TW201403478A - 嵌入式系統之韌體更新方法及設備 - Google Patents

Abstract

一種嵌入式系統之韌體更新方法包含：執行嵌入式系統之數個功能模組。提供模組更新資料表用以記錄功能模組的目前韌體版本資料。自伺服器中接收具有更新版本資料的韌體更新檔。將更新韌體版本資料輸入模組更新表中。將韌體更新檔覆寫原始資料儲存區塊中之對應目標模組的韌體並判斷是否完整覆寫。當韌體更新檔完整覆寫原始資料儲存區塊中之對應目標模組的韌體時，根據原始資料儲存區塊中覆寫後之目標模組的韌體，重新初始目標模組及與目標模組具相依性的功能模組。

Description

嵌入式系統之韌體更新方法及設備

本發明是有關於一種韌體更新方法及設備，且特別是有關於一種嵌入式系統的韌體更新方法及設備。

嵌入式系統(Embedded System)是一種為特定應用設計的專用電腦系統，其係包括除了以通用為目的之一般個人電腦之外的所有電腦。從行動式音樂播放器到太空梭的實時控制子系統都能見到嵌入式系統的應用。與一般個人電腦系統可以滿足多種任務不同，嵌入式系統只能完成某些特定目的的任務。此外，嵌入式系統亦有些必須滿足的基本性能，如安全性和可用性。除此之外，其他功能可能要求較低或沒有要求，使嵌入式系統的硬體得以簡化，以降低成本。對於大批量生產的嵌入式系統來說，降低成本通常是設計的首要考慮。因此，嵌入式系統通常需要簡化去除不需要的功能以降低成本。

嵌入式系統的核心是由一個或幾個預先編程好執行少數幾項任務的微處理器或者微控制器組成。與一般個人電腦能夠執行使用者所安裝之各種軟體，嵌入式系統上的軟體通常是暫時不變的，因而被稱為韌體(firmware)。

以韌體而言，製造廠都會提供韌體給客戶下載更新。但是，在韌體更新的階段，目前的處理方式都是將韌體內容一次全部更新到記憶體內。因此，在更新韌體時必需中斷目前設備的操作，才能使用到新的功能。這樣的操作往 往會造成使用者不方便，而且在更新韌體時都需要花較長的時間重新啟動(Reboot)系統。

有鑑於先前技術所造成的問題，本發明提供了一種嵌入式系統之韌體更新方法及系統以克服先前技術所造成的問題。

本發明之一態樣是在提供一種嵌入式系統之韌體更新方法。

根據本發明一實施方式，一種嵌入式系統之韌體更新方法包含：執行嵌入式系統之數個功能模組，其中功能模組根據存於原始資料儲存區塊中對應的韌體而執行。提供模組更新資料表用以記錄每一功能模組的目前韌體版本資料。自伺服器中接收具有更新版本資料的韌體更新檔，其中韌體更新檔用以將功能模組中之至少一目標模組更新至更新韌體版本資料。將更新韌體版本資料輸入模組更新表中，使至少一目標模組在模組更新表中同時具有目前韌體版本資料與更新韌體版本資料。將韌體更新檔覆寫原始資料儲存區塊中之對應至少一目標模組的韌體並判斷是否完整覆寫。當韌體更新檔完整覆寫原始資料儲存區塊中之對應至少一目標模組的韌體時，根據原始資料儲存區塊中覆寫後之至少一目標模組的韌體，重新初始至少一目標模組及與至少一目標模組具相依性的功能模組，其中重新初始至少一目標模組以及與至少一目標模組具相依性的功能模組時，嵌入式系統之其他功能模組仍持續執行。

