DE102007061414A1

DE102007061414A1 - Elektronisches Gerät, Firmware-Download-System und Verfahren zum Aktualisieren von Firmware

Info

Publication number: DE102007061414A1
Application number: DE102007061414A
Authority: DE
Inventors: Nam-Phil Jo
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2008-07-03
Also published as: KR20080053787A; KR100847560B1; CN101246441A; US20080140869A1

Abstract

Ein elektronisches Gerät (200), das unter Verwendung von Firmware (202) arbeitet, umfasst einen nichtflüchtigen Speicher (260); eine Schnittstellenschaltung (210), die dazu ausgebildet ist, eine Firmware-Datensignalübertragung von außerhalb des elektronischen Geräts (200) zu empfangen, wobei das Firmware-Datensignal Fehlerkorrekturcodes enthält; und eine Fehlerkorrekturschaltung (250), welche mit der Schnittstellenschaltung (210) und mit dem nichtflüchtigen Speicher (260) gekoppelt ist, welche dazu ausgebildet ist, Fehler zu reparieren, die während der Übertragung des Firmware-Datensignals in dem Firmware-Datensignal entstehen, um bei dem elektronischen Gerät (200) ein korrigiertes Firmware-Datensignal bereitzustellen und das korrigierte Firmware-Datensignal in dem nichtflüchtigen Speicher (260) zu speichern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, ein Firmware-Download-System und ein Verfahren zum Aktualisieren von Firmware.
Firmware ist ein Mikro-Programm, das in einem Speicher, wie einem Nurlesespeicher (read-only memory – ROM), gespeichert ist und das Hardware steuert. Obwohl sie mit Software vergleichbar ist, da es sich bei Firmware auch um eine Art von Programm handelt, ist anzumerken, dass die Firmware alle Eigenschaften von Software und von Hardware aufweist und sich von allgemeiner Anwendungssoftware unterscheidet, da sie eng auf Hardware bezogen ist.
Bei der Herstellung von Hardware für eine spezielle Funktion kann eine vollständige Hardwarestruktur für alle Schaltungen eine erhöhte Komplexität der Architektur bewirken und kann sogar nach Teilen verlangen, die in Logikmustern oder -schemata nur schwer darzustellen sind.
In diesem Fall ist es durch Ausbildung einer Speichereinheit, welche Software enthält, als den Kern in Hardwaresteuerschaltungen bei gleichzeitigem Ersetzen beträchtlicher Teile durch die Software möglich, die oben angesprochenen Probleme zu beheben, während niedrige Kosten erhalten bleiben. Hardwareartige Software, welche auf diese Weise erzeugt wird, wird als Firmware bezeichnet.
Für gewöhnlich werden elektronische Geräte, wie MP3-, Speicherstick-, Multi-Media-Karten(MMC)-, DVD(Digital Versatile Disc)-Abspielgeräte, Mobiltelefone usw. hergestellt, indem grundlegende Firmware durch Hersteller installiert wird. Ein Aktualisieren von Firmware kann verwendet werden, um einem elektronischen Gerät neue Funktionen hinzuzufügen, einen Firmwarefehler zu beseitigen oder um existierende Funktionen zu verändern oder zu verbessern.
Wie hinreichend bekannt ist, muss zum Aktualisieren von Firmware ein elektronisches Gerät mit einem Host, wie einem Computersystem, in einem drahtgebundenen oder drahtlosen Modus verbunden und neue Firmware heruntergeladen werden. Wenn jedoch ein Netz, welches den Host mit dem elektronischen Gerät verbindet, instabil ist oder wenn auf andere Weise aufgrund von Fehlfunktionen des Host-Systems Fehler in die Firmware eingebracht werden, kann es dazu kommen, dass fehlerhafte Firmware in das elektronische Gerät heruntergeladen wird, was das elektronische Gerät beschädigen oder dessen Betrieb in anderer Weise beeinträchtigen kann.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein elektronisches Gerät, ein Firmware-Download-System und ein Verfahren zum Aktualisieren von Firmware anzugeben, welche das Risiko einer Beschädigung oder von negativen Beeinträchtigungen beim Betrieb eines elektronischen Geräts reduzieren können, wenn Firmware aktualisiert wird.
