CN1924821A - 固件更新系统与方法 - Google Patents

Abstract

披露了一种固件更新系统及其更新方法。此固件更新系统包括一储存装置与一电子装置。储存装置具有一更新程序代码与一备份区，且此备份区供储存一备份程序代码。电子装置连接至储存装置，且电子装置包括一处理器、一第一存储器、及一第二存储器。第一存储器储存一原始程序代码及一回复标记。第二存储器用于暂存原始程序代码以供处理器执行。当更新原始程序代码进行时，通过第二存储器将原始程序代码复制至备份区，作为备份程序代码，且将回复标记设定为开启，并以更新程序代码来取代第一存储器中的原始程序代码。

Description

固件更新系统与方法

技术领域

本发明涉及一种固件更新系统及方法，特别是涉及一种在更新发生错误时，具有回复功能的固件更新系统及方法。

背景技术

一般的电子装置通常都会提供固件更新的功能来改善装置的稳定性或增进装置的功能，有时也用来修正装置的某些错误(bug)。然而在某些情况下，若在更新固件时发生非预期的错误情形，如电源中断等，会导致系统无法启动，而造成使用者相当大的困扰。

有些现有的技术被提供来减低非预期错误发生的可能性，例如台湾专利公告I220962号，披露了一种检查固件程序内容以确保固件更新兼容性的固件更新方法及相关装置。其利用主机或控制电路，在更新固件之前，检查欲更新的程序代码是否符合预定的条件，来判断更新程序代码的兼容性，以避免使用了错误的程序代码而导致非预期的错误。然而，即使确认更新程序代码的兼容性无虞，在更新的过程中仍然可能会有其它非预期错误的可能，尤其是硬件的相关问题，例如断电或电源不稳定而导致更新程序非预期的中断，而这仍然未能被解决。

美国专利5,878,256中揭示了一种固件更新的方法与装置，其使用多个非易失性存储器来储存多个相同或不同版本的固件。当更新其中一个存储器的固件时，更将其它的存储器设定成写保护入状态。藉此确保固件的完整性，而非预期错误发生时，以便使系统仍能正常进行作业。然而在这样的系统中，需要使用到两个以上的非易失性存储器供储存固件，相对的增加制造上的成本与复杂度。此外，多个存储器的操作与写保护控制也增加设计的复杂度，需要大幅地改变现有的电路设计。

因此，若能提供一种容易实施、低成本、高稳定性的固件更新方法与装置，在更新过程发生非预期错误时，仍能使系统回复为原本的状态而正常的操作，将有所助益。

发明内容

本发明一方面是提供一种固件更新系统与方法，于固件更新发生错误时，确保可以回复为原始的固件程序代码，不会因为更新失败而导致无法正常开机。

本发明披露一种固件更新系统。此固件更新系统包括一储存装置与一电子装置。储存装置具有一更新程序代码与一备份区，且此备份区供储存一备份程序代码。电子装置连接至储存装置，且电子装置包括一处理器、一第一存储器、及一第二存储器。第一存储器储存一原始程序代码及一回复标记。第二存储器用于暂存原始程序代码以供处理器执行。当更新原始程序代码进行时，通过第二存储器将原始程序代码复制至备份区，作为备份程序代码，且将回复标记设定为开启，并以更新程序代码来取代第一存储器中的原始程序代码。

本发明披露一种固件更新方法，用于一电子装置与一储存装置。此电子装置包括第一存储器与第二存储器。第一存储器储存有一原始程序代码，而储存装置储存有一更新程序代码。此方法包括下列步骤：(a)设定一暂存区于第二存储器中；(b)设定一备份区于储存装置，供储存一备份程序代码；(c)设定一回复标记为开启于第一存储器中；(d)通过暂存区，将原始程序代码复制至备份区，以作为一备份程序代码；(e)通过暂存区，以更新程序代码取代第一存储器中的原始程序代码。

