控制器禁能自身与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接；以及

第二通信使能步骤，在所述第二通信禁能步骤之后，由所述微控制器控制所述功能芯片，以使能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接，从而恢复所述功能芯片通过所述串行总线接口访问所述目标非易失性存储器以进行固件加载。

2.如权利要求1所述的固件升级方法，其特征在于，还包括：

第一固件标记步骤，在所述第一通信使能步骤之后，由所述微控制器生成表征所述目标非易失性存储器中的固件无效的第一标志并存储至第二非易失性存储器。

3.如权利要求2所述的固件升级方法，其特征在于，还包括：

第二固件标记步骤，在所述固件升级步骤之后，由所述微控制器生成表征所述目标非易失性存储器中的固件有效的第二标志并存储至所述第二非易失性存储器。

4.如权利要求3所述的固件升级方法，其特征在于，还包括：

配置步骤，在系统重启后，由所述微控制器读取所述第二非易失性存储器中存储的表征所述目标非易失性存储器中的固件是否有效的标志，并当读取的所述标志为所述第二标志时，对所述功能芯片进行配置。

5.如权利要求1所述的固件升级方法，其特征在于，所述固件升级步骤还包括：

由所述微控制器对写入所述目标非易失性存储器的所述固件升级数据进行校验。

6.一种固件升级系统，其特征在于，包括：功能芯片、微控制器和目标非易失性存储器，所述功能芯片连接微控制器和所述目标非易失性存储器的串行总线接口，且所述微控制器连接所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口；

其中，所述微控制器用于：

执行固件升级步骤，以接收固件升级数据并经由所述串行总线接口写入所述目标非易失性存储器；

在执行所述固件升级步骤之前，禁能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接、并使能所述微控制器与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的通信连接；以及

在执行完所述固件升级步骤之后，禁能所述微控制器与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接、并使能所述功能芯片与所述目标非易失性存储器的所述串行总线接口之间的所述通信连接，从而恢复所述功能芯片通过所述串行总线接口访问所述目标非易失性存储器以进行固件加载。

7.如权利要求6所述的固件升级系统，其特征在于，所述微控制器还用于：在执行所述固件升级步骤之前，生成表征所述目标非易失性存储器中的固件无效的第一标志并存储至第二非易失性存储器，其中所述第二非易失性存储器内置于所述微控制器或外接于所述微控制器。

8.如权利要求7所述的固件升级系统，其特征在于，所述微控制器还用于：在执行完所述固件升级步骤之后，生成表征所述目标非易失性存储器中的固件有效的第二标志并存储至所述第二非易失性存储器。

9.如权利要求8所述的固件升级系统，其特征在于，所述微控制器还用于：在系统重启后，读取所述第二非易失性存储器中存储的表征所述目标非易失性存储器中的固件是否有效的标志，并当读取的所述标志为所述第二标志时，对所述功能芯片进行配置。

10.如权利要求6所述的固件升级系统，其特征在于，所述微控制器还用于：对写入所述目标非易失性存储器的所述固件升级数据进行校验。

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