本發明之另一態樣是在提供一種嵌入式系統之韌體更新設備。

根據本發明另一實施方式，一種嵌入式系統之韌體更新設備包含儲存裝置以及處理器。儲存裝置具有固定存取記憶體及隨機存取記憶體。其中，固定存取記憶體具有模組更新資料表。處理器與儲存裝置電性連接，其包含：功能模組執行單元、更新接收單元、登錄單元、覆寫單元以及初始單元。功能模組執行單元用以執行嵌入式系統之數個功能模組。更新接收單元用以自伺服器中接收具有更新版本資料的韌體更新檔並將韌體更新檔儲存於儲存裝置。登錄單元用以將更新韌體版本資料登錄於模組更新表中。覆寫單元用以將韌體更新檔覆寫原始資料儲存區塊中對應目標模組的韌體並判斷是否完整覆寫。初始單元當韌體更新檔完整覆寫原始資料儲存區塊中之對應目標模組的韌體時，用以根據原始資料儲存區塊中覆寫後之目標模組的韌體，重新初始目標模組及與目標模組具相依性的功能模組。

應用本發明具有下列優點。本發明之嵌入式系統在韌體更新時，可分別更新所需更新的功能模組，進而僅需初始化接受更新的功能模組及與其具相依性的功能模組。因此，嵌入式系統在韌體更新完成後不需重新啟動整個系統。沒有進行韌體更新的其他功能模組仍可繼續運作其功能。

另外，使用者可經由模組更新資料表來決定目前功能模組的韌體版本資料。藉此，使用者可由韌體版本資料得知功能模組的開發狀況，進而決定功能模組的韌體是否需 要進行更新。因此，本發明可依據使用者的需求，決定嵌入式系統內的功能模組是否要進行韌體更新。

以下將以圖式及詳細說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

請參照第1圖，其繪示依照本發明一實施方式的一種嵌入式系統之韌體更新方法100之步驟流程圖。如第1圖所示，嵌入式系統之韌體更新方法100包含以下步驟：在步驟110中，執行嵌入式系統之數個功能模組。其中，功能模組根據存於原始資料儲存區塊中對應的韌體而執行。舉例來說，嵌入式系統可依照功能屬性分成圖形使用者介面(Graphical User Interface，GUI)類、處理系統類以及驅動裝置類。進一步地，嵌入式系統可在依照各別將使用者介面類、處理系統類以及驅動裝置類內部的功能屬性不同細分為數個功能模組。其中，每個功能模組在原始資料儲存區塊中具有相對應的韌體，藉由所屬之韌體以執行其功能模組的功能。在本實施中，原始資料儲存區塊係位於固定存取記憶體內。舉例來說，固定存取記憶體可為快閃記憶體(Flash)、非揮發性記憶體(Non-Volatile Random Access Memory，NVRAM)或其他可供存取之儲存元件。此外，執行嵌入式系統包含預先編程好執行少數幾項任務的微處理器或者微控制器，用以執行嵌入式系統之 各功能模組。

在步驟120中，提供模組更新資料表，以記錄每一功能模組的目前韌體版本資料。其中，目前韌體版本資料包含每一功能模組在原始資料儲存區塊內的韌體的韌體版本資料，韌體版本資料可包含所屬韌體資訊的版本編號。因此，在模組更新表中可顯示每一功能模組及其對應的目前韌體版本資料，以供使用者了解功能模組的韌體更新情形。

在步驟130中，自伺服器中接收具有更新版本資料的韌體更新檔。在本實施例中，功能模組中之目標模組可利用韌體更新檔進行更新，利用韌體更新檔將此目標模組更新至一更新韌體版本資料。然而，在一些實施例中，韌體更新檔可同時對功能模組中數個目標模組進行更新，使得功能模組中的數個目標模組同時更新至一相同的更新韌體版本資料。其中，更新韌體版本資料可包含更新韌體資訊的版本編號。

