JP5132765B2 - ネットワーク端末でのロバストなファームウェア・アップグレード - Google Patents

Description

本発明は、概して、遠隔のファームウェア・アップグレードのための方法に関し、特に、ロバスト且つトランスペアレントな方法に関する。

本項目は、後述される本発明の様々な側面に関連する当該技術の様々な側面を読者に紹介することを目的とする。この議論は、本発明の様々な側面のより良い理解を助ける背景情報を読者に提供するのに有用であると信じられている。然るに、当然のことながら、斯かる記述は先行技術の容認としてではなく、このような観点から読まれるべきである。

ＣＰＥと呼ばれる加入者宅内機器（Customer Premises Equipment）及び具体的にＤＳＬゲートウェイと呼ばれるデジタル加入者回線（Digital Subscriber Line）ゲートウェイは、ＷＡＮと呼ばれる広域ネットワーク（Wide Area Network）へのインターフェースを有する。ＣＰＥは、ＷＡＮに置かれている中央管理プラットフォームから管理可能である。

ＴＲ−０６９と呼ばれる、２００６年１１月付けのＤＳＬフォーラム技術報告書ＴＲ−０６９改訂１、ＣＰＥ ＷＡＮ 管理プロトコルは、ＤＳＬゲートウェイに使用される管理プロトコルの詳細な記述を定義する。遠隔のＳＷアップグレードは、遠隔の中央管理プラットフォームを通してトリガされて実行され得る。ファームウェアのアップグレードのためのよく知られる方法は、デュアルフラッシュメモリ・アーキテクチャを使用する。ゲートウェイに組み込まれるファームウェアは、持続的にフラッシュメモリに記憶される。フラッシュメモリの容量が十分に大きい場合は、すなわち、ファームウェア画像を記憶するのに必要とされるサイズの２倍より大きい場合は、デュアルバンクフラッシュ・アーキテクチャが使用され得る。デュアルバンクフラッシュ内で、メモリは２つの別々のメモリ領域に分けられている。遠隔アップグレードの間、１つのバンクはアクティブであり、全てのサービスをサポートする。一方、新しいファームウェアは、第２のバンク上にダウンロードされる。ダウンロードが完了するとき、ゲートウェイは、古いファームウェアを有する１つのバンクから、新しいファームウェアを有する他のバンクに切り替えることができる。この方法はロバストであり、古いファームウェアは依然として利用可能であり続ける。これは、新しいファームウェアが破損した場合の回復を可能にする。サービスの中断も最小限とされ、新しいファームウェアによるリブートは極めて高速である。このアーキテクチャの主な欠点は、２つのフラッシュメモリのコストである。

いくつかの方法は、単一のフラッシュメモリを有してファームウェアのアップグレードを実施する。これらの方法の主な欠点は、有意なサービス中断と、ロバスト性が完全には補償されないという事実とにある。新しいファームウェアをフラッシュメモリに書き込むクリティカル・ピリオドの間に、フラッシュメモリに記憶されていた古いファームウェアは消去され、エンドユーザ介入によらずにもはやフォールバックは可能でない。

このような遠隔ソフトウェア・アップグレードは、可能な限りエンドユーザにとってトランスペアレントであることが望ましい。遠隔アップグレードはロバストでなければならない。すなわち、事が誤った方向に進み、遠隔アップグレードが失敗する場合に、必要とされるエンドユーザ介入が可能な限り少ないフォールバック・シナリオが存在すべきである。サービス中断は最小限とされるべきである。すなわち、理想的に、エンドユーザは、遠隔アップグレードの間中、ゲートウェイによって提供される全てのサービスを使用することができる。

本発明は、ロバスト且つトランスペアレントなファームウェア・アップグレードのためのシステム及び方法に関する。

本発明は、ネットワークへのインターフェースと、ファームウェアの唯１つのバージョンを記憶するよう構成される不揮発性メモリとを有するネットワーク端末で、第１のファームウェア及び第２のファームウェアを有する前記ファームウェアをアップグレードする方法であって、
前記ネットワーク端末において、
− 前記第１のファームウェアを前記不揮発性メモリから消去するステップと、
− 前記ネットワーク上にあるサーバから前記不揮発性メモリに、前記端末が前記サーバから前記ファームウェアをダウンロードすることを可能にするよう構成されるレスキュー・ファームウェアをダウンロードするステップと、
− 前記第２のファームウェア及び前記レスキュー・ファームウェアを有して前記端末をリブートするステップと、
− 前記第１のファームウェア及び前記第２のファームウェアの新しいバージョンを前記サーバから前記不揮発性メモリにダウンロードするステップと、
− 前記レスキュー・ファームウェアを前記不揮発性メモリから消去するステップと、
− 前記第１のファームウェア及び前記第２のファームウェアの前記新しいバージョンを有して前記端末をリブートするステップと
を有する方法に関する。

