TWI614684B - 即時韌體更新方法及其電腦可讀取媒介 - Google Patents

Abstract

一種即時韌體更新方法，適用於包括計算機裝置與儲存裝置的即時韌體更新系統。首先，計算機裝置啟動至即時作業系統進行操作，其中即時作業系統與儲存裝置的韌體透過驅動程式進行溝通。即時作業系統向韌體下達多個讀取指令，以使韌體進行符合前綴流程的讀取動作，其中前綴流程定義多個特定邏輯塊位址被讀取的順序。在韌體進行符合前綴流程的讀取動作後，即時作業系統項韌體下達多個寫入指令，以使韌體進行特定寫入流程的寫入動作，而將韌體映像檔自寫入流程定義的目標邏輯塊位址開始寫入至儲存裝置。

Description

即時韌體更新方法及其電腦可讀取媒介

本發明係關於一種儲存裝置，且特別是一種透過即時作業系統(real-time operating system，RTOS，例如：Windows^®、Linux^®、Android^®)來更新儲存裝置之韌體的即時韌體更新方法，以及一種具有多個程式碼以執行所述即時韌體更新方法的電腦可讀取媒介，其中電腦可讀取媒介為一種非暫態媒介(non-transitory medium)。

隨著電子技術的發展，各種不同類型的儲存裝置被提出。早期使用磁性媒介來作為儲存裝置的產品有存取速度慢的問題，故現在有不少儲存裝置採用NAND快閃記憶體(NAND flash memory)來作為儲存裝置，舉例來說，微型安全記憶卡(Micro SD card)、嵌入式多媒體卡(eMMC)或固態硬碟(SSD)等。

對於使用者而言，儲存裝置的效能與可靠度必須達到一定程度，因此，在一些情況下，需要對儲存裝置的韌體進行更新，以改善其效能與可靠度。有些儲存裝置(例如：嵌入式多媒體卡)需要透過主控端(host)進入特定模式下，才可以進行韌體更新。例如，主控端得先進入開機模式(boot mode)，才可以允許主控端輸入設備供應商端(vendor)提供的指令(command)，執行特定功能以更新韌體。然而，對使用者來說，上述傳統更新韌體的方式並不方便。

本發明實施例提供一種即時韌體更新方法，適用於包括計算機裝置與儲存裝置的即時韌體更新系統。首先，計算機裝置啟動至即時作業系統進行操作，其中即時作業系統與儲存裝置的韌體透過驅動程式進行溝通。即時作業系統向韌體下達多個讀取指令，以使韌體進行符合前綴流程的讀取動作，其中前綴流程定義多個特定邏輯塊位址被讀取的順序。在韌體進行符合前綴流程的讀取動作後，即時作業系統項韌體下達多個寫入指令，以使韌體進行特定寫入流程的寫入動作，而將韌體映像檔自寫入流程定義的目標邏輯塊位址開始寫入至儲存裝置。

本發明實施例還提供一種非暫態的電腦可讀取媒介，所述電腦可讀取媒介包括有多個程式碼，用以執行如上述即時韌體更新方法。

據此，本發明實施例提供一種透過即時作業系統來更新儲存裝置之韌體的即時韌體更新方法及其電腦可讀取媒介，故可以讓使用者在對儲存裝置進行韌體更新時，給予使用者極大的便利性。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1‧‧‧即時韌體更新系統

11‧‧‧計算機裝置

12‧‧‧儲存裝置

121‧‧‧快閃記憶體

122‧‧‧控制器

S21~S23、S311~S314、S321~S326‧‧‧步驟流程

H411、H421‧‧‧標頭

C412‧‧‧盤問金鑰

C422‧‧‧盤問成功訊息

LBA(m)~LBA(z)、LBA(k)‧‧‧邏輯塊位址

圖1是本發明實施例的即時韌體更新系統的示意圖。

圖2是本發明實施例的即時韌體更新方法的流程圖。

圖3是本發明實施例的即時韌體更新方法的細部流程圖。

圖4是本發明實施例的快閃記憶體之多個邏輯塊位址所對應的內容之示意圖。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件，且本文中所使用的術語「或」視實際情況可能包括相關聯之列出項目中之任一者或者多者之所有組合。