Die Erfindung löst das Problem mittels eines elektronischen Geräts mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 10, mittels eines Firmware-Download-Systems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und mittels eines Verfahrens zum Aktualisieren von Firmware mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, deren Wortlaut hiermit durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die nachfolgend detailliert beschrieben werden, sowie zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung beschriebene Ausgestaltungen des Standes der Technik sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt/zeigen:
1 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Firmware-Download-Systems in einigen Ausgestaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein herkömmliches Format eines Firmware-Datenpakets einschließlich CRC-Bits;
3 ein Format eines Firmware-Datenpakets einschließlich CRC-Bits und Fehlerkorrekturcodebits, dass gemäß einiger Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung von dem Host übertragen wird; und
4 ein Blockschaltbild zur Darstellung einer internen Schaltungsstruktur eines elektronischen Geräts gemäß einiger Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung.
1 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Firmware-Download-Systems gemäß einiger Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 1 umfasst das Firmware-Download-System einen Host 100 und ein elektronisches Gerät 200. Das elektronische Gerät 200 lädt Firmware 202 von dem Host 100 über ein Kommunikationsnetz herunter, um die Firmware 202 zu aktualisieren. In einigen Ausgestaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung kann es sich bei dem elektronischen Gerät 200 um einen Personal Computer, einen Personal Data Assistant (PDA), eine Digitalkamera, einen MP3-Player, einen DVD-Player oder dergleichen handeln. Das elektronische Gerät 200 kann weiterhin eine Speicherkartenschnittstelle aufweisen, um die Verwendung einer externen Speicherkarte mit dem elektronischen Gerät 200 zu ermöglichen. Die in dem elektronischen Gerät 200 verfügbare Speicherkarte ist ein Speichermedium, welches Sprach- oder Filmdaten speichern kann, die beispielsweise auf einer tragbaren digitalen Vorrichtung, wie einem Mobiltelefon oder einem PDA, abgespielt werden sollen. Die Speicherkarte kann eine Smart-Media-Karte, eine Compact-Flash-Karte, ein Speicherstick, eine Secure-Digital(SD)-Karte oder dergleichen sein. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf andere Geräte oder Vorrichtungen anwendbar sein, die in der Lage sind, Firmware von dem Host herunterzuladen, wobei sie nicht auf die digitalen, elektronischen Produkte und die Speicherkarten beschränkt ist.
Der Host 100 kann mit dem elektronischen Gerät 200 über ein Kommunikationsnetz 110 durch einen Verbinder in einem drahtgebundenen Modus verbunden sein, beispielsweise mit dem Internet oder einem anderen Netz. In einigen Ausgestaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Host 100 drahtlos mit dem elektronischen Gerät 200 verbunden sein.
Der Host 100 überträgt gemäß einiger Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ein Firmware-Datensignal, welches einen Fehlerkorrek turcode (error correction code – ECC) enthält, zu dem elektronischen Gerät 200. Nach Empfang eines Firmware-Datensignals mit einem ECC kann das elektronische Gerät 200 Fehler reparieren, die in dem Firmware-Datensignal enthalten sind oder darin eingefügt wurden, und speichert das korrigierte Firmware-Datensignal in einem nichtflüchtigen Speicher (nicht dargestellt).
2 zeigt ein Format eines Firmware-Datenpakets und 3 zeigt (kontrastierend) ein Format eines Firmware-Datenpakets einschließlich ECC- und CRC-Bits, das gemäß einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung von dem Host 100 übertragen wird. Ein allgemeines Format eines Firmware-Datenpakets umfasst 512 Byte an Daten und 16 Byte an Cyclic-Redundancy-Check(CRC)-Daten. Die CRC-Daten verwenden einen zyklischen Binärcode, der dazu benutzt werden kann, Fehler zu erkennen, die während der Übertragung des Firmware-Datensignals über das Netz 110 eingefügt wurden. Diese Art von CRC-Fehlerüberprüfung erfolgt dergestalt, dass eine Übertragungsseite Daten überträgt, die in Blöcke unterteilt sind, bei denen auf jeden ein zyklisches Zeichen folgt, das aus einer Berechnung mit einem binären Polynom erhalten wird, und dass eine Empfängerseite einen Übertragungsfehler findet, ausgehend davon, ob die empfangenen Daten bei der gleichen Berechnung zu demselben zyklischen Zeichen führen. Obwohl das CRC-Schema, das vorstehend beschrieben wurde, bestimmte Fehler auffinden kann, die während einer Übertragung eingefügt wurden, ist das CRC-Schema nicht in der Lage, die gefundenen Fehler tatsächlich zu korrigieren.
