CN115658122A - 一种软件升级方法、装置及物联网设备升级系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种软件升级方法、装置及物联网设备升级系统，其中，软件升级方法包括：当获取到新的软件版本，确定新的软件版本中发生更新的函数；基于发生更新的函数，查询当前软件版本中对应的待升级函数在存储器中的存储位置；基于存储位置，将新函数写入待升级函数所占用的地址空间并对待升级函数进行替换。本发明可解决现有技术中耗费资源、升级包大、升级包下载时间久以及因升级时间太久导致的升级失败等的技术问题。

Description

一种软件升级方法、装置及物联网设备升级系统

技术领域

本发明实施例涉及软件技术领域，尤其涉及一种软件升级方法、装置及物联网设备升级系统。

背景技术

当前空中下载技术(Over-the-Air Technology，OTA)主要有以下三种方式：1、A/B升级：两个大小相同的分区A、B，如果当前在A分区执行代码，升级时就把软件下载到B分区。升级成功后设备重启，模组切换到B分区执行；下次再升级就切换到A分区，一直这样轮换。需要很大的flash资源，基本是正常使用的1倍以上的flash才能完成升级功能，下载更新包将是一个很漫长的过程。2、拷贝升级：两个大小相同的分区APP、OTA。APP分区存放要执行的软件程序，当OTA升级时会先把OTA数据包写入OTA分区，然后再将OTA数据搬移到APP数据区，最后从APP数据区启动执行，实现方式和A/B升级差不多，所以缺点也相同。3、差分升级：差分升级又叫增量更新，是将旧版本与新版本的数据文件做差分，得到升级部分的补丁即差分包；设备下载了差分包之后，将旧版本数据与差分包进行组合，以得到新版本的数据文件。差分升级比前两种升级包小，但在升级过程中比较容易出错，流程控制上需要更加严谨。

所以现有升级方式出现的耗费资源、升级包大、升级包下载时间久以及因升级时间太久导致的升级失败等技术问题亟待解决。

发明内容

本申请提供了一种软件升级方法、装置及物联网设备升级系统，来解决现有技术中耗费资源、升级包大、升级包下载时间久以及因升级时间太久导致的升级失败等的技术问题。

本发明第一方面提供了一种软件升级方法，包括：当获取到新的软件版本，确定新的软件版本中发生更新的函数；基于发生更新的函数，查询当前软件版本中对应的待升级函数在存储器中的存储位置；基于存储位置，将新函数写入待升级函数所占用的地址空间并对待升级函数进行替换。

本发明实施例提供的软件升级方法，当软件需要升级时，采取将函数全部替换的方法，实现在函数级别上对，以更小的粒度来对软件进行升级。解决现有技术中耗费资源、升级包大、升级包下载耗时以及因升级时间太久导致的升级失败等技术问题。

可选地，将新函数写入待升级函数所占用的地址空间，包括：通过预设宏定义将新函数写入待升级函数所占用的地址空间。

可选地，存储器中用于存储待升级函数的地址空间大于待升级函数所需的地址空间。

可选地，还包括：通过编译文件查询升级后的函数在存储器中的首地址；根据首地址确定升级后的函数的写入位置；根据写入位置以及待升级函数的存储位置，对升级后的函数的写入位置进行验证。

可选地，还包括：当新函数所占空间大于用于存储待升级函数的地址空间时，对地址空间进行扩容。

本发明第二方面提供了一种物联网设备升级系统，包括：业务平台，业务平台用于存储新的软件版本；物联网设备，与业务平台通信连接，用于执行第一方面，或者第一方面任一可选软件升级方法。

本发明第三方面提供了一种软件升级装置，包括：第一确定模块，用于当获取到新的软件版本，确定新的软件版本中发生更新的函数；第一查询模块，用于基于发生更新的函数，查询当前软件版本中对应的待升级函数在存储器中的存储位置；第一输入模块，用于基于存储位置，将新函数写入待升级函数所占用的地址空间并对待升级函数进行替换。

本发明提供的软件升级装置中各部件所执行的功能均已在上述第一方面任一方法实施例中得以应用，因此这里不再赘述。

可选地，将新函数写入待升级函数所占用的地址空间，包括：第一输入子模块，用于通过预设宏定义将新函数写入待升级函数所占用的地址空间。

本发明第四方面提供了一种计算机设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面的软件升级方法的步骤。

本发明第五方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行如本发明第一方面提供的软件升级方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。