附图说明

图1示出了一依照本发明实施例的固件更新系统；

图2进一步说明图1所示的固件更新系统；

图3示出了一依照本发明实施例的固件更新方法；

图4进一步说明发生更新错误时，而进行回复功能的固件更新系统；以及

图5进一步说明发生更新错误时，而进行回复功能的固件更新方法。

附图符号说明

10固件更新系统            100电子装置

110处理器            112总线

114输入/输出接口     120第一存储器

122加载程序          124原始程序

126回复标记          140第二存储器

142暂存加载程序      144暂存原始程序

146第一暂存区        148第二暂存区

150暂存区            200储存装置

220更新程序          240备份区

242备份程序          300链接

具体实施方式

图1为一种依照本发明实施例的固件更新系统10。固件更新系统10包括电子装置100及储存装置200。电子装置100通过一链接300连接至储存装置200。电子装置100具有处理器110、总线112、输入/输出接口114、第一存储器120、及第二存储器140。处理器110通过总线112而存取分别连接至总线112的输入/输出接口114、第一存储器120与第二存储器140。处理器110可使用各种已知的中央处理单元，包括CISC微处理器、RISC微处理器、嵌入式微处理器、单芯片等其它各种类似的处理器。第一存储器120为非易失性存储器，例如快闪存储器、EPROM、EEPROM、磁性非易失性存储器、及其它类似存储器。第二存储器140则可为高存取速度的存储器，例如SDRAM、SRAM、高速缓存等其它类及的存储器，用于暂存程序代码以供处理器110执行各种功能。输入/输出接口114与链接300则配合储存装置200而可以有各种不同的实施型式。例如在本实施例中，储存装置200为一存储卡，如SD卡、CF卡、MS卡等其它具有类似功能的储存器时，则输入/输出接口114为一卡片阅读机，通过插槽来存取存储卡。在另外一实施例中，储存装置200可以是位于远程的储存服务器，则输入/输出接口114为一通讯接口，而链接300则包括各种有线的链接，如缆线、光纤、电话线、网络线等，以及各种无线的链接，如IEEE 802.11系列的无线链接、WiFi链接、蓝牙链接、GPRS、3G等其它类似的链接。在另一实施例中，储存装置200为一外接式储存装置，例如随身盘、外接硬盘等，则输入/输出接口114为一通用串行端口接口(USB)，且链接300为一USB连接线。

在此需注意的是，为使本发明的特点能更清楚地被了解，图1中所示为固件更新系统10的例示图，而并非意欲限制本发明的硬件架构于特定的形式。举例来说，电子装置100还可包括许多其它的组件，例如显示装置、音效装置、输入装置、电源供应装置、或其它依各种不同应用所需的组件与设备等等。或者，虽然图1中实施例所示的储存装置200是以外接的方式来实施，例在其它实施例中，储存装置200亦可实施为内建于系统中的储存装置，例如光驱、软盘机等。

图2进一步说明固件更新系统10的细节。需注意的是，因说明方便起见，图2中省略了图1中的部份组件，但本领域的技术人员应当了解此并不影响或限制本发明。储存装置200具有更新程序代码220，与备份区240供储存备份程序代码242。第一存储器120储存有加载程序122、原始程序代码124及回复标记126。首先说明开机时程序的加载流程(此为已知技术)。当电源开启时，处理器110先将加载程序122加载至第二存储器140中成为暂存的加载程序142，以执行基本的硬件驱动与初始化。接着处理器110利用加载程序142所提供的更新功能，将原始程序124加载至第二存储器140中成为暂存的原始程序144，以执行开机时所需的各项功能，藉此便完成开机的程序。在此需注意的是，图2中将第二存储器140中所储存的暂存加载程序142分隔于第二存储器140中的其它区域，仅是用于强调载入时的两阶段，在实际实施时，暂存加载程序142与暂存原始程序144可位于同一实体的存储器140中，亦可在同一个逻辑存储器的结构下，分散于不同的物理存储器中。

