CN114448971A - 一种机载嵌入式系统的数据加载方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机载嵌入式系统的数据加载方法，该方法采用分包传输、断点续传和校验机制，依次包括：握手阶段、文件信息发送阶段、文件传输起始地址请求阶段、文件传输分包长度请求阶段、文件内容传输阶段、文件校验信息传输阶段及文件固化阶段，实现了待加载数据从加载端到目标端的传输、固化。在机上维护保障过程中由于设备断电等不可控因素和人为操作失误而导致的升级中断发生时，利用本发明的数据加载方法可以从上次断点处继续之前的工作，加载软件包的后续部分，大幅度减少了灌装软件可能存在的不可控的问题，减轻了现场维护人员的工作量。

Description

一种机载嵌入式系统的数据加载方法

技术领域

本公开涉及嵌入式系统软件技术领域，尤其涉及一种机载嵌入式系统的数据加载方法。

背景技术

现今飞机的维护保障，往往需要各种机载设备相关的维护人员自带笔记本、线缆入舱进行数据的加载更新，由于机载嵌入式系统的高可靠性、高安全性的特点，它对加载到机载设备的软件升级数据包的传输提出了很高的要求。但升级过程中舱内设备的突然断电、人为的误操作或者未严格按照操作流程的现象时有发生，这导致灌装的软件的不可控性大大增加；且随着机载软件的复杂性和多样性的发展，软件升级数据包往往数据量较大，升级不成功往往会大大增加现场保障的时间。这一方面给飞机的安全航行带来了很大的隐患，另一方面由于升级不成功带来的重复性工作也增加了外场升级的工作量，给维护人员带来不便。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种机载嵌入式系统的数据加载方法，在加载过程中加入分包传输、断点续传和校验机制，通过加载端和目标端之间交互的包命令字和包类型字来实时获取加载进度，并提供了加载中断时断点续传的功能，以满足机载嵌入式软件对数据加载高可靠性和高时效性的要求。由于设备断电等不可控因素和人为操作失误而导致的升级中断时，利用此方法可以从上次断点处继续之前的工作，加载软件包的后续部分，大幅度减少了灌装软件可能存在的不可控的问题，减轻了现场维护人员的工作量。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机载嵌入式系统的数据加载方法，所述数据加载方法基于包传输设计，包括如下步骤：

步骤1)握手阶段：由加载端发起与目标端之间的两次握手；

步骤2)文件信息发送阶段：握手完成后，加载端向目标端发送待固化文件的文件标识信息；

步骤3)文件传输起始地址请求阶段：加载端向目标端请求待固化文件的传输起始偏移长度，获取该待固化文件的传输起始地址；

步骤4)文件传输分包长度请求阶段：加载端向目标端请求该待固化文件的分包长度，获取在加载端支持范围内的分包长度；

步骤5)文件内容传输阶段：加载端向目标端分包发送待固化文件的文件内容；

步骤6)文件校验信息传输阶段：加载端向目标端发送整个固化文件的校验信息，目标端组包校验后向加载端返回校验结果，若校验结果正确，则加载端和目标端进入等待文件固化阶段，若校验结果错误，则直接终止加载过程，加载端上报本次加载失败，并返回到步骤1)等待握手阶段；

步骤7)文件固化阶段：加载端等待目标端进行文件固化，若加载端收到目标端发送的固化成功的命令字，则代表本次固化成功，若预设时间内没有收到回应，则上报固化时间超时故障。

进一步地，步骤(2)中，所述文件标识信息包括文件名、文件生成日期、文件版本号。

进一步地，步骤(5)中，所述文件内容包括：包序号、约定好的分包长度、当前包的校验值，以及文件的有效数据。

进一步地，步骤(2)中，目标端接收到加载端发送的文件标识信息后，若解析出的文件名存在于本地的待固化文件列表中，则向加载端回复文件标识信息正确的命令字；否则，向加载端回复文件标识信息有误的命令字，加载端收到文件标识信息有误的回复后结束整个加载过程。

