KR20070060448A - Device and method for upgradin system using two step bootloader - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of a system upgrade apparatus using a two-stage boot loader according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 과정을 보여주는 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a system upgrade process using a two-stage boot loader according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100: 내장형 시스템100: embedded system
110: 시스템 업그레이드 장치110: system upgrade device
111: 제1 부트로더111: first boot loader
112: 제2 부트로더112: second boot loader
113: 커널113: kernel
114: 응용 프로그램114: Application
120; 통신 장치 120; Communication device
130: 외부 서버130: external server
본 발명은 내장형 시스템에 관한 것으로, 특히 내장형 시스템을 위한 부트로더나 운영체제 혹은 응용프로그램을 업그레이드하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an embedded system, and more particularly, to an apparatus and method for upgrading a boot loader or an operating system or an application for an embedded system.
일반적으로, 내장형 시스템(Embedded System)이란 미리 정해진 기능을 수행하기 위해 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어가 조합된 전자 제어 시스템을 말한다. 상기 내장형 시스템에는 마이크로프로세서가 내장되어 있어 특화된 작업을 수행할 수 있으며, 고유의 운영체제(Operating System)를 갖고 있다. In general, an embedded system refers to an electronic control system in which hardware and software of a computer are combined to perform a predetermined function. The embedded system has a built-in microprocessor to perform specialized tasks and has a unique operating system.
이러한 내장형 시스템에는 부트 로더(Boot Loader)(또는, 부우터(booter)라고도 칭함)라는 프로그램이 구비되어 있다. 종래에는 내장형 시스템에서 부트로더나 운영체제 혹은 파일 시스템 업그레이드(upgrade) 할 경우, 외부 서버에 접속하여 상기 부트로더나 운영체제 혹은 파일 시스템에 대한 업그레이드 될 이미지를 다운로드 받아 내부의 비휘발성 메모리에 저장한 후 업그레이드를 수행하게 된다. Such an embedded system is provided with a program called a boot loader (or also referred to as a booter). Conventionally, when upgrading a boot loader, an operating system, or a file system in an embedded system, an external server is accessed to download an image to be upgraded for the boot loader, operating system, or file system, and stored in an internal nonvolatile memory. Will be performed.
그러나 만약 이와 같이 업그레이드 절차를 수행하는 중간에 전원이 차단되거나 잘못된 이미지를 비휘발성 메모리에 저장하게 되는 경우, 해당 내장형 시스템은 사용 불가 상태가 되며, 향후 다시 업그레이드를 하기 위해서는 복구를 위한 특별 한 하드웨어 장치가 필요하게 되거나 복잡한 방법을 이용해야 하는 등 사용자 개입이 많아지는 불편이 있다. However, if you lose power or store a bad image in nonvolatile memory in the middle of this upgrade procedure, the embedded system will be disabled, and a special hardware device for recovery will be available for future upgrades. User intervention is inconvenient, such as needing to use or using complicated methods.
이러한 문제점을 해결하기 위해 일본공개특허 제1999-328040호 '메모리의 판독 제어 방법 및 프로그램의 판독 제어 방법'에는 프로그램의 갱신 중에 장애 발생으로 인하여 동작 불능 상태에 빠질 경우에도 상용 운행을 속행할 수 있는 메모리의 판독 방법이 개시되어 있다. 상기 선행 발명에 따르면 다운로드되는 프로그램의 갱신전 프로그램을 기억하는 제1 메모리와, 갱신후 프로그램을 기억하는 제2 메모리로 메모리를 이중화해두고, 갱신이 유효하면 제2 메모리 내의 갱신 후 프로그램을 실시하며, 갱신이 무효이면 제1 메모리 내의 갱신전 프로그램을 실행함으로써 안정적인 업그레이드를 수행할 수 있다. 