実施例に従って、前記レスキュー・ファームウェアは、前記ファームウェアの新しいバージョンを前記サーバからダウンロードする手段を有する。

実施例に従って、前記レスキュー・ファームウェアは、インターネットへのアクセスを可能にするネットワーク・スタック・ソフトウェアを有する。

実施例に従って、前記レスキュー・ファームウェアは、ＤＳＬフォーラム技術報告書ＴＲ−０６９に準拠した管理プロトコルを有する。

実施例に従って、前記第１のファームウェアは、前記ファームウェアのアップグレードの間に必要なサービスを有し、前記第２のファームウェアは、前記ファームウェアのアップグレードの間に必要とされないサービスを有する。

本発明の他の対象は、ネットワークへのインターフェースと、ファームウェアの唯１つのバージョンを記憶するよう構成される不揮発性メモリとを有するネットワーク端末である。この目的のために、当該端末は、前記ネットワーク内にあるサーバからファームウェアをダウンロードし、前記ファームウェアのアップグレードに失敗する場合に前記サーバから前記ファームウェアを回復する手段を有する。

開示される実施形態の適用範囲と同程度の特定の側面が以下で記載される。当然のことながら、これらの側面は、単に本発明がとる特定の形態の概要を読者に与えるために提示されるのであり、本発明の適用範囲を限定することを目的とするものではない。実際に、本発明は、以下で記載されていない様々な側面を包含してよい。

実施例に従うシステムのブロック図である。 実施例に従う端末のブロック図である。 第１実施例に従うファームウェア・アップグレードのフローチャートである。 第２実施例に従うファームウェア・アップグレードのフローチャートである。 ファームウェア・アップグレードの他のフローチャートである。

本発明は、添付の図面を参照して、全く限定されることなく、下記の実施形態及び実行例により説明されるとともに、より良く理解されるであろう。

図２で、表されているブロックは単なる機能エンティティであり、必ずしも物理的に分離したエンティティに対応するものではない。すなわち、それらは、ソフトウェア若しくはハードウェアの形で開発され、又は１若しくはそれ以上の集積回路で実施されてよい。

例となる実施形態はＤＳＬネットワークの枠組み内にあるが、本発明はこの特定の環境に限定されず、ネットワークへ接続される装置がネットワーク上にある他の装置からファームウェアのアップグレードを行う他の枠組み内で適用されてよい。具体的に、本発明は、あらゆるブロードバンド装置に及びあらゆる携帯電話機に適用可能である。

図１は、実施例のシステムを表す。システムは、新しいファームウェアが利用可能にされるサーバ２を有する。システムは、インターネット３を介してサーバ２に接続するＣＰＥ１を有する。当然、ＣＰＥ１は、如何なるブロードバンド・ネットワークを介してサーバ２に接続されてもよい。

図２は、実施例に従うＣＰＥの主な要素を表す。ＣＰＥ１は、処理モジュール１０と、インターネット上にあるサーバと通信することを可能にする通信モジュール１１とを有する。ＣＰＥ１は、また、当該技術でよく知られるフラッシュメモリ１２及びＲＡＭと呼ばれるランダムアクセスメモリ１３を有する。全てのモジュールは、内部バス１４を介して相互接続されている。フラッシュメモリ１２は不揮発性メモリである。フラッシュメモリ１２は、電力供給されない場合でさえ、記憶されている情報を保持する。フラッシュメモリ１２のサイズは、フラッシュメモリ１２がファームウェアの唯１つのバージョンを記憶することができる点において最適化される。ＣＰＥ１は、また、後述されるようにサーバからファームウェアをダウンロードするダウンロードモジュール１５を有する。ダウンロードモジュール１５は、また、アップグレードが失敗する場合にファームウェアの必須部分のバージョンへのアクセスを有することを可能にする。ＣＰＥ１はそのファームウェアのバージョンをメモリに記憶し、又はＣＰＥ１は遠隔のサーバで利用可能なファームウェアバージョンへのポインタを記憶する。以下、ダウンロードのプロセスについてより詳細に記載する。

