CN113626060A - vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法 - Google Patents

Abstract

vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法。首先，建立并配置镜像工程，在镜像工程设置自加载应用程序功能并配置ftp功能；其次，将镜像工程烧写到flash，使用u‑boot命令固化镜像工程到flash固定地址；然后使用分区组件对系统硬盘进行分区，将板卡的硬盘分成独立的两个分区并格式化操作。最后，将应用程序上传到硬盘的某一个分区中并将数据保存在另一个分区，从而保证数据安全，完成在线升级功能。

Description

vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法

技术领域

本发明属于vxworks系统下底层驱动技术，特别是vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法。

背景技术

PowerPC处理器有广泛的实现范围，包括从诸如Power4那样的高端服务器CPU到嵌入式CPU市场。PowerPC处理器有非常强的嵌入式表现，因为它具有有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量。除了像串行和以太网控制器那样的集成I/O，该嵌入式处理器与台式机CPU存在非常显著的区别。PowerPc体系结构是RISC(精简指令集计算)。PowerPc处理模型要从内存检索数据、在寄存器中对它进行操作，然后将它存储回内存。

Vxworks作为在通讯、军事、航天等高尖技术及实时性要求极高的领域被广泛应用的操作系统。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统利用占据一席之地。

但是由于嵌入式操作系统无法提供图形操作界面，用户在升级应用程序都需要进行指令操作，在与PowerPc处理器结合时，常将镜像与应用程序合并存储在flash上，作为启动引导程序。但是这种方式，对于常需要修改应用程序版本的用户来说极其不方便，而且对于flash的频繁操作不利于系统稳定，极有可能因为不安全操作导致系统崩溃。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法，能有利于系统镜像固化，不容易因操作不当而引起系统崩溃，同时在应用升级方面操作简单方便。

本发明的技术解决方案是：

第一方面，vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法，包括如下步骤：

1)建立并配置镜像工程

首先，添加分区组件；然后，在镜像工程中配置ftp服务器功能；最后，设置自启动应用程序功能；

2)将镜像工程烧写到flash；

3)使用分区组件对系统硬盘进行分区；

4)在线升级应用程序。

可选地，所述步骤1)在镜像工程中配置ftp服务器功能的方法，具体为：

121)在kernel configuration选项中，打开Network AuthenticationComponents/Auth configuration#1；

122)设置密码Password#1选项为target；

123)设置用户名User name#1选项为target；

124)在FTP Components选项中配置ftp server功能：首先配置回调函数Authentication callback routine为ipftps_authenticate_default_callback；然后配置ftp功能首次访问硬盘的分区路径FTP initial directory为“ata0:1”，配置访问的根目录FTP root directory为磁盘的根目录“/”，服务器的端口号为21。

