CN114968317B - 一种基于zynq防呆设计的程序升级方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,包括以下步骤:S1、FLASH存储地址分区;S2产生和固化底层程序MyFsbl数据文件;S3、产生主备份程序的数据文件;S4、程序数据组帧、发送、接收、解帧和校验;S5、FLASH分区升级;S6、程序升级完毕,断电重启。本发明提供了一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,该方法利用主备份存储的思想,每次只对主程序进行更新,当主程序在升级过程中发生意外时,能够启动备份程序进行恢复;同时备份程序设计轻量化,在FLASH存储空间较小时也能进行备份,提高了程序的可维护性和容错性。
Description
技术领域
本发明涉及电数字数据处理技术领域,具体涉及一种基于ZYNQ 防呆设计的程序升级方法。
背景技术
ZYNQ的软件程序更新和升级一般是在SDK环境下通过JTAG 接口操作来实现的。基于JTAG接口的升级方法虽然调试方便易于操作,但经常受空间以及传输距离的限制。在复杂、封闭、不可拆盖的环境中,很难用JTAG接口进行程序升级。这种情况下,上位机可通过网口、USB或1553B总线进行在线远程升级,不受复杂系统和复杂环境的限制。
在线远程升级时,数据传输错误和FLASH固化发生的错误,可通过多步校验进行解决。当程序升级面临异常情况如断电,导致 FLASH中的数据被擦除或只有部分数据写入时,FLASH数据异常程序无法启动。此时只能通过连接JTAG进行程序固化,如果是在复杂环境下,程序固化将变得非常困难。
发明内容
本发明是为了解决ZYNQ的软件程序更新问题,提供一种基于 ZYNQ防呆设计的程序升级方法,本发明利用主备份存储的思想,每次只对主程序进行更新,当主程序在升级过程中发生意外时,能够启动备份程序进行恢复;同时备份程序设计轻量化,在FLASH存储空间较小时也能进行备份,提高了程序的可维护性和容错性。
本发明提供一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,包括以下步骤:
S1、FLASH存储地址分区:将FLASH存储地址划分为底层程序MyFsbl数据区、主程序数据区和备份程序数据区,底层程序MyFsbl 数据区用于对升级数据进行接收、校验和固化;
S2、产生和固化底层程序MyFsbl数据文件:修改标准FSBL程序,增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句,然后通过SDK打包工具产生底层程序MyFsbl数据文件并固化到底层程序MyFsbl数据区,MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句用于判断分区头文件是否正常后进行跳转;
S3、产生备份程序:将备份程序进行轻量化设计,备份程序包括接收方式、解帧、校验和FLASH分区固化程序,待升级主程序数据文件中包括备份程序;
S4、产生主备份程序的数据文件:通过SDK的打包工具产生待升级主程序数据文件和备份程序数据文件,待升级数据文件包括待升级主程序数据文件和/或备份程序数据文件;
S5、数据组帧、发送、接收、解帧和校验:在上位机中将待升级数据文件进行组帧,上位机通过网口、USB或1553B总线将组帧后的文件发送给ZYNQ,ZYNQ对接收到的数据进行解帧和校验,并将校验核正确的数据存储在DDR中,当接收到完整的待升级数据包后停止接收;
S6、FLASH分区升级:将校验核正确的程序数据文件从DDR中读出,根据主程序标志和备份程序标志写入对应的FLASH分区地址中,然后对主程序数据区的数据是否正常进行校验并判断主程序数据区的数据是否正常,如果是,则进入步骤S7,如果否,则跳转到备份程序数据区,返回步骤S4;
S7、程序升级完毕,断电重启。
本发明所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,作为优选方式,步骤S2包括以下步骤:
S21、通过SDK引入标准的FSBL程序,在标准FSBL程序调用 LoadBootImage之前增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句,其他程序保持不变;
S22、逻辑控制语句包括:读取FLASH主程序区的数据,判断分区头文件是否正常,如果是,则将MultiBootReg跳转长度置到主程序数据区,置软件复位寄存器;如果否,则主程序数据区无法正常启动,将MultiBootReg跳转长度置到备份程序数据区,置软件复位寄存器;
S23、通过SDK的Creat Boot Image打包工具产生底层程序 MyFsbl数据文件,底层程序MyFsbl数据文件为MyFsbl.bin,并通过 SDK的固化工具将MyFsbl.bin固化到底层程序MyFsbl数据区。
本发明所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,作为优选方式,步骤S2包括以下步骤:
S21、通过SDK引入标准的FSBL程序,在标准FSBL程序调用 LoadBootImage之前增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句,其他程序保持不变;