参照图3的流程，当更新程序代码124的程序进行时，处理器110通过第二存储器140将原始程序代码124复制至备份区240，以作为备份程序代码242，并且将回复标记126设定为开启。接着以更新程序代码220来取代第一存储器120中的原始程序代码124。参照图2中所述的实施例及图3中所述的流程，在更新程序进行时，原始程序代码124被区分为多个相同大小的n个原始码区块，而更新程序代码220亦被区分为相对应的n个更新码区块。首先原始程序代码124的原始码区块其中之一被复制第二存储器140中的第一暂存区146，而更新程序代码220中相对应的一更新码区块亦被复制到第二存储器140的第二暂存区148中。上述原始码区块与更新码区块的复制请参照图中箭头A所示。接着第一暂存区146中的原始码区块被储存至储存装置200中的备份区240中，如图中箭头B所示。原始码区块被备份完成后，第二暂存区148中相对应的更新码区块则会被复制到第一存储器120中并取代相对应的原始码区块，如图中箭头C所示。在此需注意的是，依据不同实施例的情况，原始程序124可被分成不同数量的区块，而依照每个区块的大小，在第二存储器140中保留对应大小的第一暂存区146与第二暂存区148。本领域的技术人员应当了解，将原始程序124区隔成多个区块仅是节省第二存储器140的使用空间，因此所分的区块数可视情况而定，甚至不将原始程序124区隔为多个区块亦不影响本发明的实施。此外，第一暂存区146与第二暂存区148可以配置于连续的存储器空间或是分隔的存储器空间，甚至可以是在同一个逻辑存储器的结构下，分散于不的物理存储器中。上述的程序代码区块会逐一的被更新，直到全部完成为止。

图3所示为依照本发明实施例的固件更新方法的流程图。此方法开始于步骤302。在步骤302中，处理器110检查原始程序122的文件大小，以及储存空间200中备份区240所剩的可用空间。若原始程序122的文件大于备份区240的可用空间时，则放弃进行更新程序，或是提示使用者是否仍要继续进行更新程序。在此需注意的是，在本实施例中虽然进行剩余空间的检查步骤，但此步骤并非必需的。在备份区240空间不足的情况下，本发明仍能提供部份的回复能(在备份区240所可利用的空间限度内)，因此更新程序仍然可以进行。

当更新程序确认可开始后，在步骤304中将原始程序122与更新程序220区分为固定大小的码区块。此处所谓的区分，并非必需将程序代码进行实体的分隔或切割，仅在逻辑上区分即已足够。在步骤306中，将原始程序122的一区块复制到第二存储器140的第一暂存区146中。在步骤308中，将更新程序220相对应的一区块复制到第二存储器140的第二暂存区148中。接着在步骤310中，将第一暂存区146中的原始程序区块备份至储存装置200的备份区240中。在步骤312中回复标记126设定为开启。在步骤314中，将第二暂存区148中的更新程序区块复制至第一存储器120中并取代相对应的原始码区块。在步骤316中，确认是否有其它区块需要更新，若有，则流程回到步骤306。若无，则流程结束于步骤318，并且将回复标记126设定为关闭。

在此必需注意的是，本方法的步骤并不限于图3中所示的特定顺序。举例来说，可先复制更新程序区块至暂存区，再复制原始区块至暂存区。或者，设定回复标记126的步骤312亦落在程序一开始之时设定，或是依不同实施例而在流程中的其它时候进行。在本实施例中，仅使用单一的回复标记126来指示出整个原始程序124是否需要更新，然而，亦可依需要使用多个回复标记126，以分别指示原始程序124的个别区块。此外，在另一实施例中，还可在备份区240记录更新步骤所其它的额外信息，将在下面再详细说明。

图4进一步说明发生更新错误时，如何进行回复的固件更新系统10。在此例子中，原始程序代码124与更新程序代码220各具有n个码区块，而系统10依次以更新程序代码220的一个区块来取代原始程序代码124中相对应的区块，并且将已更新的区块数量，以及备份程序代码242所在的地址信息，记录至备份区240中的额外信息244中。假设图4的系统10在更新至第m个码区块时发生非预期的错误(例如断电)而导致更新程序中断而失败。因此，额外信息244所记录的备份计数值为m。

