CN116088911A - 一种分布式io的固件批量升级系统、方法及终端装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式IO的固件批量升级方法、系统及终端装置，由上位机读取升级包进行解析，解析通过后下发升级指令，下位机接收到升级指令后，由应用程序跳转至启动加载程序，并擦除应用程序，擦除成功后开始接收上位机下发的升级包，并校验，直至所有升级包接收完成后，开始对整个应用程序再进行校验，校验成功则返回升级成功，否则返回升级失败；升级成功后，通信将重新组网，对设备进行重新地址分配，然后开始对下一个设备进行升级。本发明可实现对所有设备进行批量升级，无需拆卸IO设备PCB，无需专用设备，只需通过IO本身数据总线即可对说过设备完成批量升级，无需对每个设备单独升级，大大提升固件升级效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种系统、方法及装置，尤其涉及一种分布式IO的固件批量升级系统、方法及终端装置，属于工业自动化技术领域。
背景技术
分布式IO是近年来兴起的一种概念，其主要目的是要解决传统集成式IO不利于扩展与维护，一旦出现部分IO损坏，则存在需要更换整个控制设备、维护成本极高的问题；分布式IO是一种IO设备与控制设备分离，可以分布式安装到设备各个节点的设备，即分布式IO模块是IO模块与控制系统分离，可以方便的装配到设备的各个地方，方便接线，而且当其中某个模块损坏时，只需更换盖模块即可，不影响其他使用。
现如今由于科技在不断发展，产品的功能也面临着不断升降优化的需求，相应的，对于分布式IO来说，实现产品固件升降也显得尤为重要。目前分布式IO固件升级方式有两种，一种是离线升级，一种是在线升级。
其中离线升级是，采用调试器或仿真器对产品MCU进行固件烧写，这种方式需要用到专用设备，并且是对产品PCB进行升级，因此当产品已经组装成整机时，需要将产品外壳拆除，对内部PCB进行固件烧写，此方法在终端应用实施难度大、操作复杂，故而此方法一般在工厂单板固件烧写时使用。
在线升级是一种可在设备正常运行状态下对固件升级的技术，无需调试器，通过设备自带的通信接口，将固件刷入设备，完成更新，对于分布式IO设备，这种升级方式虽然无需将PCB拆除，但是需要对每个设备模块都进行独立升级，然而分布式IO设备模块数量大，此种升级方式效率低、升级慢，对于安装位置比较特殊的IO，升级难度大。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种分布式IO的固件批量升级系统、方法及装置。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种分布式IO的固件批量升级方法，上位机读取升级包进行解析，解析通过后下发升级指令，下位机接收到升级指令后，由应用程序跳转至启动加载程序，并擦除应用程序，擦除成功后开始接收上位机下发的升级包，并校验，直至所有升级包接收完成后，开始对整个应用程序再进行校验，校验成功则返回升级成功，否则返回升级失败；升级成功后，通信将重新组网，对设备进行重新地址分配，然后开始对下一个设备进行升级。
进一步地，升级方法具体包括如下步骤：
步骤S1：上位机读取并解析所有升级的固件，若固件匹配，则开始升级；
步骤S2：启动加载程序获取到上位机升级指令后擦除设备应用程序，并返回允许升级状态；
步骤S3：上位机分解升级数据包，依次下发到启动加载模块程序，启动加载模块程序接收到上位机下发数据后校验数据是否正确，数据正确则写入应用程序存储器；
步骤S4：上位机检测数据包是否下发完毕，下发完毕后，启动加载程序对整个应用程序进行数据校验，校验通过则返回升级成功；
步骤S5：上位机接收到设备升级成功信息后，检测是否所有设备均升级成功，若还有设备未升级，则对所有设备进行重新组网，分配地址，准备进行下一设备升级；
步骤S6：重复S2～S5步骤，直到所有设备升级成功；
步骤S7：所有设备升级成功后，将设备设置为正常运行状态，结束升级。
进一步地，该系统包含有：
启动加载模块，所述启动加载模块包含但不限于启动引导、应用程序校验、固件升级功能；
上位机通信模块，所述上位机通信模块用于程序固件解析，以及与下位机的数据交换；
批量升级通信模块，所述批量升级通信模块用于各个分布式IO设备之间建立组网通信。
进一步地，启动加载模块检测到当前标志为固件升级标志时，则程序进入固件升级状态，等待上位机下发固件升级指令；