S22、逻辑控制语句包括:读取FLASH主程序区的数据,判断分区头文件是否正常,如果是,则将MultiBootReg跳转长度置到主程序数据区,置软件复位寄存器;如果否,则主程序数据区无法正常启动,将MultiBootReg跳转长度置到备份程序数据区,置软件复位寄存器;
S23、通过SDK的Creat Boot Image打包工具产生底层程序 MyFsbl数据文件,底层程序MyFsbl数据文件为MyFsbl.bin,并通过上位机发送到底层程序MyFsbl数据区进行固化。
本发明所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,作为优选方式,底层程序MyFsbl数据文件只固化一次,不再擦除和修改,后期只升级应用程序。
本发明所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,作为优选方式,步骤S3中,接收方式为以下任意一种:网口、USB、1553B 总线。
本发明所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,作为优选方式,步骤S4中,待升级主程序数据文件包括标准的FSBL程序、FPGA的比特流文件和ARM端的应用程序;备份程序数据文件包括标准的FSBL程序和ARM端的应用程序。
本发明所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,作为优选方式,步骤S4中,备份程序数据文件通过SDK的固化工具固化到备份程序数据区。
本发明所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,作为优选方式,步骤S6包括以下步骤:
S61、将校验核正确的程序数据文件从DDR中读出,根据主程序标志位和备份程序标志位,将待升级主程序数据文件写入主程序数据区;将备份程序数据文件写入备份程序数据区;
S62、写入完毕后读取主程序数据区,并与下发的校验核进行校验,如果校验结果为一致,则进入步骤S7,如果校验结果为不一致,则跳转到备份程序数据区,返回步骤S4。
底层程序MyFsbl数据区在正常启动时运行。
本发明具有以下优点:
(1)通过利用主备份程序存储的思想,在备份程序区固化了可对升级数据进行接收、校验和固化的程序,每次升级时只对主程序区进行升级,不再对备份程序区进行擦除和修改。即使系统在主程序升级过程发生意外情况,也能够保证系统正常启动备份程序,进行升级数据的接收、校验和重新固化,从而提高了嵌入式系统的可维护性与容错性。主备份程序存储的设计思想,可广泛应用于设备的在线升级备份。
(2)通过设计了轻量化的备份程序,其占用的指令空间非常小,当FLASH存储空间较小时也能进行备份。
附图说明
图1为一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法流程图;
图2为一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法步骤S2中的逻辑控制流程图。
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。
实施例1
如图1所示,一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,包括以下步骤:
S1、FLASH存储地址分区:将FLASH存储地址划分为底层程序 MyFsbl数据区、主程序数据区和备份程序数据区,底层程序MyFsbl 数据区用于对升级数据进行接收、校验和固化;
S2、产生和固化底层程序MyFsbl数据文件:修改标准FSBL程序,增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句,然后通过SDK打包工具产生底层程序MyFsbl数据文件并固化到底层程序MyFsbl数据区,MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句用于判断分区头文件是否正常后进行跳转;
如图2所示,S21、通过SDK引入标准的FSBL程序,在标准 FSBL程序调用LoadBootImage之前增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句,其他程序保持不变;
S22、逻辑控制语句包括:读取FLASH主程序区的数据,判断分区头文件是否正常,如果是,则将MultiBootReg跳转长度置到主程序数据区,置软件复位寄存器;如果否,则主程序数据区无法正常启动,将MultiBootReg跳转长度置到备份程序数据区,置软件复位寄存器;
S23、通过SDK的Creat Boot Image打包工具产生底层程序 MyFsbl数据文件,底层程序MyFsbl数据文件为MyFsbl.bin,并通过 SDK的固化工具将MyFsbl.bin固化到底层程序MyFsbl数据区,或者通过上位机发送到底层程序MyFsbl数据区进行固化;
底层程序MyFsbl数据文件只固化一次,不再擦除和修改,后期只升级应用程序;