그러나 상기 선행 발명을 이용하여 업그레이드를 수행할 경우 프로그램 또는 부트로더를 이중화하여 유지해야 하므로, 이중화된 프로그램 또는 부트로더를 저장하기 위하여 비휘발성 메모리의 소요량이 많아진다는 문제가 있다. In order to solve this problem, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1999-328040, `` Memory read control method and program read control method '', can continue commercial operation even when the program becomes inoperable due to a failure during update. A method of reading a memory is disclosed. According to the preceding invention, the memory is duplicated into a first memory for storing the pre-update program of the downloaded program and a second memory for storing the post-update program, and if the update is valid, the post-update program in the second memory is executed. If the update is invalid, the stable upgrade can be performed by executing the pre-update program in the first memory. However, when the upgrade is performed using the preceding invention, since a program or a boot loader must be kept redundant, there is a problem in that a requirement of the nonvolatile memory is increased to store the duplicated program or the boot loader.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 부트로더나 운영체제 혹은 응용프로그램을 업그레이드할 경우 사용자의 간섭 및 비휘발성 메모리의 사용을 최소화하고, 업그레이드 도중에 치명적 오류가 발생하더라도 새롭게 업그레이드를 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the above problems is to minimize the user's interference and the use of non-volatile memory when upgrading the boot loader, operating system or application, and to perform a new upgrade even if a fatal error occurs during the upgrade. The present invention provides an apparatus and method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치는, 내장형 시스템의 초기 시스템 운용을 위한 하드웨어 점검(POST) 및 외부 서버와의 통신 인터페이스 설정 기능을 갖는 제1 부트로더; 및 상기 내장형 시스템의 운영체제를 실행하도록 커널(kernel)을 로딩하는 기능을 갖는 제2 부트로더를 포함하고, 시스템 업그레이드가 필요한 경우, 상기 제1 부트로더는 상기 통신 인터페이스를 통하여 연결된 외부 서버로부터 새로운 시스템 이미지를 수신하여 시스템 업그레이드를 수행하는 것을 특징으로 한다. System upgrade apparatus using a two-stage boot loader according to the present invention for achieving the above object, the first boot loader having a hardware check (POST) for initial system operation of the embedded system and a communication interface setting function with an external server; And a second boot loader having a function of loading a kernel to execute an operating system of the embedded system, and when a system upgrade is required, the first boot loader is a new system from an external server connected through the communication interface. Receiving the image is characterized by performing a system upgrade.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 방법은, 내장형 시스템의 초기 시스템 운용을 위하여 제1 부트로더를 이용하여 하드웨어 점검(POST)을 수행하고, 외부 서버와의 통신 인터페이스를 설정하는 제1 단계; 상기 내장형 시스템의 운영체제를 실행하는데 필요한 제2 부트로더를 수행하는 제2 단계; 커널(kernel) 및 응용프로그램을 실행하는 제3 단계; 및 시스템 업그레이드가 필요한 경우, 상기 제1 부트로더는 상기 통신 인터페이스를 통하여 연결된 외부 서버로부터 새로운 시스템 이미지를 수신하여 시스템 업그레이드를 수행하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the system upgrade method using a two-stage boot loader according to the present invention for achieving the above object, to perform a hardware check (POST) using the first boot loader for the initial system operation of the embedded system, and with an external server A first step of establishing a communication interface; Performing a second boot loader required to execute an operating system of the embedded system; A third step of executing a kernel and an application program; And when the system upgrade is necessary, the first boot loader includes a fourth step of receiving a new system image from an external server connected through the communication interface and performing a system upgrade.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION A detailed description of preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same reference numerals and the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of a system upgrade apparatus using a two-stage boot loader according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 본 발명에 따른 시스템 업그레이드(upgrade) 장치(110)는 내장형 시스템(100) 내에 구성되며, 제1 부트로더(111), 제2 부트로더(112), 커널(113) 및 응용 프로그램(114)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the