图1为本发明一实施例提供的软件升级方法流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的物联网设备升级系统结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种软件升级装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种计算机设备结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

在本技术方案解释说明过程中，可能会涉及到一些专业术语，在此做出解释：

OTA：空中下载技术(Over-the-Air Technology，OTA)是通过移动通信的空中接口实现对终端设备进行远程管理的技术。即在线升级，是通过服务器，移动通信网络与终端进行连接，推送终端内数据更新的能力。

MCU：微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，又称单片微型计算机(SingleChip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit，CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都有MCU的应用。

Flash：是存储芯片的一种，通过特定的程序可以修改里面的数据。Flash在电子以及半导体领域内往往表示Flash Memory的意思，也称“闪存”，全名叫Flash EEPROMMemory。Flash存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程(EEPROM)的性能，还可以快速读取数据，也是非易失性随机访问存储器(Non-VolatileRandom Access Memory，NVRAM)所具有的优势，使数据不会因为断电而丢失。

Bootloader：在嵌入式操作系统中，BootLoader是在操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。Bootloader是嵌入式系统在加电后执行的第一段代码，在它完成CPU和相关硬件的初始化之后，再将操作系统映像或固化的嵌入式应用程序装载到内存中然后跳转到操作系统所在的空间，启动操作系统运行。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

针对背景技术中所提及的技术问题，本发明实施例提供了一种软件升级方法，如图1所示，该方法的步骤包括：

步骤S110，当获取到新的软件版本，确定新的软件版本中发生更新的函数。

示例性地，新的软件版本可以通过OTA获取。大多数的软件升级实质上只是软件中相应的部分函数有所更新，并非整个软件或者软件中所有文件或函数都进行了升级。本实施例中对软件进行升级之前，先确定新软件相对于待升级软件所更新的函数，为了实现软件在函数级上的升级，提高软件升级效率。具体地，确定发生更新的函数的方式可以是将接收到的新的软件版本包含的函数类型与旧版本中包含的函数的类型进行比对，根据比对结果确定新的软件版本中发生更新的函数；或者也可以是根据新的软件版本中包含的版本文档说明，根据版本文档说明中包含的对新的软件版本的功能更新说明来确定发生更新的函数。

步骤S120，基于发生更新的函数，查询当前软件版本中对应的待升级函数在存储器中的存储位置。

示例性地，对于软件研发而言，所谓软件可以是模型，也可以是常用C/C++代码，但最终都会编译成一个二进制文件，比如HEX，Bin等格式。这个文件将会被下载或者刷写到设备的存储器，如flash中。为了合理有效使用这些内存，同时也方便管理，通常会分配这些内存的用途，以下表1的flash分配为例，分配2MB存启动软件Bootloader，2MB存APP1和2M存APP2应用层软件。需要说明的是，实际使用中还可以采用其他分配方式，此处不作限制。

表1

80000000<sub>H</sub>-801FFFFF<sub>H</sub>	2Mbyte	Program Flash 0(PF0)	Bootloader
				80200000<sub>H</sub>-803FFFFF<sub>H</sub>	2Mbyte	Program Flash 1(PF1)	APP1
80400000<sub>H</sub>-805FFFFF<sub>H</sub>	2Mbyte	Program Flash 2(PF2)	APP2

软件程序在存储器中都有相应的存储位置，同时软件程序中相应的函数也会有相应的存储位置，即函数与存储位置具有对应关系。所以为准确定位新函数要写入的位置，在用新函数替换待升级函数前，需要查询当前软件版本中对应的待升级函数在存储器中的存储位置，防止错误升级造成的软件运行或编译错误。

步骤S130，基于存储位置，将新函数写入待升级函数所占用的地址空间并对待升级函数进行替换。

示例性地，在确定了待升级函数存储位置，用新的函数替换待升级函数，实现对软件程序在函数级上的更新升级。

本发明实施例提供的软件升级方法，本发明实施例提供的软件升级方法，当软件需要升级时，采取将函数全部替换的方法，实现在函数级别上对，以更小的粒度来对软件进行升级。解决现有技术中耗费资源、升级包大、升级包下载耗时以及因升级时间太久导致的升级失败等技术问题。

