CN115269030A - 嵌入式电子装置、启动方法、内储程序的嵌入式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种嵌入式电子装置、启动方法及内储程序的嵌入式电子装置可读取记录媒体。处理器于嵌入式电子装置启动后，执行多个阶段启动程序。每一该阶段启动程序包含：执行一当前阶段启动固件；响应该测试请求信息为一当前阶段请求，依据该固件位置信息，载入一下一阶段启动固件；当载入该下一阶段启动固件成功时，更新该测试请求信息为下一阶段请求并更新该固件位置信息为下一启动固件位置，否则，更新该测试请求信息为一失败信息并软重启嵌入式电子装置。

Description

嵌入式电子装置、启动方法、内储程序的嵌入式电子装置

技术领域

本发明系关于嵌入式电子装置技术，特别是与固件测试相关的嵌入式电子装置、启动方法及内储程序的电子计算装置可读取记录媒体。

背景技术

启动加载器(boot-loader)，也被称为嵌入式电子装置的固件，是嵌入式电子装置在作业系统内核运行前的一段程序。启动加载器执行嵌入式电子装置的启动程序。嵌入式电子装置透过启动加载器(boot-loader)，可以初始化硬件装置、建立存储器空间的对映，从而将嵌入式电子装置的软硬件环境设定成合适的状态，以便为作业系统核心准备好正确的软硬件环境。由于嵌入式电子装置经常是经过订制以满足多样化的需求，所以启动加载器本身也常需要更新。嵌入式电子装置的启动加载器通常是储存在快闪存储器(flashmemory)上。传统的启动加载器升级方法是将储存在快闪存储器对应的区块(block)的旧启动加载器抹除，再写入新的启动加载器。如果写入中出现错误，或新的启动加载器本身即有错误，而使更新后的固件不能成功运行，则嵌入式电子装置就无法完成启动。传统上，单一的系统启动加载器(boot-loader)用于从提供进一步功能的映像(image)清单中启动电脑系统。例如GNU GRUB和Das UBOOT是传统的系统启动加载器，它实现了从外部存储器中选择一个映像的方法。但这些技术都不支持多个启动加载器，也都不支持在启动加载器自失效的情况下进行恢复。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种嵌入式电子装置、启动方法及内储程序的嵌入式电子装置可读取记录媒体，改善现有技术问题。

依据一些实施例，一种嵌入式电子装置包括嵌入式电子装置处理器以及第一存储器。第一存储器为一非易失性存储器并且储存测试请求信息及固件位置信息。处理器于嵌入式电子装置启动后，执行多个阶段启动程序。每一该阶段启动程序包含以下步骤：执行一当前阶段启动固件；响应该测试请求信息为一当前阶段请求，依据该固件位置信息，载入一下一阶段启动固件；以及当载入该下一阶段启动固件成功时，更新该测试请求信息为一下一阶段请求并更新该固件位置信息为一下一启动固件位置。否则，更新该测试请求信息为一失败信息并软重启嵌入式电子装置。

依据一些实施例，一种启动方法适用于嵌入式电子装置。启动方法包含以下步骤：在嵌入式电子装置之启动后，处理器执行多个阶段启动程序。每一阶段启动程序包含：执行当前阶段启动固件；自第一存储器读取测试请求信息及固件位置信息，其中，第一存储器为一非易失性存储器；响应测试请求信息为当前阶段请求，依据该固件位置信息，载入下一阶段启动固件；当载入下一阶段启动固件成功时，更新测试请求信息为下一阶段请求并更新固件位置信息为下一启动固件位置，否则，更新测试请求信息为失败信息并软重启嵌入式电子装置。

依据一些实施例，一种嵌入式电子装置可读取记录媒体储存一内储程序，当嵌入式电子装置载入该内储程序并执行后，可完成前述启动方法。

依据一些实施例，嵌入式电子装置、启动方法及内储程序之嵌入式电子装置可读取记录媒体，在每一阶段启动程序响应测试请求信息为当前阶段请求，处理器依据该固件位置信息，载入下一阶段启动固件。当载入下一阶段启动固件成功时，更新测试请求信息为下一阶段请求并更新固件位置信息为下一启动固件位置，否则，更新测试请求信息为失败信息并软重启嵌入式电子装置。软重启后由于测试请求信息已被改为失败信息，此时嵌入式电子装置使用原有的启动加载器。据此，可以让嵌入式电子装置检测并恢复测试的启动固件的即时错误，从而允许更快的开发周期。依据一些实施例，由于嵌入式电子装置、启动方法、内储程序之嵌入式电子装置可读取记录媒体及嵌入式电子装置程序产品的启动过程是多阶段的，因此使用者可以在每一阶段启动固件规划适当的功能，从而使启动固件可具有复杂的功能并更具可移植性。依据一些实施例，由于嵌入式电子装置、启动方法、内储程序之嵌入式电子装置可读取记录媒体及嵌入式电子装置程序产品仅利用第一存储器内的测试请求信息及固件位置信息。因此，嵌入式电子装置、启动方法、内储程序之嵌入式电子装置可读取记录媒体及嵌入式电子装置程序产品并不需要太多额外的系统资源，而可适用于任何有限资源的嵌入式电子装置。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1为本发明一实施例的嵌入式电子装置的系统方块示意图。