在步驟140中，將更新韌體版本資料登錄於模組更新表中。在本實施例中，功能模組中的每一目標模組在模組更新表中可同時具有目前韌體版本資料與更新韌體版本資料。然而，因模組更新表可顯示目標模組(目標模組為可接收韌體更新檔更新的功能模組)的目前韌體版本資料與更新韌體版本資料，使用者可經由模組更新表得知可接收韌體更新檔更新的目標模組的目前韌體資訊的版本編號與韌體更新檔的更新韌體資訊的版本編號。因此，使用者可比較兩版本資料以決定是否對此目標模組進行更新。

然而，當目標模組是複數個時，使用者可藉由步驟140所提供的資訊對數個可進行韌體更新的目標模組進行挑 選，並選擇至少一個目標模組以進行韌體更新。

在步驟160中，將韌體更新檔覆寫原始資料儲存區塊中之對應目標模組的韌體。在本實施例中，因目標模組在模組更新表中同時具有目前韌體版本資料與更新韌體版本資料，當目前韌體版本資料與更新韌體版本資料相同時，不將韌體更新檔覆寫原始資料儲存區塊中對應目標模組的韌體，及表示不進行嵌入式系統的韌體更新。

另外，在步驟170中，判斷韌體更新檔是否完整覆寫原始資料儲存區塊中之對應目標模組的韌體。

在步驟180中，當韌體更新檔完整覆寫更新模組之韌體時，根據原始資料儲存區塊中覆寫後之目標模組的韌體，重新初始目標模組及與目標模組具相依性的功能模組。數個功能模組之間在功能上具有相依性，因此在重新初始其中一功能模組時，需要同時初始具有相依性的其他數個功能模組。於是，當目標模組之韌體經韌體更新檔覆寫完成後，初始化此目標模組及與目標模組具相依性的其他數個功能模組，使得韌體更新後的目標模組可與其他具相依性的功能模組正常進行交互運作。

因此，在韌體更新檔完整覆寫更新模組之韌體時，未進行初始化的其他功能模組，仍可進行其功能性的運作。本實施例所述之嵌入式系統整體不會因進行韌體更新檔完整覆寫更新模組之韌體的過程而使整個系統完全停止運作。

另外，在本實施例中，在將韌體更新檔覆寫原始資料儲存區塊中之對應目標模組的韌體(步驟160)更新前， 進一步將原始資料儲存區塊中目標模組之韌體儲存至暫存資料儲存區塊(步驟150)。因此，當韌體更新檔沒有完整覆寫目標模組之韌體時，將暫存資料儲存區塊所儲存之目標模組之韌體重新寫回原始資料儲存區塊中(步驟190)。其中，本實施例所述之暫存資料儲存區塊係位於隨機存取記憶體內。然而，在一些實施例中，當韌體更新檔沒有完整覆寫原始資料儲存區塊中之對應目標模組的韌體後，可發送更新失敗資訊(步驟192)以告知使用者韌體更新失敗。而當韌體更新檔完整覆寫原始資料儲存區塊中之對應目標模組的韌體後，發送更新完成資訊(步驟182)以告知使用者韌體更新成功。

請參照第2圖，其繪示依照第1圖之嵌入式系統之韌體更新方法中步驟150a之步驟流程圖。如第2圖所示，當目標模組為複數個時，在將原始資料儲存區塊中目標模組之韌體儲存至暫存資料儲存區塊(步驟150)後，判斷所選擇的目標模組在嵌入式系統中是否正在執行運作(步驟152)。當選擇之目標模組為未執行運作的目標模組時，將韌體更新檔覆寫原始資料儲存區塊中之對應所選擇的目標模組的韌體(步驟160)，進而執行如第1圖所述之步驟流程。

另外，當所選擇之目標模組正在執行運作時，停止所選擇的目標模組及與所選擇的目標模組具相依性的功能模組的執行運作(步驟154)，將韌體更新檔覆寫原始資料儲存區塊中之對應所選擇的目標模組的韌體(步驟160)，進而執行如第1圖所述之步驟流程。

