CN113672270A - 升级方法，计算机系统和远端升级设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种升级方法，以及实施所述升级方法的远端升级设备和计算机系统。首先由所述远端升级设备传送更新通知给所述计算机系统，包括新文件涉及的块号。其中所述新文件包括多个文件分块，每一文件分块各对应一个块号。接着接收所述计算机系统回应的所述块号对应的存储区块中的数据的校验码。所述远端升级设备逐一比对所述校验码与所述新文件中对应同块号的文件分块的校验码。依据所述校验码的比对结果，决定是否传送所述文件分块给所述计算机系统；其中所述存储器包括多个具有预定区块大小的存储区块，各对应一个块号。本升级方法可以使数据重复的文件分块不需要再浪费时间资源传送和写入，显着地提升了远端升级的效能。

Description

升级方法，计算机系统和远端升级设备

技术领域

本申请涉及一种升级方法，尤其涉及一种计算机系统通过远端升级设备执行升级的方法。

背景技术

目前，存储器广泛应用于计算机系统，如服务器、交换机和其它嵌入式系统，常见的存储器为闪存，其用于存放启动代码(BIOS或BOOT)、操作系统、应用软件等。许多时候，因为版本更新、故障修复、功能增加等原因，闪存中存放的文件需要更新换代。图1显示传统的嵌入式系统120。所述嵌入式系统120可通过一远端升级设备110从远端连线进行固件升级。远端升级设备110可以是一种位于服务站、中控端、或用户控制的上位机。嵌入式系统120是指闪存128所在的系统，通常是计算能力较差的简易装置。闪存128中的固件132是一种代码文件，通常也是被升级的对象，所以固件132在闪存128中对应的区块地址在此又称为待升级区域130。所述嵌入式系统120中通常可包括了处理器122，连接着内存124，可加载闪存128中的固件132以执行各种形式的功能。嵌入式系统120中的接口126可与远端升级设备110连接。使嵌入式系统120受到远端升级设备110的控制而进行固件132的升级。对于闪存128而言，固件132的升级意谓的是待升级区域130的擦除与写入。传统的闪存128有一个特点，就是一块区块必须先擦除，才能写入。而擦除和写入的操作皆以块为单位进行。因此，传统的升级方法如图2所示。

图2是传统嵌入式系统120升级的流程图。在步骤201中，由远端升级设备110将新文件404通过接口126传送至嵌入式系统120。在步骤203中，嵌入式系统120通过处理器122的控制，擦除闪存128中的待升级区域130。在步骤205中，由嵌入式系统120将新文件404写入闪存128中被擦除的待升级区域130。这种实现方法的缺点是,远端升级设备110必须传送整个新文件404到嵌入式系统120，即使新文件404和原文件402之间有重复相同的部份，也不能省略传送的步骤。因此在低速总线(每秒钟只能传输几百K比特数据)的环境下，重复数据的传输耗时巨大，是无形的浪费。另一方面，在擦除和写入的过程中，必须先擦除嵌入式系统120的待升级区域130，才能写入整个新文件404，耗时较多，处理器工作量增加。在所述过程中，整体耗时长而导致系统工作繁忙，使嵌入式系统120不能及时响应其它任务，能耗增加，响应速度变慢，用户体验度差。

因此，一种能节省重复数据传输、擦除与写入的嵌入式系统更新方法，是有待开发的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提出了一种升级方法，用于将存储器的预定更新区块中的原文件更新为新文件。所述预定更新区块包括多个具有预定区块大小的存储区块，各对应一个块号。所述新文件也分割为多个文件分块，每一所述文件分块对应一个所述块号。首先，由一个远端升级设备对所述存储器传送一个更新通知。所述更新通知中可包括每一所述文件分块对应的所述块号。接着，接收所述存储器的回应，包括每一所述块号对应的所述存储区块中的数据的校验码。在远端升级设备中，逐一对应地比对所述校验码与对应的所述文件分块的校验码。如果所述校验码的比对结果相符，不传送所述文件分块，以节省升级时间。相对的，如果所述校验码的比对结果不相符，远端升级设备才传送用于写入对应的所述存储区块的所述文件分块。