ファームウェアは、等しいサイズを有する必要はない２つの部分に分けられる。第１の部分はコアカーネル（Core Kernel）及びコアファイルシステム（Core File System）を有する。第２の部分は拡張ファームウェア（Extended Firmware）を有する。

第１の部分は、遠隔アップグレードの間に必要であると考えられるサービスをサポートする。第２の部分は、遠隔アップグレードの間一時中断可能なサービスをサポートする。一時中断可能なサービスの選択は、ゲートウェイのビルドシステム（build system）において設定可能である。

コアカーネルは、ブートアップ時にロードされると実行時には必要とされないファイルを有する。これらのファイルはカーネル及びカーネルモジュールである。モジュールは、ｍｏｄｆｓと呼ばれる分離ファイルシステムに格納される。システム内の何ものも、実行時にｍｏｄｆｓに記憶されるファイルへの如何なるリファレンス（例えば、オープンファイル記述子）を保持しない。次いで、実行中のアプリケーションを中断することなく新しいバージョンによりコアカーネル部分を上書きすることが可能である。当然、これは、システムがその時点で如何なる新しいモジュールもロードしようとしないことを必要とする。すなわち、これは、それ自体よく知られているように回避され得る。具体的に、コアカーネルは、ｖｍｌｉｎｕｘと、リナックス・カーネル（Linux kernel）を有する連関した実行ファイルと、ファイルに格納されるモジュールに関する特定の情報を記憶するｍｏｄｆｓとを有する。

コアファイルシステムは必須のサービス、すなわち、実行時に使用されるルートファイルシステム（例えば、アプリケーション、ライブラリ、及び設定ファイル）を有する。必須のサービスは、製品の特徴リストの一番上で通常見つけられるものである。それらは、エンドユーザが主に使用しているサービスである。

拡張ファームウェアは、エンドユーザにとって必須でない付加的なサービスを有する。ゲートウェイで、拡張サービスは、ＵＳＢ記憶装置の取り付けを可能にすることを目的とするＵＳＢサポートサービスや、ローカルネットワークにわたってディスクを可視的とすることを目的とするＳａｍｂａサービスを有するが、これらに限定されない。

レスキュー・ファームウェアは、遠隔の管理サーバで利用可能である新しいファームウェアをダウンロードする機能のみを実施する、ファームウェアの取るに足らない一部（light-weight piece）を定義する。レスキュー・ファームウェアは、サービスプロバイダのサーバとコンタクトをとって、新しいファームウェアをダウンロードする手段を有する。すなわち、レスキュー・ファームウェアは、インターネットへのアクセスを可能にするネットワーク・スタック・ソフトウェアを有する。それは、サーバによって理解可能なプロトコル（例えば、ＴＲ−０６９）をサポートする。

フラッシュメモリサイズは、拡張ファームウェアがフラッシュメモリから消去される場合にレスキュー・ファームウェアがフラッシュメモリに合うように適合される。

図３に示されるように、ステップＳ１で、拡張ファームウェアはフラッシュメモリ１２及びＲＡＭ１３から消去される。その後、ステップＳ２で、レスキュー・ファームウェアはダウンロードされる。ステップＳ３で、レスキュー・ファームウェアはフラッシュメモリ１２にロードされ、ＣＰＥ１はレスキュー・ファームウェアを有してリブートする。次に、ステップＳ４で、コア及び拡張ファームウェアはＲＡＭ１３にダウンロードされる。ステップＳ５で、コアはフラッシュメモリ１２にロードされ、レスキュー・ファームウェアはフラッシュメモリ１２から消去され、拡張ファームウェアはフラッシュメモリ１２にロードされ、ＣＰＥ１はリブートする。