請參照第3圖，其繪示依照本發明再一實施方式的一種嵌入式系統之韌體更新設備200之功能方塊圖。嵌入式系統之韌體更新設備200包含儲存裝置210以及處理器220。

儲存裝置220具有固定存取記憶體222及隨機存取記憶體224(Random Access Memory，RAM)，其中固定存取記憶體222儲存有模組更新資料表。舉例來說，嵌入式系統內所屬的圖形使用者介面(Graphical User Interface，GUI)類、處理系統類以及驅動裝置類後，再進一步地將每一類依照功能屬性的不同分類成數個功能模組。然而，每一功能模組具有相對應的韌體，並將韌體儲存於固定存取記憶體222中。另外，韌體可包含對應功能模組名稱、版本資料及韌體程式碼。利用模組更新資料表可分別記錄一嵌入式系統之數個功能模組的韌體版本資料。另外，在一些實施例中，固定存取記憶體222可為快閃記憶體(Flash)、非揮發性記憶體(Non-Volatile Random Access Memory，NVRAM)或其他可供存取之儲存元件。而在其他實施例中，隨機存取記憶體224也可用其他用以作為嵌入式系統之主記憶體的記憶體所取代之。

處理器210自伺服器300中透過輸出輸入介面400以接收韌體更新檔並與儲存裝置220電性連接而將韌體更新檔儲存於儲存裝置210中。輸出輸入介面400可包含網路介面、通用匯流排(Universal Serial Bus Interface，USB)介面、大容量儲存裝置介面以及其他輸出輸入裝置介面。

處理器210具有多個經組態(configuration)以執行程式 模組的裝置。在本實施例中，處理器210包含：功能模組執行單元211、更新接收單元212、登錄單元213、覆寫單元214、以及初始單元215。

功能模組執行單元211用以將嵌入式系統之數個功能模組的韌體版本資料登錄模組更新表內。

更新接收單元212用以自伺服器300中接收具有更新版本資料的韌體更新檔並將韌體更新檔儲存於儲存裝置210，其中韌體更新檔用以將功能模組中之目標模組更新至更新韌體版本資料。在本實施例中，韌體更新檔包含所對應之功能模組的名稱、版本資料及韌體程式碼。

覆寫單元214用以將韌體更新檔覆寫原始資料儲存區塊中對應目標模組的韌體並判斷是否完整覆寫。因此，覆寫單元214可自模組更新表中選擇一功能模組作為更新模組以接受一韌體更新檔而達韌體更新。

當韌體更新檔完整覆寫原始資料儲存區塊中之對應目標模組的韌體時，初始單元215用以根據原始資料儲存區塊中覆寫後之目標模組的韌體，重新初始目標模組及與目標模組具相依性的功能模組。因此，除了具韌體更新檔的目標模組及與其具相依性的功能模組外，嵌入式系統中其他的功能模組仍可繼續運作不致因其他更新模組進行韌體更新而中斷。

另外，處理器210可進一步包含備分單元216與回寫單元217。備份單元216用以將韌體更新檔儲存於隨機存取記憶體224以及將目標模組之韌體備份儲存於隨機存取記憶體224中。當韌體更新檔覆寫於所選取的目標模組與 其對應的韌體時，備份單元216先將所選取的目標模組其覆寫前之韌體備份儲存於隨機存取記憶體224中。當韌體更新檔沒有完整覆寫目標模組之韌體時，回寫單元217用以將隨機存取記憶體224所儲存之目標模組之韌體重新寫回固定存取記憶體222中。

在本實施例中，處理器210進一步包含發送單元218，用以發送更新成功資訊或更新失敗資訊。舉例來說，當韌體更新檔沒有完整覆寫更新模組之韌體後，發送單元218可發送更新失敗資訊以通知使用者更新失敗的訊息。當韌體更新檔完整覆寫更新模組之韌體後，發送單元218可發送一更新完成資訊以通知使用者韌體更新成功的訊息。