本發明實施例提供一種透過即時作業系統(例如：Windows^®、Linux^®、Android^®)來更新儲存裝置之韌體的即時韌體更新方法。使用者可在不需要使主控端(亦即，計算機裝置)進入特定模式下，透過即時作業系統下達指令給韌體進行特定行為，即可以進行韌體更新。舉例來說，所述即時韌體更新方法可以是Android^®系統的一個應用程式，使用者在Android^®系統上執行此應用程式即可以方便地進行韌體更新。除此之外，本發明實施例還提供一種具有多個程式碼以執行上述即時韌體更新方法的電腦可讀取媒介，其中電腦可讀取媒介為一種非暫態媒介。

即時作業系統與韌體之間透過驅動程式來溝通，且上述即時韌體更新方法的大概說明如下。首先，即時作業系統下達多個讀取指令給韌體。韌體檢查讀取多個邏輯塊位址(logic block address，LBA)的讀取流程是否符合多個特定邏輯塊位址的前綴流程。若讀取流程符合前綴流程，則基於前綴流程中最後一個特定位址的內容回傳盤問金鑰(challenge key)給即時作業系統。即時作業系統會等待韌體回傳的資訊，以得知讀取流程是否符合前綴流程，以及是否順利地收到盤問金鑰。

即時作業系統在收到盤問金鑰後，會基於盤問金鑰進行解密回傳答案訊息(answer)給韌體，其中答案訊息是一個目標邏輯塊位址。若韌體判斷答案訊息正確，則韌體會讀取答案訊息對應之目 標邏輯塊位址的內容，以根據目標邏輯塊位址的內容回傳盤問成功訊息給即時作業系統，且即時作業系統在收到盤問成功訊息後，即表示即時作業系統與韌體之間的交握確認(handshake confirm)已經完成，而可以進一步地新的韌體映像檔寫入至目標邏輯塊位址。

接著，即時作業系統下達自目標邏輯塊位址寫入具有校驗和(checksum)之韌體映像檔(firmware image file)的寫入指令給韌體。接著，韌體收到寫入指令後，開始自目標邏輯塊位址寫入具有校驗和之韌體映像檔，以在成功地將具有校驗和之韌體映像檔寫入後，完成對儲存裝置的韌體更新。

上述儲存裝置可以是計算機裝置內的儲存裝置(例如，內建的固態硬碟)，且亦可以是外接或擴展的儲存裝置(例如，微型數位安全記憶卡或嵌入式多媒體卡)。版本為v4.x的嵌入式多媒體卡目前僅能透過進入開機模式來對韌體進行更新，故可以使用本發明實施例的即時韌體更新方法透過即時作業系統對韌體進行更新，以賦予使用者較多的便利性。版本為v5.x的嵌入式多媒體卡目前都能提供使用者透過即時作業系統來更新儲存裝置之韌體，但其詳細作法則與本發明實施例的即時韌體更新方法不同，且此版本的嵌入式多媒體卡亦能使用本發明實施例的即時韌體更新方法。簡單地說，根據上述內容，本發明不以儲存裝置的類型為限制。

請參照圖1，圖1是本發明實施例的即時韌體更新系統的示意圖。作為主控端的計算機裝置11與儲存裝置12形成一個即時韌體更新系統1，計算機裝置11電性連接儲存裝置12。儲存裝置12具有快閃記憶體121與控制器122，其中快閃記憶體121電性連接控制器122。於此實施例中，儲存裝置12是一個外接或擴展的快閃記憶體儲存裝置，於其他實施例中，儲存裝置12亦可以是內建於計算機裝置11的快閃記憶體儲存裝置，且儲存裝置12的類型並非用以限制本發明。