若当前标志为正常启动状态时，则程序进入正常引导状态，先校验应用程序的完整性；若校验成功，则程序跳转到应用程序，若校验事变，则程序设置为固件升级状态。
进一步地，固件升级功能包含设备闪存擦除、数据校验、及固件烧写入设备闪存。
进一步地，进入固件升级状态后，上位机下发固件升级指令，先擦除设备闪存中存储的应用程序，再下发程序升级数据包，若数据正确则将数据包写入设备闪存，否则丢弃数据，如此往复，直到上位机完成所有数据包的传输。
进一步地，上位机通信模块的工作流程为：读取程序文件并进行解析，检测文件是否与下位机匹配，只有完全匹配才可升级，匹配成功后，上位机与下位机开始握手升级。
一种终端装置，应用有分布式IO的固件批量升级系统。
本发明可实现对所有设备进行批量升级，无需拆卸IO设备PCB，无需专用设备，只需通过IO本身数据总线即可对说过设备完成批量升级，无需对每个设备单独升级，大大提升固件升级效率。
附图说明
图1为本发明分布式IO的固件批量升级方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
针对现有的分布式IO固件升级方法的弊端，本发明所要解决的问题点在于设计一种分布式IO的固件批量升级系统及方法，其可不借助专用设备，无需拆卸PCB，即可实现对所有设备的批量升级。其基本思路为，先设计包含上位机通信模块、启动加载模块以及批量升级通信模块的分布式IO的固件批量升级系统。
具体实施方案如下：设计的启动加载模块，其包含但不限于启动引导、应用程序校验、固件升级的功能。设备上电时，程序进入启动加载模块，程序首先检测存储与设备闪存特定地址中的固件升级标志，若当前标志为固件升级标志，则程序进入固件升级状态，等待上位机下发固件升级指令。若当前标志位正常启动状态，则程序进入正常引导状态，在正常引导状态中，程序首先校验应用程序的完整性，即对整个应用程序空间进行CRC校验，若校验成功，则表示应用程序正确，则将程序跳转到应用程序，若校验失败，则将程序设置为固件升级状态，等待上位机下发固件升级指令。
固件升级功能包含设备闪存擦除、数据校验及固件烧写入设备闪存。当上位机下发固件升级指令后，程序首先将擦除设备闪存中存储的应用程序，擦除完成后告知上位机，上位机接收到完成信号后开始下发程序升级数据包，设备接收到数据包后首先将校验数据的正确性，数据正确则将数据包写入设备闪存，否则丢弃数据，如此往复，直到上位机完成所有数据包的传输。所有数据包完成传输后，启动程序将再次校验整个应用程序的完整性，校验成功将返回升级成功信息。
批量升级通信模块，主要用于各个分布式IO设备之间建立组网通信，实现各个设备地址自动分配，再通过通信调度完成各个模块的依次升级。
上位机通信模块，用于程序固件解析，以及与下位机的数据交换，其主要工作流程为：读取程序文件，为了保证程序文件的保密性，所有程序固件均做了加密处理，所以当上位机读取程序文件时，首先需要对程序文件进行解密处理，解密完成后上位机对程序文件进行解析，检测文件是否与下位机匹配，只有完全匹配才可升级，匹配成功后，上位机与下位机开始握手升级。
基于上述分布式IO的固件批量升级系统的设置，本发明所公开的分布式IO的固件批量升级方法的流程如图1所示：
上位机读取升级包进行解析，解析通过后下发升级指令，下位机接收到升级指令后，由应用程序跳转至启动加载程序，启动加载程序开始擦除应用程序，擦除成功后开始接收上位机下发的升级包，并校验，直至所有升级包接收完成后，开始对整个应用程序再进行校验，校验成功则返回升级成功，否则返回升级失败。升级成功后，通信将重新组网，对设备进行重新地址分配，然后开始对下一个设备进行升级。
本发明所提供的分布式IO的固件批量升级方法具体包括以下步骤：
步骤S1：上位机读取并解析所有升级的固件，若固件匹配，则开始升级；
步骤S2：启动加载程序获取到上位机升级指令后擦除设备应用程序，并返回允许升级状态；
步骤S3：上位机分解升级数据包，依次下发到启动加载模块程序，启动加载模块程序接收到上位机下发数据后校验数据是否正确，数据正确则写入应用程序存储器；
步骤S4：上位机检测数据包是否下发完毕，下发完毕后，启动加载程序对整个应用程序进行数据校验，校验通过则返回升级成功；
步骤S5：上位机接收到设备升级成功信息后，检测是否所有设备均升级成功，若还有设备未升级，则对所有设备进行重新组网，分配地址，准备进行下一设备升级；
步骤S6：重复S2～S5步骤，直到所有设备升级成功；
步骤S7：所有设备升级成功后，将设备设置为正常运行状态，结束升级。
本发明还公开了一种终端设备，用于分布式IO的固件批量升级系统的运行。