另外，在一些實施例中，處理器220進一步包含暫停單元219，當所選擇之目標模組正在執行運作時用以停止所選擇的目標模組及與所選擇的目標模組具相依性的功能模組的執行運作以進行後續目標模組與具相依性功能模組的初始化。

由上述本發明實施方式可知，應用本發明具有下列優點。本發明之嵌入式系統在韌體更新時，可分別更新所需更新的功能模組，進而僅需初始化接受更新的功能模組及與其具相依性的功能模組。因此，嵌入式系統在韌體更新完成後不需重新啟動整個系統。沒有進行韌體更新的其他功能模組仍可繼續運作其功能。

另外，使用者可經由模組更新資料表來決定目前功能模組的韌體版本資料。藉此，使用者可由韌體版本資料得知功能模組的開發狀況，進而決定功能模組的韌體是否需 要進行更新。因此，本發明可依據使用者的需求，決定嵌入式系統內的功能模組是否要進行韌體更新。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧嵌入式系統之韌體更新方法

110~192‧‧‧步驟

200‧‧‧嵌入式系統之韌體更新設備

210‧‧‧處理器

215‧‧‧初始單元

216‧‧‧備份單元

217‧‧‧回寫單元

218‧‧‧發送單元

219‧‧‧暫停單元

220‧‧‧儲存裝置

211‧‧‧功能模組執行單元

212‧‧‧更新接收單元

213‧‧‧登錄單元

214‧‧‧覆寫單元

222‧‧‧固定存取記憶體

224‧‧‧隨機存取記憶體

300‧‧‧伺服器

400‧‧‧輸入輸出介面

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明一實施方式的一種嵌入式系統之韌體更新方法之步驟流程圖。

第2圖係繪示第1圖之嵌入式系統之韌體更新方法中步驟150a之步驟流程圖。

第3圖係繪示依照本發明再一實施方式的一種嵌入式系統之韌體更新設備之功能方塊圖。

100‧‧‧嵌入式系統之韌體更新方法

110~192‧‧‧步驟

Claims (11)