S3、产生备份程序:将备份程序进行轻量化设计,备份程序包括接收方式、解帧、校验和FLASH分区固化程序,待升级主程序数据文件中包括备份程序;接收方式为以下任意一种:网口、USB、1553B 总线;
S4、产生主备份程序的数据文件:通过SDK的打包工具产生待升级主程序数据文件和备份程序数据文件,待升级数据文件包括待升级主程序数据文件和/或备份程序数据文件;
待升级主程序数据文件包括标准的FSBL程序、FPGA的比特流文件和ARM端的应用程序;备份程序数据文件包括标准的FSBL程序和ARM端的应用程序;备份程序数据文件通过SDK的固化工具固化到备份程序数据区;
S5、数据组帧、发送、接收、解帧和校验:在上位机中将待升级数据文件进行组帧,上位机通过网口、USB或1553B总线将组帧后的文件发送给ZYNQ,ZYNQ对接收到的数据进行解帧和校验,并将校验核正确的数据存储在DDR中,当接收到完整的待升级数据包后停止接收;
S6、FLASH分区升级:将校验核正确的程序数据文件从DDR中读出,根据主程序标志和备份程序标志写入对应的FLASH分区地址中,然后对主程序数据区的数据是否正常进行校验并判断主程序数据区的数据是否正常,如果是,则进入步骤S7,如果否,则跳转到备份程序数据区,返回步骤S4;
S61、将校验核正确的程序数据文件从DDR中读出,根据主程序标志位和备份程序标志位,将待升级主程序数据文件写入主程序数据区;将备份程序数据文件写入备份程序数据区;
S62、写入完毕后读取主程序数据区,并与下发的校验核进行校验,如果校验结果为一致,则进入步骤S7,如果校验结果为不一致,则跳转到备份程序数据区,返回步骤S4;
S7、程序升级完毕,断电重启。
实施例2
一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1、FLASH存储地址分区:将FLASH存储地址划分为底层程序 MyFsbl数据区、主程序数据区和备份程序数据区;实施例中,ZYNQ 型号为7Z100,其FLASH存储空间32MB,块大小为64KB,分区地址64KB对齐,案例中FLASH存储地址分区如下表所示;
S2、产生和固化底层程序MyFsbl数据文件,修改标准FSBL程序,增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制,通过SDK打包工具产生升级数据文件并进行固化;
步骤S2进一步包括以下步骤:
S21、通过SDK引入标准的FSBL程序,在标准FSBL程序调用 LoadBootImage之前增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句,如图2所示,其他程序保持不变;
S22、逻辑控制语句包括:读取FLASH主程序区的数据,进行分区头文件判断。如果分区头文件正常,则将MultiBootReg跳转长度置到主程序区(实施例中,MultiBootReg置为32),置软件复位寄存器;反之,分区头文件异常,表示主程序无法正常启动,则将MultiBootReg跳转长度置到备份程序区(实施例中,MultiBootReg 置为8),置软件复位寄存器;
S23、通过SDK的Creat Boot Image打包工具产生MyFsbl的升级数据文件MyFsbl.bin,并通过SDK的固化工具将MyFsbl.bin固化到FLASH中的底层程序MyFsbl数据区;
S24、底层程序只固化一次,不再擦除和修改,后期只升级应用程序;该文件数据也可通过上位机发送升级数据进行FLASH分区固化。
S3、产生备份程序:该备份程序轻量化设计,只包含网口、USB 或1553B总线接收、解帧、校验和FLASH分区固化的程序;该段程序包含在主程序中;
S4、产生主备份程序的数据文件:通过SDK打包工具打包待升级的主程序,主程序包括标准的FSBL程序、FPGA的比特流文件和 ARM端的应用程序;打包的备份程序包括标准的FSBL程序、ARM 端的应用程序,在案例中备份程序数据通过上位机进行发送。
S5、数据组帧、发送、接收、解帧和校验:在上位机中将待升级数据文件进行组帧,上位机通过网口、USB或1553B总线将组帧后的文件发送给ZYNQ,ZYNQ对接收到的数据进行解帧和校验,并将校验核正确的数据存储在DDR中;直到接收到完整的程序升级数据包;
S6、FLASH分区升级,步骤S6进一步包括以下步骤:
S61、将校验核正确的程序数据文件,从DDR中读出,根据主备份程序标志位,将主程序的升级数据写入FLASH的主程序区;将备份程序写入FLASH的备份程序区;写入完毕后,读取该分区的程序数据,并与下发的校验核进行校验,如果一致,则表示写入FLASH 中的程序数据无误;
S62、如果程序数据写入不正确,跳转到步骤S4,上位机重新发送数据,ZYNQ重新接收,直到程序正确升级。
S7、程序升级完毕,断电重启。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、FLASH存储地址分区:将FLASH存储地址划分为底层程序MyFsbl数据区、主程序数据区和备份程序数据区,所述底层程序MyFsbl数据区用于对升级数据进行接收、校验和固化;