接著，請同時參照圖1與圖2，圖2是本發明實施例的即時韌體更新方法的流程圖。所述即時韌體更新方法可以執行於圖1的即時韌體更新系統1中，進一步地，即時作業系統係運行於計算機裝置11中，且即時作業系統透過驅動程式與儲存裝置12的韌體溝通。韌體的程式碼可以儲存於快閃記憶體121中，透過控制器122來執行所述韌體，以控制快閃記憶體121的存取動作。

首先，在步驟S21中，透過計算機裝置11，啟動至即時作業系統進行操作。接著，在步驟S22中，透過即時作業系統向韌體下達多個讀取指令，以執行前綴流程的讀取動作後，再向韌體下達多個寫入指令，執行特定寫入流程的寫入動作，以將具有校驗和之韌體映像檔寫入至快閃記憶體121中，其中特定寫入流程定義有韌體映像檔所要寫入的邏輯塊位址。接著，在步驟S23中，完成所述韌體更新。

更進一步地說，在步驟S22中，在執行前綴流程的讀取動作後，即時作業系統可以得到盤問金鑰，接著，即時作業系統會根據盤問金鑰獲得答案訊息以對應一個目標邏輯塊位址，待韌體確認此答案訊息，並讀取目標邏輯塊位址之內容以回傳盤問成功訊息給韌體後，即時作業系統才會下達自目標邏輯塊位址寫入具有校驗和之韌體映像檔的寫入指令給韌體(亦即執行特定寫入流程的寫入動作，其中特定寫入流程定義有寫入韌體映像檔之目標邏輯塊位址作為寫入起始點的邏輯塊位址)。

接著，請參照圖3，圖3是本發明實施例的即時韌體更新方法的細部流程圖。於圖3中，即時作業系統透過驅動程式與儲存裝置的韌體進行溝通，即時作業系統會下達多個讀取指令給韌體，韌體會藉此去讀取快閃記憶體中之多個邏輯塊位址。因此，在步驟S311中，即時作業系統會等待韌體回覆的資訊以判斷快閃記憶體中被讀取之多個邏輯塊位址的讀取流程是否等於多個特定邏輯塊位址的前綴流程，以及在讀取流程符合前綴流程時，判斷是否 收到韌體回覆的盤問金鑰。若讀取流程等於前綴流程，且收到韌體回覆的盤問金鑰，則即時作業系統執行下一個步驟S312；否則，則步驟S311繼續被即時作業系統所執行。

在步驟S321中，韌體會判斷讀取之多個邏輯塊位址的讀取流程是否等於多個特定邏輯塊位址的前綴流程，並回覆相關的資訊給即時作業系統。若讀取流程等於前綴流程，則韌體執行下一個步驟S322；否則，則步驟S321繼續被韌體所執行。接著，在步驟S322中，韌體基於前綴流程中最後一個特定邏輯塊位址的內容回傳盤金鑰給即時作業系統。

請同時參照圖3與圖4，圖4是本發明實施例的快閃記憶體之多個邏輯塊位址所對應的內容之示意圖。在步驟S311中，即時作業系統透過韌體回覆的資訊判斷韌體是否依序地去讀取邏輯塊位址LBA(m)、LBA(n)、LBA(o)、LBA(p)、...、LBA(y)、LBA(z)的內容，其中m、n、...、y、z彼此不相同，且並非升冪或降冪排序。 也就是說，前綴流程定義多個特定邏輯塊位址LBA(m)、LBA(n)、LBA(o)、LBA(p)、...、LBA(y)、LBA(z)被讀取之順序，即時作業系統先判斷韌體回覆讀取多個邏輯塊位址之讀取流程是否等於前綴流程的資訊是否為真。若韌體回覆的資訊為真，則在步驟S311中，即時作業系統再判斷韌體是否回覆盤問金鑰C412。