1. 一種嵌入式系統之韌體更新方法，其包含：(a)執行一嵌入式系統之複數個功能模組，其中該些功能模組根據存於一原始資料儲存區塊中對應的韌體而執行；(b)提供一模組更新資料表，用以記錄每一該些功能模組的一目前韌體版本資料；(c)自一伺服器中接收具有更新版本資料的一韌體更新檔，其中該韌體更新檔用以將該些功能模組中之至少一目標模組更新至一更新韌體版本資料；(d)將該更新韌體版本資料登錄於該模組更新表中；(e)將該韌體更新檔覆寫該原始資料儲存區塊中對應該至少一目標模組的韌體並判斷是否完整覆寫；以及(f)當該韌體更新檔完整覆寫該原始資料儲存區塊中之對應該至少一目標模組的韌體時，根據原始資料儲存區塊中覆寫後之該至少一目標模組的韌體，重新初始該至少一目標模組及與該至少一目標模組具相依性的該些功能模組，其中重新初始該至少一目標模組以及與該至少一目標模組具相依性的該些功能模組時，該嵌入式系統之其他功能模組仍持續執行。
2. 如請求項1所述之嵌入式系統之韌體更新方法，更包含：在將該韌體更新檔覆寫該原始資料儲存區塊中之該至少一目標模組之韌體前，將該原始資料儲存區塊中該至少 一目標模組之韌體儲存至一暫存資料儲存區塊；當該韌體更新檔沒有完整覆寫該至少一目標模組之韌體時，將該暫存資料儲存區塊所儲存之該至少一目標模組之韌體重新寫回該原始資料儲存區塊中。
3. 如請求項1所述之嵌入式系統之韌體更新方法，其中步驟(e)包含：當該至少一目標模組為複數個時，判斷該些目標模組是否執行運作；以及選擇未執行運作的該至少一目標模組，將該韌體更新檔覆寫該原始資料儲存區塊中之對應所選擇的該目標模組的韌體並判斷是否完整覆寫。
4. 如請求項1所述之嵌入式系統之韌體更新方法，其中步驟(e)包含：當該至少一目標模組為複數個時，判斷該些目標模組是否執行運作；以及當所選擇之該至少一目標模組正在執行運作時，停止所選擇的該至少一目標模組及與所選擇的該至少一目標模組具相依性的該些功能模組的執行運作，並將該韌體更新檔覆寫該原始資料儲存區塊中之對應所選擇的該至少一目標模組的韌體並判斷是否完整覆寫。
5. 如請求項1所述之嵌入式系統之韌體更新方法，進一步包含： 當該韌體更新檔沒有完整覆寫該原始資料儲存區塊中之對應該至少一目標模組的韌體後，發送一更新失敗資訊；以及當該韌體更新檔完整覆寫該原始資料儲存區塊中之對應該至少一目標模組的韌體後，發送一更新完成資訊。
6. 如請求項1所述之嵌入式系統之韌體更新方法，其中該至少一目標模組在該模組更新表中同時具有該目前韌體版本資料與該更新韌體版本資料，當該目前韌體版本資料與該更新韌體版本資料相同時，不將該韌體更新檔覆寫該原始資料儲存區塊中對應該至少一目標模組的韌體。
7. 一種嵌入式系統之韌體更新設備，包含：一儲存裝置，包含一固定存取記憶體與一隨機存取記憶體，其中該固定存取記憶體儲存有一模組更新資料表。用以儲存一嵌入式系統之複數個功能模組的韌體版本資料；以及一處理器，與該儲存裝置電性連接，其包含：一功能模組執行單元，用以執行該嵌入式系統之該些功能模組；一更新接收單元，用以自一伺服器中接收具有更新版本資料的一韌體更新檔並將該韌體更新檔儲存於該儲存裝置，其中該韌體更新檔用以將該些功能模組中之至少一目標模組更新至一更新韌體版本資料；一登錄單元，用以將該更新韌體版本資料登錄於 該模組更新表中；一覆寫單元，用以將該韌體更新檔覆寫該原始資料儲存區塊中對應該至少一目標模組的韌體並判斷是否完整覆寫；以及一初始單元，當該韌體更新檔完整覆寫該原始資料儲存區塊中之對應該至少一目標模組的韌體時，用以根據原始資料儲存區塊中覆寫後之該至少一目標模組的韌體，重新初始該至少一目標模組及與該至少一目標模組具相依性的該些功能模組。
8. 如請求項7所述之嵌入式系統之韌體更新設備，其中該處理器進一步包含一備分單元，用以將該韌體更新檔儲存於一隨機存取記憶體以及將該至少一目標模組之韌體備份儲存於該隨機存取記憶體中。
9. 如請求項8所述之嵌入式系統之韌體更新設備，其中該處理器進一步包含一回寫單元，當該韌體更新檔沒有完整覆寫該至少一目標模組之韌體時，用以將該隨機存取記憶體所儲存之該至少一目標模組之韌體重新寫回該固定存取記憶體中。
10. 如請求項9所述之嵌入式系統之韌體更新設備，其中該處理器進一步包含一發送單元，用以當該韌體更新檔沒有完整覆寫該原始資料儲存區塊中之對應該至少一目標模組的韌體後，發送一更新失敗資訊或當該韌體更新檔 完整覆寫該原始資料儲存區塊中之對應該至少一目標模組的韌體後，一更新完成資訊。
11. 如請求項7所述之嵌入式系統之韌體更新設備，其中該處理器進一步包含一暫停單元，當所選擇之該至少一目標模組正在執行運作時，用以停止所選擇的該至少一目標模組及與所選擇的該至少一目標模組具相依性的該些功能模組的執行運作。