进一步地，所述待固化文件列表保存于目标端，该表的每一项包含待固化文件的文件名和固化的flash地址。

进一步地，所述步骤3)文件传输起始地址请求阶段中，目标端接收到加载端发送的请求待固化文件的传输起始偏移长度的命令后，在接收缓冲区中搜索该文件的文件名、文件生成日期、已接收长度，若查到，则向加载端发送该文件剩余部分的传输起始偏移长度，进行断点重传；否则，发送0，开始从头接收该文件。

进一步地，所述接收缓冲区保存在所述目标端，由未成功固化的文件构成。

本发明的机载嵌入式系统的数据加载方法采用分包传输、断点续传和校验机制，主要七个阶段，依次为：握手阶段、文件信息发送阶段、文件传输起始地址请求阶段、文件传输分包长度请求阶段、文件内容传输阶段、文件校验信息传输阶段及文件固化阶段，实现了待加载数据从加载端到目标端的传输、固化，满足了机载嵌入式软件对数据加载高可靠性和高时效性的要求。机上维护保障过程中由于设备断电等不可控因素和人为操作失误而导致的升级中断发生时，利用此方法可以从上次断点处继续之前的工作，加载软件包的后续部分，大幅度减少了灌装软件可能存在的不可控的问题，减轻了现场维护人员的工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明的机载嵌入式系统的数据加载方法流程图；

图2为本发明的数据加载方法中包发送时的组包示意图；

图3为本发明的数据加载方法中包接收时的拆包示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本公开实施例提供一种机载嵌入式系统的数据加载方法，主要基于包传输设计，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)握手阶段：由加载端发起与目标端之间的两次握手；

步骤2)文件信息发送阶段：握手完成后，加载端向目标端发送待固化文件的文件标识信息，所述文件标识信息包括文件名、文件生成日期、文件版本号信息；

其中，目标端接收到加载端发送的文件信息后，若解析出的文件名存在于本地的待固化文件列表中，则向加载端回复文件信息正确的命令字；否则，向加载端回复文件信息有误的命令字，加载端收到文件信息有误的回复后结束整个加载过程。

所述的待固化文件列表，是保存于目标端的一张静态表，表的每一项包含待加载文件的文件名和固化的flash地址。

步骤3)文件传输起始地址请求阶段：加载端向目标端请求待固化文件的传输起始偏移长度，获取该待固化文件的传输起始地址；

文件传输起始地址请求阶段中，该阶段用于支持文件重传功能，目标端接收到加载端发送的请求文件起始偏移地址的命令后，在接收缓冲区中搜索该文件的文件名、文件生成日期，若查到此文件，代表已收到此文件的部分内容，则向加载端发送此文件剩余待接收部分的偏移地址，进行断点重传；否则，发送0，开始从头接收此文件。

步骤4)文件传输分包长度请求阶段：加载端向目标端请求该待固化文件的分包长度，双方协商获取到在加载端支持范围内的分包长度；

步骤5)文件内容传输阶段：加载端向目标端分包发送待固化文件的内容，每包信息包括包号、约定好的分包长度、具体文件内容及当前包的校验和；

步骤6)文件校验信息传输阶段：加载端向目标端发送整个固化文件的校验信息，目标端组包校验后向加载端返回校验结果，若校验结果正确，则加载端和目标端进入等待文件固化阶段，若校验结果错误，则直接终止加载过程，加载端上报本次加载失败，并返回到步骤1)等待握手阶段；

步骤7)文件固化阶段：加载端等待目标端进行文件固化，若加载端收到目标端发送的固化成功的命令字，则代表本次固化成功，若预设时间内(如10s)没有收到回应，则上报固化时间超时故障。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例基于RS422A总线，设计了基于包发送和包接收的通信协议。包发送时组包如图2所示，在加载端，当发送数据准备好后，计算包长度并添加包头，计算校检值并将其添加到包尾，完成组包后按照发送周期发送。包接收时的拆包如图3所示，在接收端，收到完整包后，使用包计数和校验和对包进行校验，校验方式是所有数据的累加和与校检和相加，若结果为零，则校验通过，拆除包头和包尾，将数据区存入缓存；否则校验不通过，认为传输过程中受到干扰，扔掉该包。

