CN114866525B - 一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法及系统，所述方法包括服务器与主设备间的升级业务和主设备与从设备间的升级业务；所述主设备从服务器下载升级固件包，并实现自我固件升级；主设备对与其关联的从设备依次发起相应的固件升级流程，将升级固件包中对应的从设备固件信息解析出来发送给从设备，实现从设备的固件升级工作。优点是：在实际工程应用中，本发明通过单个固件升级包即可快速、简单地实现多嵌入式终端的固件升级工作，减少现场技术人员的工作量。

Description

一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法及系统
技术领域
本发明涉及嵌入式设备远程在线升级技术领域，尤其涉及一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法及系统。
背景技术
目前远程在线固件升级技术广泛用于嵌入式设备中。传统的远程在线固件升级技术主要采用一对一的升级方式，实现对单一嵌入式设备的升级功能，而采用一对多的升级方式，也仅仅是对所有同类型的多个设备才能实现远程升级。但是对于一个主设备上挂载多个不同从设备类型的情况，由于不同从终端设备的固件不同，在远程升级固件时，尚没有很好的方法能够完成不同从设备一键升级的需求，通常做法是通过一对一的方式进行固件升级，但这种升级方式存在固件升级步骤繁琐，固件升级效率低下的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法及系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法，包括
服务器与主设备间的升级业务：
A1、服务器与主设备建立联系后，服务器将带有升级固件包所在URL下载地址的升级命令下发给相应主设备；主设备接收到升级命令后，解析出升级固件包存放的URL下载地址，通过网络下载工具，从URL下载地址处取得升级固件包；
A2、主设备对下载的升级固件包进行校验和解压缩后，自主完成固件升级；并返回A1进入下一个主设备的升级，直到主设备列表中所有的主设备都升级完毕；
主设备与从设备间的升级业务：
B1、从设备与主设备建立联系后，主设备主动问询从设备的当前固件版本号，并根据从设备上报的当前固件版本号判断从设备是否需要进行固件升级；
B2、若从设备需要进行固件升级，主设备发起对从设备的固件升级流程，升级完成后，返回步骤B1，进入下一个从设备是否需要进行固件升级的判断以及固件升级流程的执行，直到从设备列表中所有的从设备都判断完毕并根据判断结果执行固件升级流程。
优选的，步骤B1中判断从设备是否需要进行固件升级的具体过程为，
主设备比较当前指定的从设备需要匹配的版本号与从设备上报的当前固件版本号是否一致，若一致，则表示从设备不需要进行固件升级；否则，表示从设备需要进行固件升级。
优选的，步骤B2中主设备发起对从设备的固件升级流程具体为，
主设备请求从设备进入升级模式，主设备进入等待升级响应模式；
从设备接收主设备发送的请求，进入固件升级模式，向主设备发送进入升级模式的响应，等待主设备发送升级命令和升级固件包；
主设备在收到从设备发送的进入升级模式的响应后，发送开始升级命令到从设备，进入等待固件开始下载响应模式；
从设备接收主设备发送的升级命令后解析固件大小和固件校验码，向主设备反馈开始下载的响应；
主设备接收从设备发送的开始下载的响应后，发送升级固件包中一帧数据到从设备，进入等待固件下载信息响应模式；
从设备接收到升级固件数据后进行解析和校验，若校验出错，则反馈信息到主设备进行相应升级固件包重传的操作；若校验成功，则将升级固件数据暂存到SDRAM中，并向主设备反馈固件下载信息响应，准备接收下一帧固件数据，重复此步骤，直到固件包数据接收完成；
主设备接收到从设备发送的固件下载信息响应后，向发送固件升级完成命令，进入等待升级完成响应模式；
从设备接收到升级完成响应后进行解析和校验，校验成功后将SDRAM中的固件包存入FLASH，完成固件升级；并向主设备反馈升级完成的响应；
主设备接收到从设备发送的升级完成的响应后，进入下一个从设备是否需要进行固件升级的判断。
优选的，主设备和服务器建立正常通信后，主设备定时向服务器发送心跳数据，以保持其与服务器之间的联系；服务器通过和主设备间的定时心跳机制，建立和维护主设备表。
优选的，从设备和主设备建立正常通信后，从设备定时向主设备发送心跳数据，以保持其与主设备之间的联系；主设备通过和从设备间的定时心跳机制，建立和维护从设备表。