图2为本发明一实施例的测试请求信息以及固件位置信息的存储器规划示意图。

图3为本发明一实施例的嵌入式电子装置的系统方块示意图。

图4为本发明一实施例的嵌入式电子装置的系统方块示意图。

图5为本发明一实施例的嵌入式电子装置及其外接设备的系统方块示意图。

图6为本发明一实施例的步骤流程图。

图7为本发明一实施例的步骤流程图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的「连接」一词可指任何直接或间接的连接手段。

图1为本发明一实施例的嵌入式电子装置的系统方块示意图。请参考图1，嵌入式电子装置100包括处理器101以及第一存储器102。第一存储器102储存测试请求信息103以及固件位置信息104。第一存储器102为一非易失性存储器，可在嵌入式电子装置100软重启后保持其内容。以下即配合图式详细说明本发明一实施例之启动方法以及嵌入式电子装置100之各硬件之间如何协同运作。

图6为本发明一实施例之步骤流程图。请同时参考图1、6，处理器101于嵌入式电子装置100启动后，执行多个阶段启动程序。每一该阶段启动程序包含步骤S601～S605。

在步骤S601中，处理器101执行当前阶段启动固件。在步骤S602中，处理器101响应测试请求信息103为当前阶段请求，依据固件位置信息104，载入下一阶段启动固件。

在步骤S603中，判断载入下一阶段启动固件是否成功。前述判断载入下一阶段启动固件是否成功有许多方法。在一些实施例中，处理器101可以先读取下一阶段启动固件的长度和预设校验值信息。处理器101再读取下一阶段启动固件的全部内容并计算其校验值。处理器101再比较计算出的校验值与预设校验值，以判断计算出的校验值是否正确。若计算出的校验值正确，则可判断载入下一阶段启动固件成功。若计算出的校验值不正确，则可判断载入下一阶段启动固件失败。然而，当然也可以使用其他技术方法判断载入下一阶段启动固件是否成功，本发明并不以此为限。

当载入下一阶段启动固件成功时，执行步骤S604。在步骤S604中，更新测试请求信息103为下一阶段请求并更新固件位置信息104为下一启动固件位置。

当载入下一阶段启动固件失败时，执行步骤S605。在步骤S605中，更新测试请求信息103为失败信息并软重启嵌入式电子装置100。

软重启后测试请求信息已被改为失败信息。此时嵌入式电子装置100的处理器101响应该测试请求信息103为失败信息，依据预设固件位置信息，载入预设下一阶段启动固件。预设下一阶段启动固件即为原有的启动加载器。

图2为本发明一实施例的测试请求信息103以及固件位置信息104的存储器规划示意图。请参考图2，在本发明一实施例中，在第一存储器102中预先规划存储器105用以储存测试请求信息103以及固件位置信息104。在一些实施例中，存储器105具有32比特容量。测试请求信息103储存在存储器105的低位2比特108中。在低位2比特108中，以比特状态00表示失败信息，以01表示第一阶段请求，以10表示第二阶段请求，以11表示最后阶段请求。固件位置信息104储存在存储器105的中间4比特107中。存储器105的的高位26比特106则可记录其他参数信息。

在图2的实施例中，处理器101一次读取存储器105的所有比特资料，再以比特运算得出测试请求信息103以及固件位置信息104，因此可快速得到测试请求信息103以及固件位置信息104。当然，测试请求信息103以及固件位置信息104也可以不同方式储存于第一存储器102中，本发明并不予以限制。

图3为本发明另一实施例的嵌入式电子装置的系统方块示意图。请参考图3，嵌入式电子装置200更包含只读存储器201。只读存储器201储存第一阶段启动固件202。

图7为本发明一实施例之步骤流程图。请同时参考图3、7。处理器101于嵌入式电子装置100启动后，执行M个阶段启动程序，其中M是大于1之任意正整数。在此实施例中，以M＝3来说明。因此，在图7所示的步骤流程图中，包含第一阶段启动程序S701，第二阶段启动程序S702以及最后阶段启动程序S703。