当更新失败的系统10重新启动后，加载程序122首先被加载至第二存储器140中。在本实施例中，加载程序122包括加载模块132与回复模块134。处理器110首先依回复模块134中的程序代码而检查回复标记126的状态(如图示中箭头D)。若在没有更新原始程序代码，或是前次更新正常的情况下，回复标记126的状态为关闭，这表示原始程序代码124是可正常作用的，于是处理器110则依照加载模块132的功能将原始程序124加载至第二存储器140，以进行正常的开机操作。而在图4的例子中，系统10在前次进行更新固件时发生非预期的错，因此回复标记126是被设定为开启的。在处理器110依回复模块134的功能检查出回复标记126为开启后，处理器110进一步以回复模块134的功能建立链接300，使电子装置100与储存装置200藉由链接300进行联机。接着处理器110读取储存装置200中的额外信息244。额外信息244的备份计数值记录前次更新进行至第m个区块，并由地址信息来记录备份程序代码所存放的地址。藉由额外信息244，处理器110可将备份程序代码242的第1个区块复制至第二存储器140的暂存区150(如图示箭头E)。接着由暂存区150中复制至第一存储器120中，以取代原始程序代码124的相对应区块(如图示箭头F)。处理器110继续依次回复其它的区块，直到第m个区块被回复至第一存储器120时，回复程序执行完成，此时处理器110将回复标记126设定为关闭，并删除备份区240中的数据。接着系统10便依照正常的开机流程，由处理器110依照加载模块132的功能将已回复的原始程序代码124加载至第二存储器140，以供执行。

上述为依照本发明中一种实施例的固件更新系统10，在发生更新错误时所进行的回复程序。然而本发明仍包含许多的修改与变化。举例来说，在更新程序进行之前，可以将原始程序代码124即完整地备份至备份区240中，而不记录额外信息。当更新过程中发生非预期错误时，系统10则将备份区240中的整个备份程序代码242回复至第一存储器120中，以取代整个原始程序代码124。或者在另一实施例中，依照原始程序124的特性，而将原始程序124区分成不同大小的区块(更新程序220亦做相对应的区分)。而额外信息242还进一步地记录各个区块的大小与地址，藉此可以对储存装置200的储存空间做更有弹性的运用，而不需要使用储存装置200中固定而连续的空间。在又一实施例中，回复标记126与额外信息244所存放的地方，可以依照不同的情况和需求而变更。例如，回复标记126亦可储存为加载程序122的一部份，或是原始程序124的一部份。额外信息244亦可全部或部份地储存于第一存储器120中，或者于第一存储器120和储存装置200中各储存一份额外信息244，以互为备援。在另一实施例中，于备份程序代码242的回复过程中，由储存装置200复制备份程序代码242至第一存储器120中，直接取代第一存储器120中的原始程序代码124，而不经由第二存储器140的暂存区150。也就是说，本发明并不局限于上述的各种实施例，而在不同的硬件结构或是使用情况下，仍可以有许多种不同的变化或修改。

图5进一步说明发生更新错误时，而进行回复的固件更新方法的流程图。配合参照图4，方法开始于步骤502。首先于步骤504中，处理器110读取加载程序122至第二存储器140。在步骤506中，处理器110藉由加载程序122的回复模块134，而读取回复标记126。在步骤508中，处理器110判断回复标记的状态，以判断是否需要回复原始程序代码124。若回复标记126的状态为关闭，则步骤进行至520，处理器110藉由加载程序122的加载模块132，而执行正常的开机程序。或回复标记126的状态为开启，则处理器110藉由回复模块134而使电子装置100与储存装置200进行联机(步骤510)。在步骤512中，处理器110将读取到的区块复制至第一存储器120中，以取代原始程序124中的相对应区块。在步骤516中，处理器110藉由额外信息244而判断是否还有其它区块需要回复。若有，则流程返回至步骤512。若无，则流程进行至步骤518中，将回复标记126设定为关闭，并选择性地清除备份区240中的数据，以完成回复程序。最后，流程进行至步骤520，以执行正常的开机程序。

上述实施例用以描述本发明，但本发明技术仍可有许多的修改与变化。因此，本发明并不限于以上特定实施例的描述，本发明的权利要求欲包含所有此类修改与变化，以能真正符合本发明的精神与范围。

Claims (17)

1.一种固件更新系统，包含：

一储存装置，具有一更新程序代码与一备份区供储存一备份程序代码；以及

一电子装置，连接至该储存装置，该电子装置包含：

一处理器；

一第一存储器，储存一原始程序代码及一回复标记；以及

一第二存储器，暂存该原始程序代码以供该处理器执行；

其中，当更新该原始程序代码进行时，通过该第二存储器将该原始程序代码复制至该备份区，作为该备份程序代码，且将该回复标记设定为开启，并以该更新程序代码来取代该第一存储器中的原始程序代码。