In einigen Ausgestaltungen gemäß der Erfindung überträgt der Host 100 ein Firmware-Datensignal einschließlich eines ECC, der dazu verwendet werden kann, einen Fehler zu reparieren. Das elektronische Gerät 200 kann die CRC-Bits verwenden, um einen Fehler in dem Firmware- Datensignal zu erkennen und um anschließend die ECC-Bits zu decodieren, um den oder die erkannten Fehler zu korrigieren.
4 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung einer internen Schaltungsstruktur des elektronischen Geräts 200 in einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 4 umfasst das elektronische Gerät 200 eine Schnittstelle 210, einen Pufferspeicher 220, einen Nurlesespeicher (read-only memory – ROM) 230, eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 240, eine ECC-Einheit 250, einen nichtflüchtigen Speicher 260 und einen Bus 270.
Die Schnittstelle 210 ist mit dem in 1 gezeigten Host über das Kommunikationsnetz 110 verbunden. Die Schnittstelle 210 kann Fehler in dem Datensignal erkennen, indem sie den CRC-Code verwendet, der in Firmware-Datenpaketen enthalten ist, die von dem Host 100 empfangen werden. Die Schnittstelle 210 speichert eine Reihe von Firmware-Datensignalen, die von dem Host 100 übertragen werden, in dem Pufferspeicher 220. Die Firmware-Datensignale, die durch die Schnittstelle 210 in dem Pufferspeicher 220 gespeichert werden, umfassen 512 Byte, das heißt einen Sektor, einschließlich 505-Byte an Datensignalen und einem 7-Byte-ECC-Code. Obwohl die Ausgestaltung so beschrieben wurde, dass ein Sektor 512 Byte aufweist, kann die Größe eines Sektors jede beliebige Größe annehmen, die sich beispielsweise aus der Speicherarchitektur ergeben kann.
Der Pufferspeicher 220 umfasst eine Mehrzahl von Sektoren (nicht gezeigt). Die Firmware-Datensignale, die von der Schnittstelle 210 eingegeben werden, werden in dem Pufferspeicher 220 in Einheiten von der Größe eines Sektors gespeichert. Die CPU 240 liest die Firmware-Datensignale aus dem Pufferspeicher 220 aus und liefert die gelesenen Firmware-Datensignale zu der ECC-Einheit 250.
Die ECC-Einheit 250 ist gebildet aus einem Syndromerzeuger 251, einem Schlüsselgleichungslöser (key equation solver – KES) 252, dem Chien-Suche-Fehlerauswerter (Chien search error evaluator – CSEE) 253 und einem Fehlerkorrigierer 254. Der Snydromerzeuger 251 berechnet Syndrome der Firmware-Datensignale, beispielsweise unter Verwendung eines Horner-Algorithmus. Die berechneten Syndrome werden zu dem KES 252 geliefert. Der KES 252 erhält Koeffizienten von Fehlerort- und Fehlergrößepolynomen aus den empfangenen Syndromen. Wie hinreichend bekannt, berechnet der KES 252 die Koeffizienten mittels des Berlekamp-Massey-Algorithmus oder des Euklid-Algorithmus. Die berechneten Koeffizienten werden zu dem CSEE 253 geliefert. Der CSEE 253 wertet eine Fehlerposition und einen Fehlerwert auf der Grundlage der Fehlerort- und Fehlergrößepolynome aus. Der Fehlerort und der Fehlerwert werden zu dem Fehlerkorrigierer 254 übertragen und zur Korrektur des codierten Firmware-Datensignals verwendet.