第一阶段启动程序S701以及第二阶段启动程序S702皆包含前述步骤S601～S605。最后阶段启动程序S703则包含步骤S601与S606。

处理器101于嵌入式电子装置100启动后，执行第一阶段启动程序S701。在执行第一阶段启动程序S701时，处理器101读取储存在只读存储器201中第一阶段启动固件202做为当前阶段启动固件。

处理器101执行做为当前阶段启动固件的第一阶段启动固件202。处理器101并响应测试请求信息103为第一阶段请求，依据固件位置信息104，载入第二阶段启动固件。当处理器101载入第二阶段启动固件成功时，更新测试请求信息103为第二阶段请求并更新固件位置信息104为第二启动固件位置。

接下来，处理器101执行第二阶段启动程序S702。

处理器101在执行完第一阶段启动程序S701以及第二阶段启动程序S702后，处理器101已成功载入并执行第一阶段启动固件与第二阶段启动固件并且成功载入最后阶段启动固件。此时处理器101更执行最后阶段启动程序S703。执行最后阶段启动程序S703包含处理器101响应测试请求信息103为当前阶段请求，执行前一阶段启动程序所成功载入的最后阶段启动固件。

若处理器101成功执行前一阶段启动程序所载入的最后阶段启动固件，此时所有阶段启动固件都已成功测试。处理器101此时可以根据指示信息，分别设置所述这些阶段启动固件为对应预设启动固件。则所述这些阶段启动固件成为后续嵌入式电子装置100启动时的预设选择固件。当然，根据指示信息，所述这些阶段启动固件也可以不被选择为预设启动固件，所述这些阶段启动固件此时仅是做为测试使用，而不使改变成为永久。

在本发明的一实施例中，第一阶段启动固件202是以限制读写的方式储存在一个快闪存储器中。前述限制读写的方式可藉由软体方式或硬件方式所实现。

图4为本发明一实施例的嵌入式电子装置的系统方块示意图。请参考图4，嵌入式电子装置300更包含监视计时器(watchdog timer)301。在一些实施例中，处理器101于执行每一阶段启动程序时，会先启动监视计时器301。当监视计时器计时至预定时间后，会对嵌入式电子装置300发出一重启信号。处理器101响应重启信号，更新测试请求信息为失败信息并软重启嵌入式电子装置300。

图5为本发明一实施例的嵌入式电子装置及其外接设备的系统方块示意图。请参考图5，相较于图1，嵌入式电子装置400更包含一第一非易失性存储器401、一第二非易失性存储器405。嵌入式电子装置400外接有一硬盘402、一光盘装置403。在一些实施例中，嵌入式电子装置400透过网络连接一虚拟网络硬件404。

如前所述，嵌入式电子装置的启动固件通常是储存在快闪存储器(flash memory)上。在一些实施例中，不同阶段的启动固件可以储存在不同的快闪存储器上或是储存在相同的快闪存储器(flash memory)中的不同区域(partition)。在一些实施例中，固件位置信息包含装置编号与区域编号以指明不同阶段的启动固件是储存在哪一个快闪存储器中的哪个区域。

在本发明的一些实施例中，不同阶段的启动固件储存在不同装置的不同区域中，如图5之元件第一非易失性存储器401、第二非易失性存储器405、硬盘402、光盘装置403或虚拟网络硬件404的不同区域。在一些实施例中，固件位置信息包含装置编号与区域编号以指明不同阶段的启动固件是储存在哪一个装置中的哪个区域。

在本说明书中，术语「嵌入式电子装置可读取媒体」指非易失性的非暂时性媒体(Non-volatile,Non-transitory Medium)，诸如一只读存储器(Read Only Memory；ROM)、一快闪存储器、一软碟、一硬盘、一光盘(Compact Disk；CD)、一数位多功能光盘(DigitalVersatile Disc；DVD)、一U盘、一可由网络存取之资料库或本发明所属技术领域中具有通常知识者所知且具有相同功能之任何其他储存媒体。此等及其他各种形式之嵌入式电子装置可读取媒体可涉及将一或多个指令之一或多个序列携载至处理器101以供执行。具体化于媒体上之此等指令通常被称为「嵌入式电子装置程序码」或「嵌入式电子装置程序产品」，该「嵌入式电子装置程序码」或「嵌入式电子装置程序产品」可为能于网络上传输之档案，亦可被储存于非暂态电子计算装置可读取储存媒体中。此等指令在执行时可使处理器101能够执行如本发明中所叙述的步骤或功能。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神所作些许之更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