본 발명에 따른 시스템 업그레이드 장치는 부트로더(111,112)가 제1 부트로더(111)와 제2 부트로더(112)로 2단계로 구성된다는 점에 특징이 있다. The system upgrade apparatus according to the present invention is characterized in that the
상기 제1 부트로더(111)는 내장형 시스템(100)의 초기 시스템 운용을 위한 하드웨어 점검(Power-On Self-Test: POST)을 수행하고, 또한 외부 서버(130)와 연결되는 통신 장치(120)를 초기화함으로써 상기 외부 서버(130)와 통신하는데 필요한 통신 인터페이스 설정하는 등의 기능을 갖도록 구성된다. 여기서, 초기 시스템 운용을 위한 하드웨어 점검(POST) 기능이란, 상기 내장형 시스템(100)에 전원이 공급되었을 때, 키보드, 램, 디스크 드라이브 그리고 기타 하드웨어 등이 바르게 동작하는지를 확인하기 위해, 내장형 시스템(100)의 기본입출력장치(Basic Input/Output System: BIOS)가 동작시키는 일련의 진단 시험 기능을 말한다. 이와 같이 상기 제1 부트로더(111) 내에 구성되는 기능들은, POST 수행 또는 통신 인터페이스 설정 등 부트로더 중에서 업그레이드를 하지 않아도 되는 기능들로서, 일반 사용자가 임의 변경이 불가능한 기능들로 구성된다. The
상기 제2 부트로더(112)는 커널(kernel)(113)을 로딩(loading)하기 위한 기능과 같이 업그레이드가 예상되는 기능들로 구성된다는 점에서 상기 제1 부트로더(111)와 구분된다. 상기 제2 부트로더(112)에서는 커널(113)의 실행에 필요한 준비과정을 수행하며, 커널(113)을 상기 내장형 시스템(100)의 내부 메모리(미도시)로 로딩한 다음 커널(113)로 제어권을 넘겨주게 된다. The second boot loader 112 is distinguished from the
상기 커널(113)은 운영체계의 다른 모든 부분에 여러 가지 기본적인 서비스를 제공한다. 일반적으로, 커널(113)에는 종료된 입출력 연산 등, 커널(113)의 서비스를 경쟁적으로 요구하는 모든 요청들을 처리하는 인터럽트 처리기와, 어떤 프로그램들이 어떤 순서로 커널(113)의 처리시간을 공유할 것인지를 결정하는 스케줄러, 그리고 스케줄이 끝나면 실제로 각 프로세스들에게 컴퓨터의 사용권을 부여하는 수퍼바이저 등이 포함되어 있다. 커널(113)은 또한, 메모리나 저장장치 내에서 운영체계의 주소공간을 관리하고, 이들을 모든 주변장치들과 커널(113)의 서비스들을 사용하는 다른 사용자들에게 고루 나누어주는 메모리 관리자를 가지고 있다. 그리고 상기 커널(113)은 경우에 따라 파일 시스템을 마운트(mount)한 다음 응용 프로그램(114)를 실행하게 된다. 여기서 응용 프로그램(114)이란 사용자 또는 다른 응용프로그램에게 특정한 기능을 직접 수행하도록 설계된 프로그램이다The
그리고 상기 제1 부트로더(111) 및 상기 제2 부트로더(112) 상기 내장형 시스템(100) 내의 프로그램 가능한 비휘발성 메모리 내에 형성될 수 있다. The
이와 같이, 본 발명에 따른 부트로더(111,112)는 부트로더 중 업그레이드가 요구되지 않는 기능들로 구성된 제1 부트로더(111)와, 부트로더 중 업그레이드가 요구되는 기등들로 구성된 제2 부트로더(112)을 갖도록 2 단계의 부트로더로 구성됨으로써, 시스템의 업그레이드 도중 전원 차단되거나 잘못된 시스템 이미지를 다운로드 받은 경우 등과 같은 치명적 오류가 발생한 경우에도 상기 제1 부트로더(111)를 이용하여 안정적인 업그레이드가 가능하다. 또한 종래와 같이 부트로더를 2중화하는 경우보다 전체 부트로더가 저장되는 비휘발성 메모리의 공간을 절약할 수 있게 된다. As such, the
상기 외부 서버(130)는 상기 제2 부트로더(112), 커널(113) 및 응용프로그램(114)에 대한 시스템 이미지를 유지하고, 상기 내장형 시스템(100)내의 제2 부트로더(112), 커널(113) 또는 응용프로그램(114)에 업그레이드가 필요한 경우, 상기 제2 부트로더(112), 커널(113) 또는 응용프로그램(114)을 업그레이드하는데 필요한 새로운 시스템 이미지를 상기 제1 부트로더(111)로 전송함으로써 본 발명에 따른 시스템 업그레이드가 이루어 질 수 있게 된다. The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 과정을 보여주는 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a system upgrade process using a two-stage boot loader according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면 먼저, 내장형 시스템(100)에 전원이 인가되면 제1 부트로더 (111)가 실행된다(S201). 상기 단계(S201)에서 제1 부트로더(111)에서는 내장형 시스템(100)의 하드웨어 상태를 점검하는 POST 과정과 외부 서버(130)와의 통신 인터페이스를 초기화하는 절차가 수행된다. 이와 같이 상기 제1 부트로더(111)가 실행됨으로써 현재 내장형 시스템(100)의 하드웨어적인 상태가 어떠한지 또는 상기 제2 부트로더(112), 커널(113) 및 응용프로그램(114)의 버전(version) 상태를 확인할 수 있게 된다. Referring to FIG. 2, first, when power is applied to the embedded