2.如权利要求1所述的系统，其中该第二存储器还包含一第一暂存区与一第二暂存区，该原始程序代码通过该第一暂存区而备份至该备份区，该更新程序代码通过该第二暂存区而取代该第一存储器中的原始程序代码。

3.如权利要求2所述的系统，其中该原始程序代码包含多个原始区块，该更新程序代码包含相对应的多个更新区块，当该多个原始区块其中之一通过该第一暂存区而备份至该备份区时，该相对应的多个更新区块其中之一通过该第二暂存区而取代所对应的多个原始区块其中之一。

4.如权利要求3所述的系统，其中该备份区还储存一备份计数值与一地址信息，该备份计数值指示出该备份区中的一已备份区块数，且该地址信息指示出该储存装置中该备份程序代码的地址。

5.如权利要求1所述的系统，其中该第一存储器还包含一加载程序，该加载程序包含一加载模块与一回复模块供该处理器执行，其中当该回复模块检查到该回复标记为开启时，该回复模块读取该储存装置，将该备份程序代码回复至该第一存储器。

6.如权利要求5所述的系统，其中当该储存装置的备份区中所备份的程序代码回复至该第一存储器成功时，将该回复标记设定为关闭，并删除该备份程序代码。

7.如权利要求1所述的系统，其中当该储存装置的更新程序代码取代该第一存储器的原始程序代码成功时，将该回复标记设定为关闭，并删除该备份程序代码。

8.如权利要求3所述的系统，其中该第一存储器还储存一更新计数值与一地址信息，该更新计数值指示出该第一存储器中的一已更新区块数，且该地址信息指示出该储存装置中的该备份程序代码的地址。

9.一种固件更新方法，用于一电子装置与一储存装置，该电子装置包含一第一存储器与一第二存储器，该第一存储器储存有一原始程序代码，该储存装置储存有一更新程序代码，该方法包含：

(a)设定一暂存区于该第二存储器中；

(b)设定一备份区于该储存装置，供储存一备份程序代码；

(c)设定一回复标记为开启于该第一存储器中；

(d)通过该暂存区，将该原始程序代码复制至该备份区，以作为一备份程序代码；

(e)通过该暂存区，以该更新程序代码取代该第一存储器中的原始程序代码。

10.如权利要求9所述的方法，其中该暂存区包含一第一暂存区与一第二暂存区，该原始程序代码通过该第一暂存区而备份至该备份区，该更新程序代码通过该第二暂存区而取代该第一存储器的原始程序代码。

11.如权利要求9所述的方法，其中该原始程序代码包含多个原始区块，该更新程序代码包含相对应的多个更新区块，该方法的步骤(d)至(e)还包含：

(f)通过该暂存区，复制该多个原始区块其中之一至该备份区；

(g)通过该暂存区，复制该多个更新区块相对应的其中之一，以取代所对应的多个原始区块其中之一。

(h)设定一备份计数值与一更新计数值，分别指示出该备份区的一已备份区块数以及该第一存储器的一已更新区块数；

(i)设定一地址信息，以指示出该储存装置中该备份程序代码的地址；

(j)重复步骤(f)至(i)，至所有该多个更新区块取代该多个原始区块。

12.如权利要求9所述的方法，其中该第一存储器还包含一加载程序，该加载程序包含一加载模块与一回复模块，该方法还包含：

(k)当该回复模块检查到该回复标记为开启时，该回复模块读取该储存装置，将该备份程序代码回复至该第一存储器；

(l)该加载模块将该原始程序代码加载至该第二存储器。

13.如权利要求12所述的方法，还包含：

(m)当该储存装置的备份区中所备份的程序代码回复至该第一存储器成功时，将该回复标记设定为关闭，并删除该备份程序代码。

14.如权利要求12所述的方法，还包含：

(n)当该储存装置的更新程序代码取代该第一存储器的原始程序代码成功时，将该回复标记设定为关闭，并删除该备份程序代码。

15.如权利要求11所述的方法，其中该备份计数值与该地址信息储存于该储存装置。

16.如权利要求11所述的方法，其中该更新计数值与该地址信息储存于该第一存储器。

17.如权利要求9所述的方法，其中当该储存装置所剩余的空间不足以设定该备份区时，停止更新的操作。

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