优选的，升级固件包的统一格式为，
文件头长度为20*(N+1)，N为升级固件的个数；文件头包括总升级文件的概述以及各设备升级固件信息的概述；
总升级文件的概述包括：升级固件包标识、升级固件包中包含的文件数、保留字、固件包数据长度和固件包校验码；
各设备升级固件信息的概述包括，固件类型、设备平台类型、保留字、固件版本号、固件数据长度、固件在固件包中的偏移位置、固件校验码。
优选的，若服务器与主设备之间和/或主设备与从设备之间在预设时间范围内通信无响应，则判定执行错误，重新进入相应的升级服务。
本发明的目的还在于提供一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级系统，系统用于实现上述任一所述的方法，所述系统包括服务器、主设备和从设备；同一个系统中有且仅有一个服务器，服务器上关联有至少一个主设备，至少有一个主设备上关联有至少一个从设备；所述主设备从服务器下载升级固件包，并实现自我固件升级；主设备对与其关联的从设备依次发起相应的固件升级流程，将升级固件包中对应的从设备固件信息解析出来发送给从设备，实现从设备的固件升级工作。
本发明的有益效果是：1、在实际工程应用中，本发明通过单个固件升级包即可快速、简单地实现多嵌入式终端的固件升级工作，减少现场技术人员的工作量。2、在实际应用中，本发明采用打包工具对主设备以及所关联从设备的升级固件包按照统一打包格式进行打包，避免终端和终端间由于固件升级而造成的固件之间功能兼容性问题，导致设备部分功能不能使用的问题。
附图说明
图1是本发明实施例中服务器与主设备间的升级业务的流程示意图；
图2是本发明实施例中主设备与从设备间的升级业务的流程示意图；
图3是本发明实施例中系统的结构示意图；
图4是本发明实施例中系统的升级数据流向示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
本实施例中，一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法，本方法将多个嵌入式终端的固件以一定协议格式规范打包成一个固件升级包，最终通过此升级包进行固件升级，解决升级过程繁复，以及主从固件版本之间相互关联依赖造成的固件版本升级不兼容问题。
本方法无需单独反复对不同类型嵌入式终端进行升级固件，实现了一个固件对多个嵌入式终端固件升级的技术，非常适合在实际应用环境中存在一个主设备上关联多个嵌入式终端从设备的情况。
方法包括
服务器与主设备间的升级业务(如图1所示)：
A1、服务器与主设备建立联系后，服务器将带有升级固件包所在URL下载地址的升级命令下发给相应主设备；主设备接收到升级命令后，解析出升级固件包存放的URL下载地址，通过网络下载工具(比如wget工具)，从URL下载地址处取得升级固件包；
A2、主设备对下载的升级固件包进行校验和解压缩后，自主完成固件升级；并返回A1进入下一个主设备的升级，直到主设备列表中所有的主设备都升级完毕；
主设备与从设备间的升级业务(如图2所示)：
B1、从设备与主设备建立联系后，主设备主动问询从设备的当前固件版本号，并根据从设备上报的当前固件版本号判断从设备是否需要进行固件升级；
B2、若从设备需要进行固件升级，主设备发起对从设备的固件升级流程，升级完成后，返回步骤B1，进入下一个从设备是否需要进行固件升级的判断以及固件升级流程的执行，直到从设备列表中所有的从设备都判断完毕并根据判断结果执行固件升级流程。
本实施例中，步骤B1中判断从设备是否需要进行固件升级的具体过程为，
主设备比较当前指定的从设备需要匹配的版本号与从设备上报的当前固件版本号是否一致，若一致，则表示从设备不需要进行固件升级；否则，表示从设备需要进行固件升级。
本实施例中，步骤B2中主设备发起对从设备的固件升级流程具体为，
主设备请求从设备进入升级模式，主设备进入等待升级响应模式；
从设备接收主设备发送的请求，进入固件升级模式，向主设备发送进入升级模式的响应，等待主设备发送升级命令和升级固件包；
主设备在收到从设备发送的进入升级模式的响应后，发送开始升级命令到从设备，进入等待固件开始下载响应模式；
从设备接收主设备发送的升级命令后解析固件大小和固件校验码，向主设备反馈开始下载的响应；
主设备接收从设备发送的开始下载的响应后，发送升级固件包中一帧数据到从设备，进入等待固件下载信息响应模式；
从设备接收到升级固件数据后进行解析和校验，若校验出错，则反馈信息到主设备进行相应升级固件包重传的操作；若校验成功，则将升级固件数据暂存到SDRAM中，并向主设备反馈固件下载信息响应，准备接收下一帧固件数据，重复此步骤，直到固件包数据接收完成；