其中所述校验码是使用冗余循环检查码CRC32，安全杂凑函数SHA，或信息摘要算法MD5计算而得。

在进一步实施方式中，在所述远端升级设备传送所述更新通知前，所述远端升级设备可依照所述预定区块大小为单位，将所述新文件分割成多个所述文件分块。

在进一步实施方式中，需要所述文件分块的校验码来实现进一步的验证。所述验证码可以是在传送所述文件分块时，由远端升级设备同时传送，也可以是由计算机系统在收到所述文件分块时自己计算。

在进一步实施方式中，在所述远端升级设备传送用于写入对应的所述存储区块的所述文件分块时，还可对所述块号对应的所述存储区块进行擦除。

本申请另提出一种远端升级设备的实施例。所述远端升级设备用于远端升级计算机系统的存储器数据，其中至少包括下列组件。存储器可包括代码和待升级文件。内存可连接所述存储器，用于载入代码。接口可用于连接所述计算机系统。处理器可连接所述内存。所述处理器可执行所述代码，执行前述的升级方法实施例。

在进一步实施方式中，所述远端升级设备的接口，可以是网口、串口、集成电路总线I2C、系统管理总线SMBus、快捷外设部件互连接口PCIe，或外部序列进阶技术连接eSATA其中之一。

本申请另提出一种升级方法的实施例，从计算机系统的观点，说明被远端升级设备远端更新存储器数据的方法，用于将存储器的预定更新区块中的原文件更新为新文件。其中所述预定更新区块包括多个具有预定区块大小的存储区块，所述多个存储区块各对应一个块号，且所述新文件包括多个文件分块，每一所述文件分块对应一个所述块号。首先，计算机系统接收更新通知。所述更新通知包括每一所述文件分块对应的所述块号。接着计算机系统回应每一所述块号对应的所述存储区块中的数据的校验码。所述校验码可被远端升级设备用于逐一对应地比对对应的所述文件分块的校验码。如果所述块号对应的存储区块的所述校验码符合对应同块号的所述文件分块的校验码，对应的所述文件分块不会被传送给所述存储器，使所述存储器保持所述存储区块的数据。如果所述块号对应的存储区块的所述校验码不符合对应同块号的所述文件分块的校验码，所述远端升级设备会执行传送，使所述计算机系统接收所述文件分块并将所述文件分块写入对应的所述存储区块。

在进一步实施方式中，所述块号对应的存储区块中的数据的校验码，可以是在收到所述远端升级设备传送更新通知后，由所述计算机系统计算而得。另一方面，所述块号对应的存储区块中的数据的校验码也可以是在收到所述更新通知之前预先存储在存储器中，使所述计算机系统在收到所述更新通知后，可直接从所述存储器读取校验码。

在进一步实施方式中，所述文件分块的校验码，可以是在接收所述远端升级设备传送的所述文件分块时，同时由所述远端升级设备提供。另一方面，所述文件分块的校验码也可以是在接收所述远端升级设备所述文件分块后，由所述计算机系统中计算而得。所述文件分块的校验码，可以用于验证所述文件分块是否正确地被接收。如果所述验证有误，则不将所述文件分块写入对应的所述存储区块。

在进一步实施方式中，在收到所述远端升级设备传送的所述文件分块，且正确性已验证的情况下，所述计算机系统可对所述块号对应的存储区块进行擦除。对所述块号对应的存储区块进行擦除的步骤，和接收所述远端升级设备传送的所述文件分块的步骤可以是同时开始。