作为本发明一可选实施方式，步骤S130，包括：

步骤S210，通过预设宏定义将新函数写入待升级函数所占用的地址空间。

示例性地，地址空间为内存空间的一部分，地址空间通过对内存空间进行划分得到。将新函数写入待升级函数所占用的地址空间的过程可以称为地址映射。对于软件研发来说，进行了内存划分、分配后，在编写代码时，如何保证代码就能写入预期的地址空间，如APP1的软件代码如何存储在指定的地址空间，更准确地说，APP1代码编译完成后的地址如何存储在0x80200000-0x803FFFFF地址空间范围。本实施例通过使用宏定义的方式来实现地址映射，如使用#pragma来实现。具体地，在常用的物联网设备中如果需要将程序写入到指定地址空间执行，则可以在Link文件中首先定义一个程序段，例如把程序放在0x80021000开始的地址，则可以如下定义：

在程序中定义如下，则FunctionTest()就会放在0x80021000地址：

当待升级函数需要升级时，采取本函数全部替换的方法，根据上述介绍的地址映射方式，使用宏定义，如#pragma将原函数全部替换掉，这样就实现对物联网设备进行函数升级的目的。

本发明实施例提供的软件升级方法，通过预设宏定义的方式，将软件程序写入预设地址空间，实现对内存空间的合理利用，且方便对内存空间的管理。同时宏定义程序简洁，可读性好，修改方便。

作为本发明一可选实施方式，包括：存储器中用于存储待升级函数的地址空间大于待升级函数所需的地址空间。

示例性地，对于软件研发而言，函数实现(编写代码)时，在每个函数后边预留一部分空间，如写上无用的代码，以应对后续升级时函数变大需要空间的问题，比如可以多预留三分之一左右的空间或更大，根据后续升级的需求进行适应性调整。

本发明实施例提供的软件升级方法，通过预留内存空间，满足后续升级函数变大对内存空间的需求，避免对内存空间进行的频繁划分操作，影响软件升级效率。

作为本发明一可选实施方式，还包括：

步骤S310，通过编译文件查询升级后的函数在存储器中的首地址。

示例性地，首地址为相应软件程序或者函数所在地址空间的起始位置。软件编译后可以通过查看编译生成的编译文件，来验证软件或者函数是否实现预期功能，或者是否放在预期的地址空间，不同的编译文件具有不同的功能，如软件编译后生成的map文件，其中有每个函数的地址映射。可以通过查看编译后map文件来验证函数是否放在预期的地址空间内。示例性地，如下：

0x80020000 user_test_const

0x80020010 _lc_ge_user_test_const

0x80021000 FunctionTest

0x80021000 _lc_gb_user_test_const

0x80021008 _lc_g8_user_test_const

步骤S320，根据首地址确定升级后的函数的写入位置。

示例性地，首地址是新函数写入的开始位置，同时也可以用来确定升级后的函数存储的位置，即通过首地址来验证函数是否放在预期的地址空间内。

步骤S330，根据写入位置以及待升级函数的存储位置，对升级后的函数的写入位置进行验证。

示例性地，通过对在函数级上升级的软件进行编译，得到编译文件，来验证新函数写入位置与待升级函数的存储位置是否一致，若一致则说明新函数写入位置正确。同时也可以通过其他编译文件来验证新函数是否实现预期功能。

本发明实施例提供的软件升级方法，通过地址校验，来确认更新后的函数是否存储在预期位置，保证升级函数的安全性。

作为本发明一可选实施方式，还包括：

步骤S410，当新函数所占空间大于用于存储待升级函数的地址空间时，对地址空间进行扩容。

示例性地，软件研发之初，会为每个写入的函数预留一部分空间，以应对后续升级时函数变大需要空间的问题。但是当升级前所预留空间不足时，在升级前也可以通过软件升级的方式来只修改所预留的空间大小，不修改软件的方式来进行调整。同理当升级前所预留空间太大，如大于新函数所需内存空间的一半时，在升级前也可以通过软件升级的方式来只修改所预留的空间大小，不修改软件的方式来进行调整。

本发明实施例提供的软件升级方法，通过软件升级的方式，修改地址空间的大小，使得所划分地址空间的大小与所存储函数所占内存的大小适配度更高，实现对内存空间的高效合理利用。