可选地，所述步骤1)设置自启动应用程序功能的方法，具体为：

131)使用open函数打开分区中应用程序存储的路径，设定应用程序存储在盘符为ata0:1的分区中，且名称为dkm_test.out；

132)判断open是否打开成功，如果失败则报错退出，否则进行下一步；

133)使用loadModule函数加载模块，且第一个参数为open函数打开文件获取的句柄fd，以及设置第二个参数为LOAD_ALL_SYMBOLS；

134)使用close函数关闭句柄fd；

135)使用系统函数symFindByName查找当前系统已加载模块函数表是否存在应用程序主函数testMain，如果不存在则报错退出，否则继续下一步；

136)使用taskSpawn函数新建一个任务，以应用程序主函数为任务名并作为当前任务的入口函数，并设置任务优先级、内存栈大小；

137)在镜像工程中的usrAppInit.c文件中，使用taskdelay函数先延时5ms；然后调用应用程序入口函数，从而实现应用程序自动加载启动功能。

可选地，所述步骤2)将镜像工程烧写到flash的方法，具体为：

21)在开机后u-boot启动倒计时，使用c命令中断自启动过程；

22)然后使用setenv命令环境变量bootargs，设置主机ip1和客户端ip2；

23)设置启动命令bootcmd:tftp；bootvx；

24)使用saveenv命令保存步骤22)所设环境变量bootargs以及步骤23)所设参数tftp；bootvx；

25)打开tftp客户端，设置镜像文件在pc机所在的文件路径，并设置pc机的ip为环境变量中的ip2；

26)使用erase命令擦除flash分区bank2，擦除完成后进行下一步；

27)使用tftp命令，利用tftp工具上传镜像文件到板卡内，过程结束后进行下一步；

28)使用cp.b命令将上传的镜像文件从地址0x2000000拷贝到flash固定地址0xf0000000；

29)设置启动命令bootcmd：bootvx，从地址0xf0000000启动镜像文件；

210)使用saveenv保存步骤25)到29)的操作内容；

211)断电重启。

可选地，所述步骤3)使用分区组件对系统硬盘进行分区的方法，具体为：

31)通电启动板卡，进入镜像文件系统；

32)使用devs命令查看目前的硬盘分区盘符号，如果看到硬盘设备显示为“/ata0:1”，则表示检测到没有分区，进入步骤33)；

33)在shell下使用命令xbdCreatePartition，将分区"/ata0:1"平均划分，划分的大小参数根据实际需要设置；

34)再次用devs命令查看目前硬盘分区后的状态，查看设备列表是否存在“/ata0:1”和“/ata0:2”；存在则进入步骤35)，不存在则返回步骤33)；

35)使用命令dosFsVolFormat对分区后的两个盘“/ata0:1”和“/ata0:2”进行格式化。

可选地，所述步骤4)在线升级应用程序的方法，具体为：

41)建立一个与镜像工程同类型ppc32gnu的DKM应用工程，设置数据存储到分区2：“/ata0:2”；

42)设置主函数名为testMain，保持与镜像工程中任务的入口函数一致；

43)编译生成out文件；

44)设置本机pc端的ip为ip2；

45)在pc端的cmd端使用ftp命令，连接ip为步骤2)中设置的ip1；

46)使用过程1中设置的用户名和密码登陆板卡；

47)用pwd命令查看是否进入到硬盘分区的第一个分区“/ata0:1”；是则进入步骤48)，反之则使用cd命令进入第一个分区；

48)用bin命令设置传输的二进制格式；

49)用put命令上传应用工程的dkm_test.out文件，该处需要保持put命令对应的参数与步骤1)中设置参数一致；

410)用ls命令查看应用程序是否上传成功，成功则进入步骤411，不成功则返回步骤49)；

411)断电重启；

412)用telnet命令连上板卡，在shell下用i命令查看加载的模块是否存在应用程序主函数所在的任务，如果存在则证明镜像自加载应用程序成功，在线升级完成。

第二方面，一种处理器，用于执行第一方面所述的方法。

一种处理装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于从所述存储器调用并运行所述计算机程序，以执行第一方面所述方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被执行时，实现第一方面所述的方法。

一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所述的方法。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明在系统为vxworks的应用场景下，针对PowerPC处理器特点，并结合flash存储特性，设计实现了一种vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法。本发明为系统为vxworks下，将系统镜像与应用程序分离存储，满足了镜像固化与应用升级的需求，提供了一种便捷的在线升级方法。

附图说明

图1为本发明一种基于分离存储的在线升级方法实现流程图。

具体实施方式

结合图1，为了解决vxworks系统下在线升级应用程序问题，采用基于分离存储的方法。下面对本发明的内容作进一步描述。

1)建立并配置镜像工程

11)首先，添加分区组件：打开镜像工程，在kernel configuration选项中添加分区组件INCLUDE_XBD_PART_LIB；

12)然后，在镜像工程中配置ftp服务器功能，具体步骤如下：

121)在kernel configuration选项中，打开Network AuthenticationComponents/Auth configuration#1；