与现有技术相比，本发明在应用时，可在应用现场对分布式IO设备进行批量升级，无需人工拆机工作，只需通过IO本身数据总线即可对所有设备完成批量升级，无需对每个设备单独升级，极大提高了分布式IO设备的升级效率。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种分布式IO的固件批量升级方法，其特征在于：升级方法为：上位机读取升级包进行解析，解析通过后下发升级指令，下位机接收到升级指令后，由应用程序跳转至启动加载程序，并擦除应用程序，擦除成功后开始接收上位机下发的升级包，并校验，直至所有升级包接收完成后，开始对整个应用程序再进行校验，校验成功则返回升级成功，否则返回升级失败；升级成功后，通信将重新组网，对设备进行重新地址分配，然后开始对下一个设备进行升级。
2.根据权利要求1所述的分布式IO的固件批量升级方法，其特征在于：升级方法具体包括如下步骤：
步骤S1：上位机读取并解析所有升级的固件，若固件匹配，则开始升级；
步骤S2：启动加载程序获取到上位机升级指令后擦除设备应用程序，并返回允许升级状态；
步骤S3：上位机分解升级数据包，依次下发到启动加载模块程序，启动加载模块程序接收到上位机下发数据后校验数据是否正确，数据正确则写入应用程序存储器；
步骤S4：上位机检测数据包是否下发完毕，下发完毕后，启动加载程序对整个应用程序进行数据校验，校验通过则返回升级成功；
步骤S5：上位机接收到设备升级成功信息后，检测是否所有设备均升级成功，若还有设备未升级，则对所有设备进行重新组网，分配地址，准备进行下一设备升级；
步骤S6：重复S2～S5步骤，直到所有设备升级成功；
步骤S7：所有设备升级成功后，将设备设置为正常运行状态，结束升级。
3.一种基于权利要求1-2任一项所述的分布式IO的固件批量升级方法的固件批量升级系统，其特征在于：该系统包含有：
启动加载模块，所述启动加载模块包含但不限于启动引导、应用程序校验、固件升级功能；
上位机通信模块，所述上位机通信模块用于程序固件解析，以及与下位机的数据交换；
批量升级通信模块，所述批量升级通信模块用于各个分布式IO设备之间建立组网通信。
4.根据权利要求3所述的分布式IO的固件批量升级系统，其特征在于：所述启动加载模块检测到当前标志为固件升级标志时，则程序进入固件升级状态，等待上位机下发固件升级指令；
若当前标志为正常启动状态时，则程序进入正常引导状态，先校验应用程序的完整性；若校验成功，则程序跳转到应用程序，若校验事变，则程序设置为固件升级状态。
5.根据权利要求4所述的分布式IO的固件批量升级系统，其特征在于：固件升级功能包含设备闪存擦除、数据校验、及固件烧写入设备闪存。
6.根据权利要求5所述的分布式IO的固件批量升级系统，其特征在于：进入固件升级状态后，上位机下发固件升级指令，先擦除设备闪存中存储的应用程序，再下发程序升级数据包，若数据正确则将数据包写入设备闪存，否则丢弃数据，如此往复，直到上位机完成所有数据包的传输。
7.根据权利要求3所述的分布式IO的固件批量升级系统，其特征在于：所述上位机通信模块的工作流程为：读取程序文件并进行解析，检测文件是否与下位机匹配，只有完全匹配才可升级，匹配成功后，上位机与下位机开始握手升级。
8.一种终端装置，其特征在于：应用有权利要求3-7任一项所述的分布式IO的固件批量升级系统。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117193833A (zh) * | 2023-11-06 | 2023-12-08 | 成都科江科技有限公司 | 一种工控应用固件在线升级的方法 |
| CN117573147A (zh) * | 2023-10-27 | 2024-02-20 | 福氏新能源技术(上海)有限公司 | 一种基于背板总线控制的mcu烧录控制方法 |
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2023
- 2023-03-17 CN CN202310261868.6A patent/CN116088911A/zh active Pending
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| CN117193833B (zh) * | 2023-11-06 | 2024-01-23 | 成都科江科技有限公司 | 一种工控应用固件在线升级的方法 |
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