在进一步实施方式中，接收完成所述文件分块且完成对所述块号对应的存储区块进行擦除后，所述计算机系统可对所述块号对应的存储区块进行写入。在对所述块号对应的存储区块写入所述文件分块后，所述计算机系统可存储所述文件分块的校验码。

本申请进一步提出一种计算机系统的实施例，用于协同所述远端升级设备执行上述升级方法。所述计算机系统包括至少下列组件。接口连接远端升级设备。存储器，连接所述接口，包括代码和文件存放区，其中所述文件存放区中包括原文件。内存，连接所述存储器和接口，用于载入代码。处理器，连接所述内存，存储器和接口。所述处理器执行所述代码，前述升级方法的实施例。

在进一步实施方式中，所述计算机系统的接口，可以是网口、串口、集成电路总线I2C、系统管理总线SMBus、快捷外设部件互连接口PCIe，或外部序列进阶技术连接eSATA其中之一。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1显示传统的嵌入式系统。

图2是传统嵌入式系统升级的流程图。

图3显示了本申请实施例所涉及的远端升级设备和计算机系统。

图4显示了原文件和新文件的分块结构。

图5显示了本申请实施例的升级方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图3显示了本申请实施例所涉及的远端升级设备300和计算机系统320。两者之间以接口310和接口326连接。在一些实施例中，计算机系统320是嵌入式系统；在一些实施例中，计算机系统320也可以是通用计算机系统，如服务器、个人电脑或笔记本电脑。所述远端升级设备300中包括待升级的新文件404，存放在存储器306中。所述存储器306还包括代码308，加载至内存304后以处理器302执行，以实行本申请所述的升级方法，使计算机系统320中存储于存储器328中的原文件402被更新为新文件404。在一些实施例中，存储器328例如但不限于是闪存。在计算机系统320中，所述原文件402是存储于存储器328的待升级区域130中。该存储器328还包括代码330，加载至内存324后由处理器322执行，使计算机系统320通过接口326与远端升级设备300连线沟通，协力完成本申请所述的升级方法。在本实施例中，新文件404最终会被写入待升级区域130中取代原文件402。但是更新的过程中，不需要传送新文件404的全部数据，而是只传送数据不重复的区块。本申请实施例之计算机系统与远端升级设备所使用的接口310和326，可以是网口、串口、集成电路总线I2C、系统管理总线SMBus、快捷外设部件互连接口PCIe，或外部序列进阶技术连接eSATA等。在使用低速接口时，尤其可以突显本申请实施例的升级方法的优势。

本发明改进了现有的存储器更新流程，所述存储器例如但不限于闪存。闪存中的文件(例如：固件)更新已成为一般计算机系统商品的日常线上服务之一。许多产品的服务商会定期地或频繁地发布更新的文件。每次对闪存写入更新的文件时，常见的状况就是，文件中大部份存储区块中的数据是相同的，只是其中少部分存储区块的数据发生变化。例如，通过更新的文件修复一个故障，或增加一个新功能。因此，文件版本的迭代更新，通常受影响的存储区块占比很小。本申请提出一种方法，在进行新文件的更新之前，找出数据变化对应的存储区块。只需写入存储区块，就能完成文件更新。对远端升级设备而言，只需要传送这些需要更新的文件分块，而不是整个文件的数据。借此可大量节省传输时间。而对计算机系统之言，只需要擦除待更新的存储区块，并将文件分块写入到这些存储区块中。由于本方法不需要处理所有的存储区块，耗时也可以大大减少。