本实施例提供一种机载嵌入式系统的数据加载方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1)握手阶段，该阶段数据区内容字节数为4字节，握手分两次握手,流程如下：

步骤1.1)加载端先组包，包类型为0x1，包计数从0x1开始，包内容为0x33、0x55、0xcc、0xaa，计算校验后发送该数据包；

步骤1.2)目标端收到数据包后，回复的数据包中包类型为0x1，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1，数据区第一个字节为0x1，代表握手第一阶段应答；

步骤1.3)加载端收到应答数据包后，发送的数据包中包类型为0x1，包计数加1，包内容为0x35、0x5c、0xca、0xa3，计算校验后发送该数据包；

步骤1.4)目标端接收到数据包后，回复的数据包中包类型为0x1，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1，数据区第一个字节为0x2，代表握手第二阶段应答；

步骤1.5)加载端正确收到回复后，进入文件信息发送阶段。

步骤2)文件信息发送阶段，流程如下：

步骤2.1)加载端发送的数据包中包类型为0x2，包计数加1，包内容为待加载文件名、文件生成日期、文件版本号，计算校验后发送该数据包；

步骤2.2)目标端接收到数据包后，若解析出的文件名存在于本地的待固化文件列表中，则回复的数据包中包类型为0x2，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1，数据区第一个字节为0x1，代表接收的文件信息正确；否则回复的数据包中包类型为0x2，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1，数据区第一个字节为0x2，代表接收的文件信息有误，加载端收到该回复后，直接结束加载过程。

步骤3)文件传输起始地址请求阶段，该阶段用于支持文件重传功能，流程如下：

步骤3.1)加载端发送的数据包中包类型为0x4，包计数加1，数据区第一个字节为0x1，计算校验后发送该数据包；

步骤3.2)目标端接收到数据包后，在接收缓冲区中搜索该文件的文件名、文件生成日期，若查到此文件，代表已收到此文件的部分内容，则回复的数据包中数据区填充成文件剩余待接收部分的偏移地址，否则数据区填充成0，代表从头接收此文件。回复的数据包中包类型为0x4，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1。

步骤4)文件传输分包长度请求阶段，流程如下：

步骤4.1)加载端发送的数据包中包类型为0x5，包计数加1，数据区第一个字节为0x1，计算校验后发送该数据包，用于获取文件分包长度；

步骤4.2)目标端接收到数据包后，回复的数据包中包类型为0x5，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1，数据区第一个字节为0x1，第二个字节为分包长度，计算校验后发送该数据包；

步骤4.3)加载端收到回复后，发送的数据包中包类型为0x5，包计数加1，数据区第一个字节为0x2，第二个字节为确定的文件分包长度，计算校验后发送该数据包，用于告知目标端实际的分包长度；

步骤4.4)目标端接收到数据包后，回复的数据包中包类型为0x5，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1，数据区第一个字节为0x2，计算校验后发送该数据包，加载端正确接收到该数据包后，进入文件传输阶段。

步骤5)文件内容传输阶段，该阶段数据区内容包括长度2字节的包号+1字节本包长度+约定长度的数据内容。流程如下：

步骤5.1)加载端发送的数据包中包类型为0x6，包计数加1，数据区前两个字节填充包号，从1开始，第3个字节为本包长度，数据区中填入文件数据信息，计算校验后发送该数据包；

步骤5.2)目标端接收到数据包后，回复的数据包中包类型为0x6，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1，数据区中前两个字节为包号。

步骤5.3)重复步骤5.1)、步骤5.2)，直到加载端发送完最后一包消息，并收到正确回应后，进入文件校验信息传输阶段。

步骤6)文件校验信息传输阶段，流程如下：

步骤6.1)加载端发送的数据包中包类型为0x7，包计数加1，数据区第一个双字为文件长度，第二个双字为校验信息，计算校验后发送该数据包；

步骤6.2)目标端接收到数据包后，回复的数据包中包类型为0x7，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1，若文件长度和文件内容校验均正确，数据区第一个字节设为0；仅文件长度错误，则数据区第一个字节设为0x1，若文件长度正确但文件内容校验错误，则数据区第一个字节设为0x2；