図３に示される方法に従って、元のコアは、フラッシュメモリ１２にあるレスキュー・ファームウェアが破損した場合に依然として存在する。そして、レスキュー・ファームウェアは、新しいファームウェアが破損した場合に利用可能である。そのようなものとして、システムは、常に、如何なるエンドユーザ介入にもよらずに回復することができる。

この第１の実施例に従って、サービスは、ステップＳ３乃至Ｓ５の間はエンドユーザに利用可能でない。第２の実施例はこの問題に対処し、サービスが利用可能でない期間を縮める。第２の実施例で、コアファームウェアは２つの部分、すなわち、コアカーネル及びコアファイルシステムに分けられる。それらは、順次に、ダウンロードされて、フラッシュメモリ１２に書き込まれる。コアカーネルはカーネル及びモジュールファイルを有する。それらがブート時にＲＡＭ１３にロードされると、それらは実行時にフラッシュメモリ１２では必要とされない。コアカーネルは、実行中のアプリケーションを中断することなくフラッシュメモリ１２に上書きされ得る。コアファイルシステムは、実行時に使用されるルートファイルシステムを有する。

図４に示されるように、ファームウェア・アップグレードは次のように実行される。ステップＳ’１で、拡張ファームウェアはフラッシュメモリ１２及びＲＡＭ１３から消去される。レスキュー・ファームウェアは、ステップＳ’２でダウンロードされ、ステップＳ’３でフラッシュメモリ１２にロードされる。コアカーネルはフラッシュメモリ１２から消去される。新しいコアカーネルは、ステップＳ’４でダウンロードされ、ステップＳ’５でフラッシュされる。ステップＳ’６で、新しいコアファイルシステムはダウンロードされ、そのインテグリティが確認される。

ステップＳ’７で、新しいコアカーネル及びコアファイルシステムによるＣＰＥ１のリブートは、次のように実行される：
− ピボット・アプリケーション（pivot-application）がＲＡＭ１３で構築される；すなわち、小さなルートファイルシステム（ｔｍｐｆｓと呼ばれる。）が作られる；
− 全てのサービスが閉じられ、ピボット・アプリケーションがＲＡＭ１３から開始される。それはフラッシュメモリ１２内のルートファイルシステムから独立している；
− ピボット・アプリケーションは、フラッシュメモリ１２からコアファイルシステムを消去し、それを新しいコアファイルシステムで置換する；
− 次いで、ＣＰＥ１はリブートし、新しいコアカーネル及び新しいコアファイルシステムから起動する。

次いで、拡張ファームウェアは、ステップＳ’８でダウンロードされ、ステップＳ’９でフラッシュメモリ１２に書き込まれる。ステップＳ’７の間、サービスはエンドユーザに利用可能でない。この時間は、第１の実施例のサービス中断時間よりずっと短い。

ファームウェア・アップグレードは、また、図５でも表される。

明細書、特許請求の範囲及び図面に開示される参照は、独立して又はあらゆる適切な組み合わせで提供されてよい。特徴は、適切な場合に、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせで実施されてよい。

「一実施例」又は「実施例」へのここでの言及は、その実施例に関して記載される特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも１つの実施に含まれ得ることを意味する。本明細書の様々な箇所におけるフレーズ「一実施例で」の出現は、必ずしも全てが同じ実施例を参照しているわけではなく、また、必ずしも相互に他の実施例を除かない別個の又は代替の実施例である。

特許請求の範囲に現れる参照符号は単なる説明であって、特許請求の範囲の適用範囲を限定する効果を有するべきではない。

Claims (4)