图4显示了本申请实施例中的原文件和新文件的分块结构。以存储器为闪存为例，一般闪存的特性是，擦除和写入的动作是以区块为单位进行动作。区块大小可能是32千字节组(KB)，64KB，或闪存128KB等，视闪存的厂家、规格、型号而定。相对地，远端升级设备可将新文件依照与存储区块同样的大小切割成多个文件分块，每个文件分块具有独立的分块编号。可明显理解，每个文件分块与目标存储地址的存储区块编号可以形成一种对应关系。存储器328中用于存储原文件402的待升级区域130，可以特定区块大小为单位，分割为多个存储区块。以图4为例，多个存储区块对应的块号可表示为B1至B6。而存储在存储器328中的原文件402，也随着存储所在的存储区块而分割为多个文件分块。被分割为多个文件分块并分别存储在块号为B1至B6的存储区块中，每一个存储区块中的文件分块具有唯一的校验码，所述校验码例如但不限于是通过杂凑(hash，又称散列或哈希)运算计算而得的杂凑值，所述杂凑运算例如但不限于是CRC32、SHA或MD5等运算方式。以图4为例，原文件402的a、b、c、d、e及f表示具有不同校验码的文件分块，对应所述块号B1至B6，例如存储在块号B2的存储区块的文件分块的校验码表示为b。在远端升级设备300中生成新文件404时，也可将新文件404依照与原文件相同的特定区块大小为单位，切割成多个文件分块，各对应所述块号。而这些新文件分块的校验码可在生成时事先计算。以图4为例，新文件404中的各文件分块的校验码可表示为a、b'、c、d'、e及f，各对应所述块号B1至B6。远端升级设备300可传送这些块号给计算机系统，使计算机系统回传号块B1至B6对应的原文件的校验码a至f，如图4的原文件402所示。借此，所述远端升级设备中300可比较原文件402和新文件404两者对应的校验码，并根据两者的差异之处生成一待更新块号表406。以图4为例，原文件402存储在块号B1的存储区块的文件分块的校验码a和新文件402对应块号B1的文件分块的校验码a相同，表示两者文件分块的数据相同，没有变化，因此原文件402存储在块号B1的存储区块的文件分块无须进行更新；原文件402存储在块号B2的存储区块的文件分块的校验码b和新文件402对应块号B2的文件分块的校验码b'不相同，表示两者文件分块的数据不相同，具有变化，因此原文件402存储在块号B2的存储区块的文件分块需要进行更新，以此类推。如待更新块号表406为例，其中指示了待更新的块号为B2和B4。接下来，当远端升级设备300就能使用这个待更新块号表406逐一传送对应的文件分块使计算机系统升级。

在一些实施例中，所述校验码可以通过预先计算并存储在存储器328中，当远端升级设备300传送更新通知与本次更新所涉及的块号时，计算机系统320直接读取并回传存储器328中的所涉及块号的校验码；在一些实施中，所述校验码可以不预先计算，当远端升级设备300传送更新通知与本次更新所涉及的块号时，计算机系统320对应计算所涉及块号的对应校验码后回传所述校验码。

一般来说，在计算机系统的存储器中，存储地址和文件字节位置有对应关系。然而，远端升级系统不一定知道计算机系统的存储器块号与地址的对应。因此，在另一种实施方式中，远端升级设备与计算机系统沟通时，除了可使用存储器中的块号来表示，也可以直接使用文件的分块编号来表示。在进一步的情况中，远端升级系统在生成新文件时，可能已经保存有原文件，因此，远端升级系统可以自行比对新文件和原文件，决定需要升级的文件块号。以图4为例，远端升级系统自行判断需要升级的文件块号为B2和B4，并将这些文件块号传送给计算机系统，使计算机系统回应原文件中对应所述文件块号的校验码，供远端升级系统比对和决定要传送的文件分块。

图5显示了本申请实施例的升级方法流程图。前述实施例的流程可总结为以下步骤。

在步骤501中，远端升级设备传送一更新通知给所述计算机系统。举例来说，当远端升级设备提供了一个新文件要更新计算机系统时，所述远端升级设备可通过所述更新通知，提供所述新文件所涉及的块号，即所述文件分块对应的块号。