이후 시스템의 업그레이드가 필요한지 여부를 판단하여(S202), 업그레이드를 해야 할 경우에는 상기 통신 인터페이스를 이용하여 외부 서버(130)에 접속하여(S203), 필요한 업그레이드를 수행하게 된다(S204). 여기서 시스템의 업그레이드는 제2 부트로더(112)나 커널(113), 응용 프로그램(114)을 대상으로 이루어진다.Thereafter, it is determined whether the system needs to be upgraded (S202), and when it is necessary to upgrade, the
또한 상기 단계(S202)에서 판단한 결과 상기 제1 부트로더(111)를 실행한 상태에서 시스템 업그레이드가 필요하지 않은 경우에는 제2 부트로더(112)가 실행된다(S205). 제2 부트로더(112)에서는 커널(113)을 실행하는데 필요한 작업을 수행한 후 메모리에 로딩된 커널(113)로 제어권을 넘겨주게 된다(S206). 커널(113)이 실행 된 후에는 응용 프로그램을 실행할 수 있다(S207). 이어서 시스템 업그레이드를 수행할 필요가 있는지 여부를 판단하여(S208), 업그레이드가 필요하면 외부 서버(120)와 연결하여(S203), 상기 외부 서버(120)로부터 상기 제2 부트로더(112), 커널(113) 또는 응용프로그램(114)에 대한 새로운 이미지를 다운로드하여 시스템 업그레이드를 수행하고(S204), 그렇지 않은 경우에는 절차를 종료한다. In addition, if it is determined in step S202 that the system does not need to be upgraded while the
만약 상기 단계(S204)의 업그레이드 과정에서 전원이 차단되는 것과 같은 치 명적 오류가 발생하거나, 잘못된 이미지를 다운로드 받은 경우에는(S209), 다시 상기 단계(S201)로 진행하여 제1 부트로더(111)를 실행하고, 상기 단계(S202 내지 S208)를 다시 수행함으로써 정상적으로 업그레이드가 수행될 때까지 업그레이드 절차를 반복하게 된다.If a fatal error such as a power cut off occurs in the upgrade process of step S204 or if a wrong image is downloaded (S209), the process proceeds to the step S201 again and the
이와 같이 본 발명에서는 상기 단계(S304)의 업그레이드 과정 동안에, 전원이 차단되는 것과 같은 치명적 오류가 발생하여도 제1 부트로더(111) 영역은 일반 사용자가 접근할 수 없으므로 항상 부팅이 가능하며, 다시 상기 외부 서버(120)와의 연결을 이용하여 업그레이드가 정상적으로 성공시까지 절차를 반복함으로써 안정적으로 업그레이드가 이루어질 수 있다.As such, in the present invention, during the upgrade process of the step S304, even if a fatal error such as power is cut off, the
본 발명에 따른 2단계 부트로더를 이용한 시스템 업그레이드 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송과 같이 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.The system upgrade method using the two-stage boot loader according to the present invention can be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves such as transmission over the Internet. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below, but also by those equivalent to the claims.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 부트로더를 업그레이드가 필요한 기능과 필요하지 않은 기능을 각각 분리하여 2단계로 부트로더를 구성함으로써, 단일 부트로더를 사용하여 부트로더를 업그레이드 할 경우 발생할 수 있는 전원의 차단과 같은 치명적 오류가 발생하여도 업그레이드 과정과 관계 없는 제1 부트로더를 이용하여 하드웨어 점검 및 초기 시스템 운용을 수행할 수 있으므로 안정적으로 부팅을 수행할 수 있는 이점이 있다. According to the present invention as described above, by configuring the boot loader in two stages by separating the functions that need to be upgraded and the functions that do not need to be upgraded, the power supply that can occur when upgrading the boot loader using a single boot loader Even in the event of a fatal error such as blocking, a hardware boot and initial system operation can be performed using the first boot loader irrelevant to the upgrade process, thereby providing a stable booting operation.
또한 본 발명에 따르면 종래에 동일한 부트로더 이미지를 2 곳의 비휘발성 메모리에 저장하여 부트로더를 2중화하는 방법과는 달리, 하나의 부트로더 이미지를 기능적으로 2개로 분리된 이미지들로 구분하여 각기 비휘발성 메모리들에 저장하는 것이므로 비휘발성 메모리의 저장 공간의 효율성이 향상시키는 이점이 있다. According to the present invention, unlike the conventional method of dualizing the boot loader by storing the same boot loader image in two nonvolatile memories, each boot loader image is divided into two functionally divided images. Since the storage in the nonvolatile memory has the advantage of improving the efficiency of the storage space of the nonvolatile memory.
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