步骤6.3)加载端收到正确回应后，若校验正确则进入等待固化阶段，若此阶段发生文件长度错误和文件内容校验错误，则直接终止传输，上报本次加载失败，并返回到等待握手阶段。

步骤7)文件固化阶段，流程如下：

步骤7.1)加载端发送的数据包中包类型为0x8，包计数加1，数据区长度4字节，计算校验后发送该数据包；

步骤7.2)目标端正确接收到数据包后进入固化阶段，回复的数据包中包类型为0x7，包计数等于接收到的包计数，包命令为0x1，数据区第一个字节为固化进度，计算校验后发送。此时加载端不再发送消息，一直等待目标端回复消息，若回复的包命令为0x5，则代表本次固化成功；若10s没有收到回应，则上报固化时间超时故障，并给目标端发送停止命令。

注：目标端任何时候收到停止命令后均停止操作，向加载端发送包类型为0x10、包命令为0x1的数据包，然后返回到等待握手阶段。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种机载嵌入式系统的数据加载方法，所述数据加载方法基于包传输设计，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)握手阶段：由加载端发起与目标端之间的两次握手；

步骤2)文件信息发送阶段：握手完成后，加载端向目标端发送待固化文件的文件标识信息；

步骤3)文件传输起始地址请求阶段：加载端向目标端请求待固化文件的传输起始偏移长度，获取该待固化文件的传输起始地址；

步骤4)文件传输分包长度请求阶段：加载端向目标端请求该待固化文件的分包长度，获取在加载端支持范围内的分包长度；

步骤5)文件内容传输阶段：加载端向目标端分包发送待固化文件的文件内容；

步骤6)文件校验信息传输阶段：加载端向目标端发送整个固化文件的校验信息，目标端组包校验后向加载端返回校验结果，若校验结果正确，则加载端和目标端进入等待文件固化阶段，若校验结果错误，则直接终止加载过程，加载端上报本次加载失败，并返回到步骤1)等待握手阶段；

步骤7)文件固化阶段：加载端等待目标端进行文件固化，若加载端收到目标端发送的固化成功的命令字，则代表本次固化成功，若预设时间内没有收到回应，则上报固化时间超时故障。

2.根据权利要求1所述的一种机载嵌入式系统的数据加载方法，其特征在于，步骤(2)中，所述文件标识信息包括文件名、文件生成日期、文件版本号。

3.根据权利要求1所述的一种机载嵌入式系统的数据加载方法，其特征在于，步骤(5)中，所述文件内容包括：包序号、约定好的分包长度、当前包的校验值，以及文件的有效数据。

4.根据权利要求1所述的一种机载嵌入式系统的数据加载方法，其特征在于，步骤(2)中，目标端接收到加载端发送的文件标识信息后，若解析出的文件名存在于本地的待固化文件列表中，则向加载端回复文件标识信息正确的命令字；否则，向加载端回复文件标识信息有误的命令字，加载端收到文件标识信息有误的回复后结束整个加载过程。

5.根据权利要求4所述的一种机载嵌入式系统的数据加载方法，其特征在于，所述待固化文件列表保存于目标端，该表的每一项包含待固化文件的文件名和固化的flash地址。

6.根据权利要求1所述的一种机载嵌入式系统的数据加载方法，其特征在于，所述步骤3)文件传输起始地址请求阶段中，目标端接收到加载端发送的请求待固化文件的传输起始偏移长度的命令后，在接收缓冲区中搜索该文件的文件名、文件生成日期、已接收长度，若查到，则向加载端发送该文件剩余部分的传输起始偏移长度，进行断点重传；否则，发送0，开始从头接收该文件。

7.根据权利要求6所述的一种机载嵌入式系统的数据加载方法，其特征在于，所述接收缓冲区保存在所述目标端，由未成功固化的文件构成。

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