在步骤503中，计算机系统将所述块号对应的存储区块中的数据的校验码，回传给远端升级设备。在计算机系统收到新文件所涉及的块号时，可回应所述块号对应的存储区块中的数据的校验码。这些校验码可以用冗余循环检查码(CRC32),安全杂凑函数(SHA)，或信息摘要算法(MD5)等方式求得。计算机系统可以预先在存储器中存放所有区块数据的校验码，也可以在收到块号时当场计算获取。

在步骤505中，逐一比对存储区块中的数据的校验码与新文件中对应的文件分块的校验码。当远端升级设备收到计算机系统的回应后，开始一递回比对的步骤。在此实施例中，远端升级设备可事先将新文件依照与存储区块相同的大小切割成多个文件分块，并配置好每个文件分块对应的存储区块的块号。因此远端升级设备可根据计算机系统回应的校验码逐一比对所述块号涉及的文件分块是否符合计算机系统中对应的存储区块的数据。

在步骤507中，如果校验码相同，则表示该块号对应的存储区块无需更新，直接进行步骤517。相对地，如果校验码不同，由远端升级设备告知该块号对应的存储区块需要更新。

在步骤509中，接着远端升级设备将该块号对应的文件分块发送到计算机系统。远端升级设备和计算机系统之间传输数据可以选择采用压缩方式。是否采用压缩方式传输，需由两端的处理器、传输信道的速度决定。如果处理器速度快，而传输信道速度慢，则建议采用压缩方式传输。即远端升级设备先把待传输的数据块压缩，然后传输。借此，计算机系统接收到数据，可对应地进行解压缩。如果传输信道速度快，则不建议采用压缩方式传输。

在步骤511中，当计算机系统确认该块号对应的存储区块需要更新，擦除所述待更新的存储区块。

在本实施例中，步骤511的擦除存储区块的动作和步骤509的文件分块的传输数据可同时进行，使更新时间进一步缩短。

在步骤513中，当步骤511的擦除动作完成且所述文件分块的传输完成后，计算机系统接着将所述文件分块写入所述存储区块中。

在步骤515中，计算机系统根据更新后的存储区块数据，更新对应的校验码。所述校验码可以是在进新过程中通过处理器计算而得，也可以是事先提供之值。举例来说，远端升级设备和计算机系统在处理校验码时，可在各自的存储器中事先规划位置，存放各个存储区块数据的校验码。而在远端升级设备中，可自定义新文件或每个新文件分块的头部数据结构，以存放每一块号对应的文件分块的校验码。

在步骤517中，判断是否完成全部块号的存储区块更新。若尚未完成，则重复步骤505。若已全部完成，则于步骤519中结束更新程序。

与现有的闪存数据升级方法比较，本申请实施例突显了几个明显优势。两个系统之间传输的数据量减少，从而缩短了传输时间。另外，由于省略了重复数据的处理，需要擦除和写入的存储区块数量减少，缩短了操作时间。实验数据显示，整体闪存更新时间平均可以缩短80％以上，由此减少了系统负荷与能耗，系统响应更快，提高了用户满意度。

在一个补充的实施方式中，新文件中的文件分块的校验码，可以是在计算机系统接收远端升级设备传送的文件分块时，同时由所述远端升级设备提供。另一方面，新文件的文件分块的校验码也可以是在接收所述远端升级设备所述文件分块后，由所述计算机系统中计算而得。另如，在步骤509中，所述文件分块的校验码，可以用于验证所述文件分块是否正确地被接收。如果所述验证有误，则不进行步骤511。而且计算机系统还可要求远端升级设备重传所述验证有误的文件分块。另一方面，在正确性已被验证的情况下，所述计算机系统才进行步骤511，对所述块号对应的存储区块进行后续的擦除和更新。

本申请的更新方法可应用的范围相当的广。计算机系统可以是日常生活中常见的智能装置，可携式设备，穿戴式装置，也可以是网络设备，监控设备，智能家电，物联网装置等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (14)