另外，在步驟S321，韌體會判斷邏輯塊位址LBA(m)、LBA(n)、LBA(o)、LBA(p)、...、LBA(y)、LBA(z)的內容是否依序被讀取，並回覆相關的資訊給即時作業系統。若邏輯塊位址LBA(m)、LBA(n)、LBA(o)、LBA(p)、...、LBA(y)、LBA(z)的內容依序被讀取，則根據邏輯塊位址LBA(z)的內容回覆盤問金鑰C412給即時作業系統。在此請注意，邏輯塊位址LBA(z)的內容包括標頭H411與盤問金鑰C412，標頭H411可以被韌體進一步地檢查，以確認邏輯塊位址LBA(z)的盤問金鑰C412是否正確，在其他實施例中，標頭H411亦可以改作為盤問金鑰C412的一部份。

另外一方面，前面前綴流程雖然是指多個特定邏輯塊位址LBA(m)、LBA(n)、LBA(o)、LBA(p)、...、LBA(y)、LBA(z)之順序，但是，於其他實施例中，前綴流程亦可以是代表多個特定邏輯塊位址LBA(m)、LBA(n)、LBA(o)、LBA(p)、...、LBA(y)、LBA(z)之依序任兩者的多個位址差值所形成的位址差值序列，而讀取流程則是代表被讀取之多個邏輯塊位址之依序任兩者的多個位址差值所形成的位址差值序列，僅要此兩位址差值序列符合，則可以代表讀取流程等於前綴流程。

接著，請回去繼續參照圖3，在步驟S312中，即時作業系統基於盤問金鑰獲得目標邏輯塊位址，並下達讀取指令給韌體對目標邏輯塊位址的內容進行讀取，也就是說，即時作業系統對盤問金鑰進行解密，以獲得答案訊息回傳給韌體與命令韌體依據答案訊息進行讀取動作，其中答案訊息對應目標邏輯塊位址。在步驟S323，韌體判斷即時作業系統回覆的答案訊息是否正確，也就是判斷目標邏輯塊位址是否正確。若答案訊息正確，則韌體進一步地執行步驟S324，否則，則繼續執行步驟S321。

之後，在步驟S324中，韌體讀取目標邏輯塊位址的內容，並基於目標邏輯塊位址的內容，回傳盤問成功訊息給即時作業系統。在步驟S313中，即時作業系統判斷是否收到盤問成功訊息。若收到盤問成功訊息，則即時作業系統接著執行步驟S314，否則，則繼續執行步驟S311。

在步驟S314中，即時作業系統下達自目標邏輯塊位址寫入具有校驗和之韌體映像檔的寫入指令給韌體。然後，韌體收到此寫入指令後，於步驟S325中，韌體開始自目標邏輯塊位址寫入具有校驗和之韌體映像檔，並判斷是否成功將韌體映像檔寫入。若成功地將韌體映像檔寫入，則韌體執行步驟S326，完成韌體更新，否則，則繼續執行步驟S321。在此請注意，上述校驗和並非用以限制本發明，換言之，亦可以寫入不具有校驗和的韌體映像檔， 只是較佳地，為了資料正確性，一般會設計成寫入具有校驗和的韌體映像檔。

請同時參照圖3與圖4，進一步地，在步驟S312中，即時作業系統基於盤問金鑰C412進行解密，以獲得答案訊息，也就目標邏輯塊位址LBA(k)。然後，在步驟S323中，韌體會檢查答案訊息的目標邏輯塊位址LBA(k)是否正確，以及在步驟S324中，讀取目標邏輯塊位址LBA(k)之內容中的盤問成功訊息C422，並回傳給即時作業系統。在步驟S313中，即時作業系統檢查是否收到盤問成功訊息C422。在步驟S314中，即時作業系統下達寫入指令給韌體自目標邏輯塊位址LBA(k)開始寫入具有校驗和之韌體映像檔，以及在步驟S325，韌體開始自目標邏輯塊位址LBA(k)開始寫入具有校驗和之韌體映像檔並判斷是否成功地將具有校驗和之韌體映像檔寫入。