122)设置密码Password#1选项为target；

123)设置用户名User name#1选项为target；

124)在FTP Components(ftp组件)选项中配置ftp server(ftp服务器)功能：首先配置回调函数Authentication callback routine为ipftps_authenticate_default_callback；然后配置ftp功能首次访问硬盘的分区路径FTP initial directory为“ata0:1”，配置访问的根目录FTP root directory为磁盘的根目录“/”，服务器的端口号为21。

13)其次，设置自动加载应用程序功能，具体步骤如下：

①新建一个自动加载应用程序函数loadModule，该函数具体操作如下：

131)使用open函数打开分区中应用程序存储的路径，假定应用程序存储在盘符为ata0:1的分区中，且名称为dkm_test.out；

132)判断open是否打开成功，如果失败则报错退出，否则进行下一步；

133)使用loadModule函数加载模块，且第一个参数为open函数打开文件获取的句柄fd，以及设置第二个参数为LOAD_ALL_SYMBOLS；

134)使用close函数关闭句柄fd；

135)使用系统函数symFindByName查找当前系统已加载模块函数表是否存在应用程序主函数testMain，如果不存在则报错退出，否则继续下一步；

136)使用taskSpawn函数新建一个任务，以应用程序主函数为任务名并作为当前任务的入口函数，并设置任务优先级、内存栈大小；

②实现镜像工程自加载应用程序的功能：在镜像工程中的usrAppInit.c文件中，使用taskdelay函数先延时5ms(该参数可根据所选处理器类型调整)，防止在硬盘文件系统未识别前加载模块失败；然后调用应用程序入口函数，从而实现应用程序自动加载启动功能。

2)将镜像工程烧写到flash

首先，设置u-boot参数和启动命令；然后，使用tftp上传镜像工程可执行文件到flash。具体步骤如下：

21)在开机后u-boot启动倒计时，使用c命令中断自启动过程；

22)然后使用setenv命令环境变量bootargs，设置主机ip1和客户端ip2；

23)设置启动命令bootcmd:tftp；bootvx，即设置tftp功能；

24)使用saveenv命令保存步骤22)所设环境变量bootargs以及步骤23)所设参数tftp；bootvx；

25)打开tftp客户端，设置镜像文件在pc机所在的文件路径，并设置pc机的ip为环境变量中的ip2；

26)使用erase命令擦除flash分区bank2，擦除完成后进行下一步；

27)使用tftp命令，利用tftp工具上传镜像文件到板卡内，过程结束后进行下一步；

28)使用cp.b命令将上传的镜像文件从地址0x2000000拷贝到flash固定地址0xf0000000；

29)设置启动命令bootcmd：bootvx，从地址0xf0000000启动镜像文件；

210)使用saveenv保存步骤25)到29)的操作内容；

211)断电重启；

3)使用分区组件对系统硬盘进行分区

首先，使用系统命令查看目前板卡硬盘内分区的相关数据。然后，使用分区组件自带的分区命令对板卡进行分区。最后，使用系统命令格式化分区后的每个子分区。具体步骤如下：

31)通电启动板卡，进入镜像文件系统；

32)使用devs命令查看目前的硬盘分区盘符号，如果看到硬盘设备显示为“/ata0:1”，则表示检测到没有分区，则进入步骤33)(本实例假定设备列表显示的分区盘符为“/ata0:1”)；

33)在shell下使用命令xbdCreatePartition，将分区"/ata0:1"平均划分(如果硬盘设备盘符为“/ata0:0”，该处就替换成“/ata0:0”)，划分的大小参数根据实际需要设置；

34)再次用devs命令查看目前硬盘分区后的状态，查看设备列表是否存在“/ata0:1”和“/ata0:2”(如果原盘符是“/ata0:0”，分区后“/ata0:0”会消失，只剩“/ata0:1”和“/ata0:2”)；存在则进入步骤35)，不存在则返回步骤33)；