主设备接收到从设备发送的固件下载信息响应后，向发送固件升级完成命令，进入等待升级完成响应模式；
从设备接收到升级完成响应后进行解析和校验，校验成功后将SDRAM中的固件包存入FLASH，完成固件升级；并向主设备反馈升级完成的响应；
主设备接收到从设备发送的升级完成的响应后，进入下一个从设备是否需要进行固件升级的判断。
本实施例中，对于服务器，主设备的发现：主设备和服务器建立正常通信后，主设备定时向服务器发送心跳数据，以保持其与服务器之间的联系；服务器通过和主设备间的定时心跳机制，建立和维护主设备表。
本实施例中，对于主设备，从设备的发现：从设备和主设备建立正常通信后，从设备定时向主设备发送心跳数据，以保持其与主设备之间的联系；主设备通过和从设备间的定时心跳机制，建立和维护从设备表。
本实施例中，升级固件包的统一格式为，
如表1所示，文件头长度为20*(N+1)，N为升级固件的个数；文件头包括总升级文件的概述以及各设备升级固件信息的概述；
表1升级固件包格式表
文件头(20*(N+1)) 固件1数据 固件2数据 固件3数据 ......
总升级文件的概述包括：升级文件包标识、升级包中包含的文件数、保留字、固件包数据长度和固件包校验码；如表2所示。
表2总升级文件的概述表
其中，Magic：升级文件包标识，例如:“iDsteFiw”的Ascii码；File Number：升级包中包含的文件数；Reserved：保留字；FileLength：固件包数据长度；CRC：固件包校验码。
各设备升级固件信息的概述包括，固件类型、设备平台类型、保留字、固件版本号、固件数据长度、固件在固件包中的偏移位置、固件校验码；如表3所示。
表3各设备升级固件信息的概述表
其中，FwType：固件类型；PlatformType：设备平台类型；Reserved：保留字；Version：固件版本号；FileLength：固件数据长度；FileOffset：选定设备类型固件在固件包中偏移位置；CRC：固件校验码。
统一固件升级包格式设计规范，能够解决多设备固件完整储存和正确解析的问题。
本实施例中，方法中设置有容错机制；
1、通过校验方式保证固件下载升级的正确性，避免由于固件数据缺失，导致固件升级失败，造成嵌入式终端设备不能使用的现象；
2、通过超时机制，如果长时间设备间通信无响应，则判断执行错误，使其重新升级。保证固件升级过程的可靠性，从而实现业务的快速恢复，使设备运行更具有稳定性。即若服务器与主设备之间和/或主设备与从设备之间在预设时间范围内通信无响应，则判定执行错误，重新进入相应的升级服务。
实施例二
如图3和图4所示，本实施例中，提供了一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级系统，系统用于实现上述任一所述的方法，所述系统包括服务器、主设备和从设备；同一个系统中有且仅有一个服务器，服务器上关联有至少一个主设备，至少有一个主设备上关联有至少一个从设备；所述主设备从服务器下载升级固件包，并实现自我固件升级；主设备对与其关联的从设备依次发起相应的固件升级流程，将升级固件包中对应的从设备固件信息解析出来发送给从设备，实现从设备的固件升级工作。
参见图3，服务器设备有且仅有一个，主设备可以由任意多个能实现对服务器连接的终端设备组成，从设备可通过一定方式如网络、串口或者无线等方式和对应主设备之间关联，同时主设备关联的从设备类型可各不相同，支持的从设备类型由固件包中具体打包固件数目决定。
系统在一主多从模式的嵌入式设备环境下，使用一个固件包对所有嵌入式设备进行固件升级。在应用本发明的主嵌入式设备中，主设备实现了固件包解析、固件存储和固件自主升级的功能，同时主设备将各从设备固件解析出来并提供从设备固件升级服务。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
本发明提供了一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法及系统，在实际工程应用中，本发明通过单个固件升级包即可快速、简单地实现多嵌入式终端的固件升级工作，减少现场技术人员的工作量。在实际应用中，本发明采用打包工具对主设备以及所关联从设备的升级固件包按照统一打包格式进行打包，避免终端和终端间由于固件升级而造成的固件之间功能兼容性问题，导致设备部分功能不能使用的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法，其特征在于：包括
服务器与主设备间的升级业务：