1. ネットワークへのインターフェースと、ファームウェアの唯１つのバージョンを記憶するよう構成される不揮発性メモリとを有するネットワーク端末で、必須のネットワーク端末サービスを有するコアファームウェアと、前記ファームウェアのアップグレードの間一時中断される必須でないネットワーク端末サービスを有する拡張ファームウェアとを有する前記ファームウェアをアップグレードする方法であって、
   前記ネットワーク端末において、
   − 前記拡張ファームウェアを前記不揮発性メモリから消去するステップと、
   − 前記ネットワーク上にあるサーバから前記不揮発性メモリに、前記端末が前記サーバから前記ファームウェアをダウンロードすることを可能にするよう構成されるレスキュー・ファームウェアをダウンロードするステップと、
   − 前記コアファームウェア及び前記レスキュー・ファームウェアを有して前記端末をリブートするステップと、
   − 前記コアファームウェア及び前記拡張ファームウェアの新しいバージョンを前記サーバから前記不揮発性メモリにダウンロードするステップと、
   − 前記レスキュー・ファームウェアを前記不揮発性メモリから消去するステップと、
   − 前記コアファームウェア及び前記拡張ファームウェアの前記新しいバージョンを有して前記端末をリブートするステップと
   を有する方法。
2. ネットワークへのインターフェースと、ファームウェアの唯１つのバージョンを記憶するよう構成される不揮発性メモリとを有するネットワーク端末で、必須のネットワーク端末サービスを有するコアファームウェアであって、ブート時にロードされると実行時に必要とされないファイルを有するコアカーネルと、前記必須のサービスを有するコアファイルシステムとを有する前記コアファームウェアと、前記ファームウェアのアップグレードの間一時中断される必須でないネットワーク端末サービスを有する拡張ファームウェアとを有する前記ファームウェアをアップグレードする方法であって、
   − 前記拡張ファームウェアを前記不揮発性メモリから消去するステップと、
   − 前記ネットワーク上にあるサーバから前記不揮発性メモリに、前記端末が前記サーバから前記ファームウェアをダウンロードすることを可能にするよう構成されるレスキュー・ファームウェアをダウンロードするステップと、
   − 前記コアカーネルの新しいバージョンを前記不揮発性メモリにダウンロードするステップと、
   − 前記コアファイルシステムの新しいバージョンを前記不揮発性メモリにダウンロードするステップと、
   − 前記コアカーネル、前記コアファイルシステム及び前記レスキュー・ファームウェアを有して前記端末をリブートするステップと、
   − 前記拡張ファームウェアの新しいバージョンを前記サーバから前記不揮発性メモリにダウンロードするステップと
   を有する方法。
3. ネットワークへのインターフェースと、ファームウェアの唯１つのバージョンを記憶するよう構成される不揮発性メモリとを有し、前記ファームウェアは、必須のネットワーク端末サービスを有するコアファームウェアと、前記ファームウェアのアップグレードの間一時中断される必須でないネットワーク端末サービスを有する拡張ファームウェアとを有するネットワーク端末であって、
   前記拡張ファームウェアを前記不揮発性メモリから消去し、前記ネットワーク上にあるサーバから前記不揮発性メモリに、前記端末が前記サーバから前記ファームウェアをダウンロードすることを可能にするよう構成されるレスキュー・ファームウェアをダウンロードし、前記コアファームウェア及び前記レスキュー・ファームウェアを有して前記端末をリブートし、前記コアファームウェア及び前記拡張ファームウェアの新しいバージョンを前記サーバから前記不揮発性メモリにダウンロードし、前記レスキュー・ファームウェアを前記不揮発性メモリから消去し、前記コアファームウェア及び前記拡張ファームウェアの前記新しいバージョンを有して前記端末をリブートするダウンロード手段を更に有するネットワーク端末。
4. ネットワークへのインターフェースと、ファームウェアの唯１つのバージョンを記憶するよう構成される不揮発性メモリとを有し、前記ファームウェアは、必須のネットワーク端末サービスを有するコアファームウェアと、前記ファームウェアのアップグレードの間一時中断される必須でないネットワーク端末サービスを有する拡張ファームウェアとを有し、前記コアファームウェアは、ブート時にロードされると実行時に必要とされないファイルを有するコアカーネルと、前記必須のサービスを有するコアファイルシステムとを有するネットワーク端末であって、
   前記拡張ファームウェアを前記不揮発性メモリから消去し、前記ネットワーク上にあるサーバから前記不揮発性メモリに、前記端末が前記サーバから前記ファームウェアをダウンロードすることを可能にするよう構成されるレスキュー・ファームウェアをダウンロードし、前記コアカーネルの新しいバージョンを前記不揮発性メモリにダウンロードし、前記コアファイルシステムの新しいバージョンを前記不揮発性メモリにダウンロードし、前記コアカーネル、前記コアファイルシステム及び前記レスキュー・ファームウェアを有して前記端末をリブートし、前記拡張ファームウェアの新しいバージョンを前記サーバから前記不揮発性メモリにダウンロードするダウンロード手段を更に有するネットワーク端末。