35)使用命令dosFsVolFormat对分区后的两个盘“/ata0:1”和“/ata0:2”进行格式化；

4)在线升级应用程序。

首先，建立应用程序工程。然后，将编译后的可执行文件存入分区1。最后，将数据存储到分区2。具体步骤如下：

41)建立一个与镜像工程同类型ppc32gnu的DKM应用工程(Downloadable KernelModule Project)，设置数据存储到分区2：“/ata0:2”；

42)设置主函数名为testMain，保持与镜像工程中任务的入口函数一致；

43)编译生成out文件；

44)设置本机pc端的ip为ip2；

45)在pc端的cmd端使用ftp命令，连接ip为步骤2)中设置的ip1；

46)使用过程1中设置的用户名和密码登陆板卡；

47)用pwd命令查看是否进入到硬盘分区的第一个分区“/ata0:1”；是则进入步骤48)，反之则使用cd命令进入第一个分区；

48)用bin命令设置传输的二进制格式；

49)用put命令上传应用工程的dkm_test.out文件，该处需要保持put命令对应的参数与步骤1)中设置参数一致；

410)用ls命令查看应用程序是否上传成功，成功则进入步骤411，不成功则返回步骤49)；

411)断电重启；

412)用telnet命令连上板卡，在shell下用i命令查看加载的模块是否存在应用程序主函数所在的任务，如果存在则证明镜像自加载应用程序成功，在线升级完成。

利用上述技术方案，采用上述操作步骤，本发明可以实现vxworks系统下在线升级程序问题，该方法已经经过了算法验证，并进行了实验检验。结果标明，该方案使用镜像工程和应用工程分离存储的方法，利用flash启动镜像，硬盘加载应用程序文件，并且分区保存数据，从而减少升级过程中对flash的频繁操作，维护了系统稳定和安全，便利了升级过程。

步骤1)对板卡进行镜像配置，建立目标工程，添加分区组件，为配置ftp功能。同时，在镜像工程中内嵌自动加载应用程序函数，并设置以任务形式自动运行。步骤2)将镜像工程文件烧写到flash，通过对flash区域的地址划分，设定镜像工程文件存储的地址段，通过tftp的方式将本地的工程文件上传到板卡内的flash目标地址内，从而完成烧写工作；步骤3)使用分区组件对系统硬盘进行分区。使用镜像工程设置的分区组件对板卡内的SATA盘进行分区操作，同时格式化已分区的磁盘。步骤4)在线升级应用程序，建立了与镜像工程同类型的应用工程，设置其入口函数与工程可执行文件保持与镜像工程加载函数参数一致，通过ftp方法上传到分区后的第一个磁盘，对接收的数据存入分区的第二个磁盘，保证数据安全。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立并配置镜像工程

首先，添加分区组件；然后，在镜像工程中配置ftp服务器功能；最后，设置自启动应用程序功能；

2)将镜像工程烧写到flash；

3)使用分区组件对系统硬盘进行分区；

4)在线升级应用程序。

2.根据权利要求1所述的vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法，其特征在于：所述步骤1)在镜像工程中配置ftp服务器功能的方法，具体为：

121)在kernel configuration选项中，打开Network Authentication Components/Auth configuration#1；

122)设置密码Password#1选项为target；

123)设置用户名User name#1选项为target；

124)在FTP Components选项中配置ftp server功能：首先配置回调函数Authentication callback routine为ipftps_authenticate_default_callback；然后配置ftp功能首次访问硬盘的分区路径FTP initial directory为“ata0:1”，配置访问的根目录FTP root directory为磁盘的根目录“/”，服务器的端口号为21。

3.根据权利要求2所述的vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法，其特征在于：所述步骤1)设置自启动应用程序功能的方法，具体为：