【符号说明】

100、200、300、400:嵌入式电子装置

101:处理器

102:第一存储器

103:测试请求信息

104:固件位置信息

105:存储器

106:高位26比特

107:中间4比特

108:低位2比特

201:只读存储器

202:第一阶段启动固件

301:监视计时器

401:第一非易失性存储器

405:第二非易失性存储器

402:硬盘

403:光盘装置

404:虚拟网络硬件

S601、S602、S603、S604、S605、S606、S701、S702、S703:步骤。

Claims (12)

1.一种嵌入式电子装置，包括

一处理器；以及

一第一存储器，该第一存储器储存一测试请求信息及一固件位置信息，该第一存储器为一非易失性存储器；

其中，该处理器于该嵌入式电子装置启动后，执行多个阶段启动程序，每一该阶段启动程序包含：

执行一当前阶段启动固件；

响应该测试请求信息为一当前阶段请求，依据该固件位置信息，载入一下一阶段启动固件；

当载入该下一阶段启动固件成功时，更新该测试请求信息为一下一阶段请求并更新该固件位置信息为一下一启动固件位置，否则，更新该测试请求信息为一失败信息并软重启该嵌入式电子装置。

2.如权利要求1所述的嵌入式电子装置，另包含一只读存储器，该只读存储器储存一第一阶段启动固件，该处理器于执行所述这些阶段启动程序中之一第一阶段启动程序时，以该第一阶段启动固件做为该当前阶段启动固件。

3.如权利要求1所述的嵌入式电子装置，该处理器于执行所述这些阶段启动程序后，更执行一最后阶段启动程序，其中，该最后阶段启动程序包含：

在执行前一阶段启动程序所成功载入之该当前阶段启动固件后，响应该测试请求信息为该当前阶段请求，依据一指示信息，分别设置所述这些阶段启动程序中的该当前阶段启动固件为一对应预设启动固件。

4.如权利要求1-3中任一所述的嵌入式电子装置，另包含一监视计时器(watchdogtimer)，该处理器于执行每一该阶段启动程序时，先启动该监视计时器；该监视计时器计时至一预定时间，对该嵌入式电子装置发出一重启信号；该处理器响应该重启信号，更新该测试请求信息为该失败信息并软重启该嵌入式电子装置。

5.如权利要求1所述的嵌入式电子装置，每一该阶段启动程序更包含：

响应该测试请求信息为该失败信息，依据一预设固件位置信息，载入一预设下一阶段启动固件。

6.如权利要求1所述的嵌入式电子装置，该固件位置信息包含一装置编号与一区域编号。

7.一种启动方法，适用于一嵌入式电子装置，该方法包含：

该嵌入式电子装置的一处理器于该嵌入式电子装置启动后，执行多个阶段启动程序，每一该阶段启动程序包含：

执行一当前阶段启动固件；

自一第一存储器读取一测试请求信息及一固件位置信息，该第一存储器为一非易失性存储器；

响应该测试请求信息为一当前阶段请求，依据该固件位置信息，载入一下一阶段启动固件；以及

当载入该下一阶段启动固件成功时，更新该测试请求信息为一下一阶段请求并更新该固件位置信息为一下一启动固件位置，否则，更新该测试请求信息为一失败信息并软重启该嵌入式电子装置。

8.如权利要求7所述的启动方法，该处理器于执行所述这些阶段启动程序中的一第一阶段启动程序时，从一只读存储器读取一第一阶段启动固件，以该第一阶段启动固件做为该当前阶段启动固件。

9.如权利要求7所述的启动方法，该处理器于执行所述这些阶段启动程序后，更执行一最后阶段启动程序，其中，该最后阶段启动程序包含：

在执行前一阶段启动程序所成功载入的该当前阶段启动固件后，响应该测试请求信息为该当前阶段请求，依据一指示信息，分别设置所述这些阶段启动程序中的该当前阶段启动固件为一对应预设启动固件。

10.如权利要求7-9任一中所述的启动方法，该方法另包含：

该处理器于执行每一该阶段启动程序时，启动一监视计时器；以及

该监视计时器计时至一预定时间，该处理器更新该测试请求信息为该失败信息并软重启该嵌入式电子装置。

11.如权利要求7所述的启动方法，每一该阶段启动程序更包含：

响应该测试请求信息为该失败信息，依据一预设固件位置信息，载入一预设下一阶段启动固件。

12.如权利要求7所述的启动方法，该固件位置信息包含一装置编号与一区域编号。

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