本发明实施例提供了一种物联网设备升级系统，如图2所示，该系统包括：

业务平台510，业务平台用于存储新的软件版本。

物联网设备520，与业务平台通信连接，用于执行上述任一软件升级方法。

本实施例具体实现过程详见上述软件升级方法实施例，此处不在赘述。

图3为本发明一实施例提供的一种软件升级装置，包括：

第一确定模块610，用于当获取到新的软件版本，确定新的软件版本中发生更新的函数。详细内容参见上述实施例中步骤S110的描述，在此不再赘述。

第一查询模块620，用于基于发生更新的函数，查询当前软件版本中对应的待升级函数在存储器中的存储位置。详细内容参见上述实施例中步骤S120的描述，在此不再赘述。

第一输入模块630，用于基于存储位置，将新函数写入待升级函数所占用的地址空间并对待升级函数进行替换。详细内容参见上述实施例中步骤S130的描述，在此不再赘述。

作为本发明一可选实施装置，第一判断模块630，包括：

第一输入子模块，用于通过预设宏定义将新函数写入待升级函数所占用的地址空间。详细内容参见上述实施例中步骤S210的描述，在此不再赘述。

作为本发明一可选实施装置，包括：存储器中用于存储待升级函数的地址空间大于待升级函数所需的地址空间。

作为本发明一可选实施装置，还包括：

第二查询模块，用于通过编译文件查询升级后的函数在存储器中的首地址。详细内容参见上述实施例中步骤S310的描述，在此不再赘述。

第二确定模块，用于根据首地址确定升级后的函数的写入位置。详细内容参见上述实施例中步骤S320的描述，在此不再赘述。

第一验证模块，用于根据写入位置以及待升级函数的存储位置，对升级后的函数的写入位置进行验证。详细内容参见上述实施例中步骤S330的描述，在此不再赘述。

作为本发明一可选实施装置，还包括：

扩容模块，用于当新函数所占空间大于用于存储待升级函数的地址空间时，对地址空间进行扩容。详细内容参见上述实施例中步骤S410的描述，在此不再赘述。

本发明实施例提供了一种计算机设备，如图4所示，该设备包括一个或多个处理器710以及存储器720，存储器720包括持久内存、易失内存和硬盘，图4中以一个处理器710为例。该设备还可以包括：输入装置730和输出装置740。

处理器710、存储器720、输入装置730和输出装置740可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

处理器710可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器710还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器720可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据软件升级装置的使用所创建的数据等。此外，存储器720可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器720可选包括相对于处理器710远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至软件升级装置。输入装置730可接收用户输入的计算请求(或其他数字或字符信息)，以及产生与软件升级装置有关的键信号输入。输出装置740可包括显示屏等显示设备，用以输出计算结果。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的软件升级方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读存储介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)，只读存储器(Read-Only Memory，ROM)，可擦除可编辑只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CDROM)。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(Programmable Gate Array，PGA)，现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。在本公开描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种软件升级方法，其特征在于，包括：

当获取到新的软件版本，确定所述新的软件版本中发生更新的函数；

基于发生更新的函数，查询当前软件版本中对应的待升级函数在存储器中的存储位置；

基于所述存储位置，将新函数写入所述待升级函数所占用的地址空间并对所述待升级函数进行替换。

2.根据权利要求1所述的软件升级方法，其特征在于，所述将新函数写入所述待升级函数所占用的地址空间，包括：

通过预设宏定义将所述新函数写入所述待升级函数所占用的地址空间。

3.根据权利要求1所述的软件升级方法，其特征在于，所述存储器中用于存储待升级函数的地址空间大于所述待升级函数所需的地址空间。

4.根据权利要求1所述的软件升级方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过编译文件查询升级后的函数在存储器中的首地址；

根据所述首地址确定升级后的函数的写入位置；

根据所述写入位置以及所述待升级函数的存储位置，对升级后的函数的写入位置进行验证。

5.根据权利要求3所述的软件升级方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述新函数所占空间大于所述用于存储待升级函数的地址空间时，对所述地址空间进行扩容。

6.一种物联网设备升级系统，其特征在于，包括：

业务平台，所述业务平台用于存储新的软件版本；

物联网设备，与所述业务平台通信连接，用于执行如权利要求1-5任一项软件升级方法。

7.一种软件升级装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于当获取到新的软件版本，确定所述新的软件版本中发生更新的函数；

第一查询模块，用于基于发生更新的函数，查询当前软件版本中对应的待升级函数在存储器中的存储位置；

第一输入模块，用于基于所述存储位置，将新函数写入所述待升级函数所占用的地址空间并对所述待升级函数进行替换。

8.根据权利要求7所述的软件升级装置，其特征在于，所述将新函数写入所述待升级函数所占用的地址空间，包括：

第一输入子模块，用于通过预设宏定义将所述新函数写入所述待升级函数所占用的地址空间。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-5任一项所述软件升级方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述软件升级方法的步骤。

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