1.一种升级方法，用于将存储器的预定更新区块中的原文件更新为新文件，其中所述预定更新区块包括多个具有预定区块大小的存储区块，每一所述存储区块各对应一个块号，且所述新文件包括多个文件分块，每一所述文件分块对应一个所述块号；其特征在于，所述升级方法包括：

传送更新通知，所述更新通知包括每一所述文件分块对应的所述块号；

接收每一所述块号对应的所述存储区块中的数据的校验码；

逐一对应地比对所述校验码与对应的所述文件分块的校验码；

如果所述校验码的比对结果相符，不传送所述文件分块；及

如果所述校验码的比对结果不相符，传送用于写入对应的所述存储区块的所述文件分块。

2.如权利要求1所述的升级方法，其特征在于，还包括：

在传送所述更新通知前，以所述预定区块大小为单位，将所述新文件分割成多个所述文件分块。

3.如请权利要求1所述的升级方法，其特征在于，还包括：

传送用于写入对应的所述存储区块的所述文件分块时，同时传送所述文件分块的校验码。

4.如权利要求1所述的升级方法，其特征在于，其中传送用于写入对应的所述存储区块的所述文件分块的步骤，还包括：对所述块号对应的所述存储区块进行擦除。

5.一种远端升级设备，用于远端升级计算机系统的存储器数据，包括：

存储器，包括代码和新文件；

内存，连接所述存储器，用于载入代码；及

接口，用于连接所述计算机系统；

处理器，连接所述内存；

其特征在于：所述处理器执行所述代码，执行如权利要求1至4任一项所述的升级方法。

6.一种升级方法，用于将存储器的预定更新区块中的原文件更新为新文件，其中所述预定更新区块包括多个具有预定区块大小的存储区块，每一所述存储区块各对应一个块号，且所述新文件包括多个文件分块，每一所述文件分块对应一个所述块号，其特征在于，所述升级方法包括：

接收更新通知，所述更新通知包括每一所述文件分块对应的所述块号；

回应每一所述块号对应的所述存储区块中的数据的校验码；其中所述校验码被用于逐一比对对应的所述文件分块的校验码，且当所述校验码比对符合时，对应的所述文件分块不会被传送给所述存储器；及

将接收到的任一所述文件分块写入对应的所述存储区块。

7.如权利要求6所述的升级方法，其特征在于，还包括：

收到所述更新通知后，计算或读取所述块号对应的存储区块中的数据的校验码。

8.如权利要求6所述的升级方法，其特征在于，还包括：

接收所述文件分块时，还同时接收所述文件分块的校验码。

9.如权利要求6所述的升级方法，其特征在于，接收所述文件分块并将所述文件分块写入对应的所述存储区块的步骤还包括：

计算所述文件分块的校验码。

10.如权利要求6所述的升级方法，其特征在于，还包括；

根据所述文件分块的校验码验证所述文件分块是否正确地被接收；及

如果所述验证有误，则不将所述文件分块写入对应的所述存储区块。

11.如权利要求6所述的升级方法，其特征在于，将所述文件分块写入对应的所述存储区块的步骤还包括：

对所述块号对应的所述存储区块进行擦除后，对所述块号对应的所述存储区块进行写入。

12.如权利要求11所述的升级方法，其特征在于，还包括：

对所述块号对应的存储区块进行擦除的步骤，和接收所述文件分块的步骤是同时开始。

13.如权利要求6所述的升级方法，其特征在于，还包括：

在对所述块号对应的所述存储区块写入所述文件分块后，存储所述文件分块的校验码。

14.一种计算机系统，包括：

接口，连接远端升级设备，

存储器，连接所述接口，包括代码和文件存放区，其中所述文件存放区中包括原文件；

内存，连接所述存储器和接口，用于载入代码；及

处理器，连接所述内存、所述存储器和所述接口；

其特征在于：所述处理器执行所述代码，执行如权利要求6至13任一项所述的升级方法。

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