在此請注意，邏輯塊位址LBA(k)的內容包括標頭H421與盤問成功訊息C422，標頭H421可以被韌體進一步地檢查，以確認邏輯塊位址LBA(k)的盤問成功訊息C422是否正確，在其他實施例中，標頭H421亦可以改作為盤問成功訊息C422的一部份。另外一方面，上述盤問金鑰C412係在韌體更新方法被執行時，被動態地決定，因此，目標邏輯塊位址LBA(k)與盤問成功訊息C422亦為動態決定。簡單地說，邏輯塊位址LBA(m)~LBA(y)儲存的資料是之前存在快閃記憶體中的資料，而存在邏輯塊位址LBA(z)與LBA(k)的資料則是動態產生的虛擬資料(dummy data)，其目的係為了即時作業系統與韌體之間進行交握確認使用。

綜合以上所述，本發明實施例提供一種透過即時作業系統來更新儲存裝置之韌體的即時韌體更新方法。上述即時韌體更新方法可以適用於不同的儲存裝置，且特別適用於版本為v4.x的嵌入式多媒體卡，以讓使用者在不需要使主控端(亦即，計算機裝置)進入特定模式下，便能夠透過即時作業系統下達指令給韌體進行 特定行為來進行韌體更新，故給予使用者在韌體更新上的便利性。另外，上述即時韌體更新方法具有一定的安全性，不易被側錄而得知韌體映像檔的儲存位址，以避免惡意分子隨意篡改韌體映像檔的內容。

以上所述，僅為本發明最佳之具體實施例，惟本發明之特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

S21~S23‧‧‧步驟流程

Claims (5)

1. 一種即時韌體更新方法，適用於包括一計算機裝置與一儲存裝置的一即時韌體更新系統，其中該即時韌體更新方法包括：該計算機裝置啟動至一即時作業系統進行操作，其中該即時作業系統與該儲存裝置的一韌體透過一驅動程式進行溝通；該即時作業系統向該韌體下達多個讀取指令，以使韌體進行符合一前綴流程的一讀取動作，其中該前綴流程定義多個特定邏輯塊位址被讀取的順序；該韌體在收到該些讀取指令後，判斷讀取多個邏輯塊位址的一讀取流程是否符合該前綴流程，並據此回覆相關的一第一資訊給該即時作業系統，若該讀取流程符合該前綴流程，則該韌體基於該前綴流程中最後一個特定邏輯塊位址的內容回傳一盤問金鑰給該即時作業系統，若該讀取流程不符合該前綴流程，則該韌體會再次判斷讀取流程是否符合該前綴流程；該前綴流程中最後一個特定邏輯塊位址的內容包括一標頭與該盤問金鑰，該韌體用以檢查該標準，以確認該盤問金鑰；該即時作業系統對該盤問金鑰解密，以獲得具有一目標邏輯塊位址的一答案訊息，並回傳該答案訊息給該韌體，以命令該韌體讀取該目標邏輯塊位址的內容；該韌體更確認該答案訊息是否正確，且若該答案訊息正確，則讀取該目標邏輯塊位址的內容，以獲得一盤問成功訊息，並回傳給該即時作業系統，若該答案訊息不正確，則該韌體會再次判斷讀取流程是否符合該前綴流程；該目標邏輯塊位址的內容包括一標頭與該盤問成功訊息，該韌體用以檢查該標準，以確認該盤問成功訊息；以及在該韌體進行符合該前綴流程的該讀取動作以及與該即時作業系統交互確認後，該即時作業系統向該韌體下達多個寫入指 令，以使該韌體進行特定寫入流程的一寫入動作，而將一韌體映像檔自該寫入流程定義的一目標邏輯塊位址開始寫入至該儲存裝置，若該韌體並未成功地完成韌體更新，則該韌體會再次判斷讀取流程是否符合該前綴流程。
2. 如請求項第1項的即時韌體更新方法，其中該盤問金鑰、該目標邏輯塊位址與該盤問成功訊息係動態產生。
3. 如請求項第1項的即時韌體更新方法，其中該韌體映像檔具有一校驗和。
4. 如請求項第1項的即時韌體更新方法，其中該些特定邏輯塊位址被讀取的順序是指該些特定邏輯塊位址的一位址差值序列。
5. 一種非暫態的電腦可讀取媒介，包括有多個程式碼，用以執行如請求項第1~4項其中之一的即時韌體更新方法。