S2、产生和固化底层程序MyFsbl数据文件:修改标准FSBL程序,增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句,然后通过SDK打包工具产生底层程序MyFsbl数据文件并固化到所述底层程序MyFsbl数据区,MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句用于判断分区头文件是否正常后进行跳转;
S3、产生备份程序:将备份程序进行轻量化设计,所述备份程序包括接收方式、解帧、校验和FLASH分区固化程序,待升级主程序数据文件中包括所述备份程序;
S4、产生主备份程序的数据文件:通过SDK的打包工具产生待升级主程序数据文件和备份程序数据文件,待升级数据文件包括所述待升级主程序数据文件和/或所述备份程序数据文件;
S5、数据组帧、发送、接收、解帧和校验:在上位机中将所述待升级数据文件进行组帧,所述上位机通过网口、USB或1553B总线将组帧后的文件发送给ZYNQ,所述ZYNQ对接收到的数据进行解帧和校验,并将校验核正确的数据存储在所述DDR中,当接收到完整的待升级数据包后停止接收;
S6、FLASH分区升级:将校验核正确的程序数据文件从所述DDR中读出,根据主程序标志和备份程序标志写入对应的FLASH分区地址中,然后对所述主程序数据区的数据进行校验并判断述主程序数据区的数据是否正常,如果是,则进入步骤S7,如果否,则跳转到所述备份程序数据区,返回步骤S4;
S7、程序升级完毕,断电重启。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,其特征在于:步骤S2包括以下步骤:
S21、通过SDK引入标准的FSBL程序,在标准FSBL程序调用LoadBootImage之前增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句,其他程序保持不变;
S22、逻辑控制语句包括:读取FLASH主程序区的数据,判断分区头文件是否正常,如果是,则将MultiBootReg跳转长度置到所述主程序数据区,置软件复位寄存器;如果否,则所述主程序数据区无法正常启动,将MultiBootReg跳转长度置到所述备份程序数据区,置软件复位寄存器;
S23、通过SDK的Creat Boot Image打包工具产生所述底层程序MyFsbl数据文件,所述底层程序MyFsbl数据文件为MyFsbl.bin,并通过SDK的固化工具将MyFsbl.bin固化到所述底层程序MyFsbl数据区。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,其特征在于:步骤S2包括以下步骤:
S21、通过SDK引入标准的FSBL程序,在标准FSBL程序调用LoadBootImage之前增加MultiBootReg跳转长度的逻辑控制语句,其他程序保持不变;
S22、逻辑控制语句包括:读取FLASH主程序区的数据,判断分区头文件是否正常,如果是,则将MultiBootReg跳转长度置到所述主程序数据区,置软件复位寄存器;如果否,则所述主程序数据区无法正常启动,将MultiBootReg跳转长度置到所述备份程序数据区,置软件复位寄存器;
S23、通过SDK的Creat Boot Image打包工具产生所述底层程序MyFsbl数据文件,所述底层程序MyFsbl数据文件为MyFsbl.bin,并通过上位机发送到所述底层程序MyFsbl数据区进行固化。
4.根据权利要求2、3任意一项所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,其特征在于:所述底层程序MyFsbl数据文件只固化一次,不再擦除和修改,后期只升级应用程序。
5.根据权利要求1所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,其特征在于:步骤S3中,所述接收方式为以下任意一种:网口、USB、1553B总线。
6.根据权利要求1所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,其特征在于:步骤S4中,所述待升级主程序数据文件包括标准的FSBL程序、FPGA的比特流文件和ARM端的应用程序;所述备份程序数据文件包括标准的FSBL程序和ARM端的应用程序。
7.根据权利要求1所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,其特征在于:步骤S4中,所述备份程序数据文件通过SDK的固化工具固化到所述备份程序数据区。
8.根据权利要求1所述的一种基于ZYNQ防呆设计的程序升级方法,其特征在于:步骤S6包括以下步骤:
S61、将校验核正确的程序数据文件从DDR中读出,根据主程序标志位和备份程序标志位,将所述待升级主程序数据文件写入所述主程序数据区;将所述备份程序数据文件写入所述备份程序数据区;
S62、写入完毕后读取所述主程序数据区,并与下发的校验核进行校验,如果校验结果为一致,则进入步骤S7,如果校验结果为不一致,则跳转到所述备份程序数据区,返回步骤S4。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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