Ein Datensignal, welches von dem Fehlerkorrigierer 254 ausgegeben wird, ist ein fehlerkorrigiertes Firmware-Datensignal einschließlich 505-Byte-Daten, die von dem Host 100 übertragen wurden, und 7-Byte-Nulldaten. Die Nulldaten können beispielsweise auf „FFFFFFF" oder „0000000" gesetzt werden. Das Firmware-Datensignal mit 512 Byte, welches von dem Fehlerkorrigierer 254 ausgegeben wird, wird in dem nichtflüchtigen Speicher 260 gespeichert. In einigen Ausgestaltungen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem nichtflüchtigen Speicher 260 um eine Art von Flash-Speicher. Anschließend kann die CPU 240 die Nicht-Nulldaten identifizieren und verwenden, die in den 512 Byte (das heißt den 505 Byte in dem 1-Sektor) enthalten sind, welche durch das Firmware-Datensignal bereitgestellt werden, das in dem nichtflüchtigen Speicher 260 gespeichert ist.
Der ROM 230 speichert die Firmware, die zum Betrieb des elektronischen Geräts 200 verwendet wird. Die Firmware für verschiedene Anwendungen des elektronischen Geräts 200 ist in dem nichtflüchtigen Speicher 260 gespeichert. Die in dem nichtflüchtigen Speicher 260 gespeicherte Firmware kann in Abhängigkeit von einem Nutzen für eine Bedienperson aktualisiert werden und neue Firmware wird von dem Host 100 heruntergeladen.
In einigen Ausgestaltungen der Erfindung versorgt der Host 100 das elektronische Gerät 200 mit Paketen der Firmware-Datensignale einschließlich ECCs. Das elektronische Gerät 200 detektiert einen Fehler in den Firmwaredatensignalpaketen durch Analysieren der ECCs und kann dann den erkannten Fehler korrigieren, wodurch eine verbesserte Integrität der Firmware ermöglicht wird, welche in das elektronische Gerät 200 heruntergeladen wird.
Bezugnehmend auf 4 werden in einigen Ausgestaltungen der Erfindung von dem Hostsystem übertragene Daten durch die Schnittstellenschaltung 210 empfangen. Die Schnittstellenschaltung 210 kann Fehler in dem Firmware-Datensignal unter Verwendung der darin enthaltenen CRC-Codes detektieren. In einigen Ausgestaltungen gemäß der Erfindung speichert die Schnittstellenschaltung 210 die Daten und die ECC-Codes in dem Pufferspeicher 220, jedoch speichert sie nicht die CRC-Bits in dem Pufferspeicher 220. Die Schnittstellenschaltung 210 kann der CPU 240 signalisieren, dass diese die Firmware-Datensignale lesen soll, die in dem Pufferspeicher 220 gespeichert sind, welche dann zu der ECC-Einheit 250 geliefert werden. Die ECC-Einheit 250 kann die ECC-Codes verwenden, um zu bestimmen, ob der durch die CRC-Codes erkannte Fehler korrigierbar ist. Wenn der Fehler korrigierbar ist, korrigiert die ECC-Einheit 250 die Datenfehler um ein 505-Byte-Datenwort zusammen mit 7 Byte an Nulldaten zu liefern, die als ein 512-Wort in dem nichtflüchtigen Speicher 260 zu speichern sind.

Claims

Elektronisches Gerät (200), das unter Verwendung von Firmware (202) arbeitet, wobei das Gerät aufweist: – einen nichtflüchtigen Speicher (260); – eine Schnittstellenschaltung (210), die dazu ausgebildet ist, eine Firmware-Datensignalübertragung von außerhalb des elektronischen Geräts (200) zu empfangen, wobei das Firmware-Datensignal Fehlerkorrekturcodes enthält; und – eine Fehlerkorrekturschaltung (250), die mit der Schnittstellenschaltung (210) und mit dem nichtflüchtigen Speicher (260) gekoppelt ist und die dazu ausgebildet ist, Fehler zu korrigieren, die während der Übertragung des Firmware-Datensignals im Firmware-Datensignal entstehen, um bei dem elektronischen Gerät (200) ein korrigiertes Firmware-Datensignal bereitzustellen und das korrigierte Firmware-Datensignal in dem nichtflüchtigen Speicher (260) zu speichern.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: eine Pufferschaltung (220), die dazu ausgebildet ist, das Firmware-Datensignal, welches über die Schnittstelle empfangen wird, temporär zu speichern.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend: eine zentrale Prozessoreinheit (240), die dazu ausgebildet ist, einen Betrieb der Fehlerkorrekturschaltung zum Korrigieren von Fehlern zu koordinieren, die in dem Firmware-Datensignal enthalten sind, welches in der Pufferschaltung gespeichert ist, und das korrigierte Firmware-Datensignal in dem nichtflüchtigen Speicher zu speichern.
Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der nichtflüchtige Speicher Flash-Speicher umfasst.
Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paket des empfangenen Firmware-Datensignals Daten, Fehlerkorrekturcodebits und Cyclic-Redundancy-Check-Bits umfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten und die Fehlerkorrekturcodebits in eine sektorgroße Datenmenge passen, die zum Programmieren des nichtflüchtigen Speichers verwendet wird.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das korrigierte Firmware-Datensignal Nulldaten umfasst, die dazu ausgebildet sind, die Fehlerkorrekturcodebits zu ersetzen, die dazu ausgebildet sind, in eine sektorgroße Datenmenge zu passen, die zum Programmieren des nichtflüchtigen Speichers verwendet wird.
Firmware-Downloadsystem, aufweisend: – ein Host-System (100), das dazu ausgebildet ist, ein Firmware-Datensignal zu übertragen, welches einen Fehlerkorrekturcode enthält; und – ein elektronisches Gerät (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das dazu ausgebildet ist, das Firmware-Datensignal von dem Hostsystem zu empfangen.
Firmware-Download-System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät eine nichtflüchtige Speicherkarte aufweist.
Elektronisches Gerät (200), das unter Verwendung von Firmware (202) arbeitet, wobei das Gerät (200) aufweist: eine Fehlerkorrekturschaltung (250), die dazu ausgebildet ist, Fehler zu korrigieren, die während einer Übertragung eines Firmware-Datensignals über ein Netzwerk (110) in dem Firmware-Datensignal entstehen, um ein korrigiertes Firmware-Datensignal zu dem elektronischen Gerät (200) zu liefern und um das korrigierte Firmware-Datensignal in einem nichtflüchtigen Speicher (260) zu speichern, wobei das Firmware-Datensignal sowohl Fehlerkorrekturcodebits als auch Cyclic-Redundancy-Check-Bits enthält.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerkorrekturcodebits und die Cyclic-Redundancy-Check-Bits jeweils in Paketen enthalten sind, gemäß denen das Firmware-Datensignal empfangen wird.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerkorrekturschaltung weiterhin aufweist: – eine Syndromerzeugerschaltung (251); – eine Schlüsselgleichungslösungsschaltung (252), die mit der Syndromerzeugerschaltung gekoppelt ist; – eine Chien-Suche-Fehlerauswerteschaltung (253), die mit der Schlüsselgleichungslösungsschaltung gekoppelt ist; und – einen Fehlerkorrigierer (254), der mit der Chien-Suche-Fehlerauswerteschaltung gekoppelt ist.
Verfahren zum Aktualisieren von Firmware (202), die in einem nichtflüchtigen Speicher (260) eines elektronischen Geräts (200) gespeichert ist, mit den Schritten: – Empfangen eines Firmware-Datensignals mit Fehlerkorrektur-Prüfcodebits; – Bestimmen, dass das Firmware-Datensignal einen korrigierbaren Fehler enthält; – Korrigieren des korrigierbaren Fehlers, der in dem Firmware-Datensignal enthalten ist, um ein korrigiertes Firmware-Datensignal bereitzustellen; und – Speichern des korrigierten Firmware-Datensignals in dem nichtflüchtigen Speicher (260).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Firmware-Datensignal sowohl Fehlerkorrekturcodebits als auch Cyclic-Redundancy-Check-Bits aufweist, wobei das Verfahren weiterhin beinhaltet: – Detektieren des korrigierbaren Fehlers unter Verwendung der Cyclic-Redundancy-Check-Bits; und anschließend – Korrigieren des korrigierbaren Fehlers unter Verwendung der Fehlerkorrektur-Prüfcodebits.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Daten und die Fehlerkorrekturcodebits, die in dem korrigierten Firmware-Datensignal enthalten sind, in eine sektorgroße Datenmenge passen, die zum Programmieren des nichtflüchtigen Speichers verwendet wird.