131)使用open函数打开分区中应用程序存储的路径，设定应用程序存储在盘符为ata0:1的分区中，且名称为dkm_test.out；

132)判断open是否打开成功，如果失败则报错退出，否则进行下一步；

133)使用loadModule函数加载模块，且第一个参数为open函数打开文件获取的句柄fd，以及设置第二个参数为LOAD_ALL_SYMBOLS；

134)使用close函数关闭句柄fd；

135)使用系统函数symFindByName查找当前系统已加载模块函数表是否存在应用程序主函数testMain，如果不存在则报错退出，否则继续下一步；

136)使用taskSpawn函数新建一个任务，以应用程序主函数为任务名并作为当前任务的入口函数，并设置任务优先级、内存栈大小；

137)在镜像工程中的usrAppInit.c文件中，使用taskdelay函数先延时5ms；然后调用应用程序入口函数，从而实现应用程序自动加载启动功能。

4.根据权利要求3所述的vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法，其特征在于：所述步骤2)将镜像工程烧写到flash的方法，具体为：

21)在开机后u-boot启动倒计时，使用c命令中断自启动过程；

22)然后使用setenv命令环境变量bootargs，设置主机ip1和客户端ip2；

23)设置启动命令bootcmd:tftp；bootvx；

24)使用saveenv命令保存步骤22)所设环境变量bootargs以及步骤23)所设参数tftp；bootvx；

25)打开tftp客户端，设置镜像文件在pc机所在的文件路径，并设置pc机的ip为环境变量中的ip2；

26)使用erase命令擦除flash分区bank2，擦除完成后进行下一步；

27)使用tftp命令，利用tftp工具上传镜像文件到板卡内，过程结束后进行下一步；

28)使用cp.b命令将上传的镜像文件从地址0x2000000拷贝到flash固定地址0xf0000000；

29)设置启动命令bootcmd：bootvx，从地址0xf0000000启动镜像文件；

210)使用saveenv保存步骤25)到29)的操作内容；

211)断电重启。

5.根据权利要求4所述的vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法，其特征在于：所述步骤3)使用分区组件对系统硬盘进行分区的方法，具体为：

31)通电启动板卡，进入镜像文件系统；

32)使用devs命令查看目前的硬盘分区盘符号，如果看到硬盘设备显示为“/ata0:1”，则表示检测到没有分区，进入步骤33)；

33)在shell下使用命令xbdCreatePartition，将分区"/ata0:1"平均划分，划分的大小参数根据实际需要设置；

34)再次用devs命令查看目前硬盘分区后的状态，查看设备列表是否存在“/ata0:1”和“/ata0:2”；存在则进入步骤35)，不存在则返回步骤33)；

35)使用命令dosFsVolFormat对分区后的两个盘“/ata0:1”和“/ata0:2”进行格式化。

6.根据权利要求5所述的vxworks系统下基于分离存储的在线升级方法，其特征在于：所述步骤4)在线升级应用程序的方法，具体为：

41)建立一个与镜像工程同类型ppc32gnu的DKM应用工程，设置数据存储到分区2：“/ata0:2”；

42)设置主函数名为testMain，保持与镜像工程中任务的入口函数一致；

43)编译生成out文件；

44)设置本机pc端的ip为ip2；

45)在pc端的cmd端使用ftp命令，连接ip为步骤2)中设置的ip1；

46)使用过程1中设置的用户名和密码登陆板卡；

47)用pwd命令查看是否进入到硬盘分区的第一个分区“/ata0:1”；是则进入步骤48)，反之则使用cd命令进入第一个分区；

48)用bin命令设置传输的二进制格式；

49)用put命令上传应用工程的dkm_test.out文件，该处需要保持put命令对应的参数与步骤1)中设置参数一致；

410)用ls命令查看应用程序是否上传成功，成功则进入步骤411，不成功则返回步骤49)；

411)断电重启；

412)用telnet命令连上板卡，在shell下用i命令查看加载的模块是否存在应用程序主函数所在的任务，如果存在则证明镜像自加载应用程序成功，在线升级完成。

7.一种处理器，其特征在于，用于执行权利要求1至6中任一项所述的方法。

8.一种处理装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于从所述存储器调用并运行所述计算机程序，以执行权利要求1至6中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被执行时，实现权利要求1至6中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括指令，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1至6中任一项所述的方法。

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