A1、服务器与主设备建立联系后，服务器将带有升级固件包所在URL下载地址的升级命令下发给相应主设备；主设备接收到升级命令后，解析出升级固件包存放的URL下载地址，通过网络下载工具，从URL下载地址处取得升级固件包；
A2、主设备对下载的升级固件包进行校验和解压缩后，自主完成固件升级；并返回A1进入下一个主设备的升级，直到主设备列表中所有的主设备都升级完毕；
主设备与从设备间的升级业务：
B1、从设备与主设备建立联系后，主设备主动问询从设备的当前固件版本号，并根据从设备上报的当前固件版本号判断从设备是否需要进行固件升级；
步骤B1中判断从设备是否需要进行固件升级的具体过程为，
主设备比较当前指定的从设备需要匹配的版本号与从设备上报的当前固件版本号是否一致，若一致，则表示从设备不需要进行固件升级；否则，表示从设备需要进行固件升级；
B2、若从设备需要进行固件升级，主设备发起对从设备的固件升级流程，升级完成后，返回步骤B1，进入下一个从设备是否需要进行固件升级的判断以及固件升级流程的执行，直到从设备列表中所有的从设备都判断完毕并根据判断结果执行固件升级流程；
步骤B2中主设备发起对从设备的固件升级流程具体为，
主设备请求从设备进入升级模式，主设备进入等待升级响应模式；
从设备接收主设备发送的请求，进入固件升级模式，向主设备发送进入升级模式的响应，等待主设备发送升级命令和升级固件包；
主设备在收到从设备发送的进入升级模式的响应后，发送开始升级命令到从设备，进入等待固件开始下载响应模式；
从设备接收主设备发送的升级命令后解析固件大小和固件校验码，向主设备反馈开始下载的响应；
主设备接收从设备发送的开始下载的响应后，发送升级固件包中一帧数据到从设备，进入等待固件下载信息响应模式；
从设备接收到升级固件数据后进行解析和校验，若校验出错，则反馈信息到主设备进行相应升级固件包重传的操作；若校验成功，则将升级固件数据暂存到SDRAM中，并向主设备反馈固件下载信息响应，准备接收下一帧固件数据，重复此步骤，直到固件包数据接收完成；
主设备接收到从设备发送的固件下载信息响应后，向发送固件升级完成命令，进入等待升级完成响应模式；
从设备接收到升级完成响应后进行解析和校验，校验成功后将SDRAM中的固件包存入FLASH，完成固件升级；并向主设备反馈升级完成的响应；
主设备接收到从设备发送的升级完成的响应后，进入下一个从设备是否需要进行固件升级的判断。
2.根据权利要求1所述的一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法，其特征在于：主设备和服务器建立正常通信后，主设备定时向服务器发送心跳数据，以保持其与服务器之间的联系；服务器通过和主设备间的定时心跳机制，建立和维护主设备表。
3.根据权利要求1所述的一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法，其特征在于：从设备和主设备建立正常通信后，从设备定时向主设备发送心跳数据，以保持其与主设备之间的联系；主设备通过和从设备间的定时心跳机制，建立和维护从设备表。
4.根据权利要求1所述的一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法，其特征在于：升级固件包的统一格式为，
文件头长度为20*(N+1)，N为升级固件的个数；文件头包括总升级文件的概述以及各设备升级固件信息的概述；
总升级文件的概述包括：升级固件包标识、升级固件包中包含的文件数、保留字、固件包数据长度和固件包校验码；
各设备升级固件信息的概述包括，固件类型、设备平台类型、保留字、固件版本号、固件数据长度、固件在固件包中的偏移位置、固件校验码。
5.根据权利要求1所述的一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级方法，其特征在于：若服务器与主设备之间和/或主设备与从设备之间在预设时间范围内通信无响应，则判定执行错误，重新进入相应的升级服务。
6.一种一主多从模式嵌入式设备远程在线固件升级系统，其特征在于：系统用于实现上述权利要求1至5任一所述的方法，所述系统包括服务器、主设备和从设备；同一个系统中有且仅有一个服务器，服务器上关联有至少一个主设备，至少有一个主设备上关联有至少一个从设备；所述主设备从服务器下载升级固件包，并实现自我固件升级；主设备对与其关联的从设备依次发起相应的固件升级流程，将升级固件包中对应的从设备固件信息解析出来发送给从设备，实现从设备的固件升级工作。
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