TWI775578B - 嵌入式電子裝置、啟動方法及內儲程式之嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種嵌入式電子裝置、啟動方法及內儲程式之嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體。處理器於嵌入式電子裝置啟動後，執行多個階段啟動程序。每一該階段啟動程序包含：執行一當前階段啟動韌體；響應該測試請求訊息為一當前階段請求，依據該韌體位置訊息，載入一下一階段啟動韌體；當載入該下一階段啟動韌體成功時，更新該測試請求訊息為下一階段請求並更新該韌體位置訊息為下一啟動韌體位置，否則，更新該測試請求訊息為一失敗訊息並軟重啟嵌入式電子裝置。

Description

嵌入式電子裝置、啟動方法及內儲程式之嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體

本發明係關於嵌入式電子裝置技術，特別是與韌體測試相關的嵌入式電子裝置、啟動方法及內儲程式之電子計算裝置可讀取記錄媒體。

啟動加載器(boot-loader)，也被稱為嵌入式電子裝置的韌體，是嵌入式電子裝置在作業系統內核運行前的一段程式。啟動加載器執行嵌入式電子裝置的啟動程序。嵌入式電子裝置透過啟動加載器(boot-loader)，可以初始化硬體裝置、建立記憶體空間的對映，從而將嵌入式電子裝置的軟硬體環境設定成合適的狀態，以便為作業系統核心準備好正確的軟硬體環境。由於嵌入式電子裝置經常是經過訂製以滿足多樣化的需求，所以啟動加載器本身也常需要更新。嵌入式電子裝置的啟動加載器通常是儲存在快閃記憶體(flash memory)上。傳統的啟動加載器升級方法是將儲存在快閃記憶體對應的區塊(block)的舊啟動加載器抹除，再寫入新的啟動加載器。如果寫入中出現錯誤，或新的啟動加載器本身即有錯誤，而使更新後的韌體不能成功運行，則嵌入式電子裝置就無法完成啟動。傳統上，單一的系統啟動加載器(boot-loader)用於從提供進一步功能的映像(image)清單中啟動電腦系統。例如GNU GRUB和Das UBOOT是傳統的系統啟動加載器，它實現了從外部記憶體中選擇一個映像的方法。但這些技術都不支持多個啟動加載器，也都不支持在啟動加載器自失效的情況下進行恢復。

有鑑於此，本發明提供一種嵌入式電子裝置、啟動方法及內儲程式之嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體，改善現有技術問題。

依據一些實施例，一種嵌入式電子裝置包括嵌入式電子裝置處理器以及第一記憶體。第一記憶體為一非揮發性記憶體並且儲存測試請求訊息及韌體位置訊息。處理器於嵌入式電子裝置啟動後，執行多個階段啟動程序。每一該階段啟動程序包含以下步驟：執行一當前階段啟動韌體；響應該測試請求訊息為一當前階段請求，依據該韌體位置訊息，載入一下一階段啟動韌體；以及當載入該下一階段啟動韌體成功時，更新該測試請求訊息為一下一階段請求並更新該韌體位置訊息為一下一啟動韌體位置。否則，更新該測試請求訊息為一失敗訊息並軟重啟嵌入式電子裝置。

依據一些實施例，一種啟動方法適用於嵌入式電子裝置。啟動方法包含以下步驟：在嵌入式電子裝置之啟動後，處理器執行多個階段啟動程序。每一階段啟動程序包含：執行當前階段啟動韌體；自第一記憶體讀取測試請求訊息及韌體位置訊息，其中，第一記憶體為一非揮發性記憶體；響應測試請求訊息為當前階段請求，依據該韌體位置訊息，載入下一階段啟動韌體；當載入下一階段啟動韌體成功時，更新測試請求訊息為下一階段請求並更新韌體位置訊息為下一啟動韌體位置，否則，更新測試請求訊息為失敗訊息並軟重啟嵌入式電子裝置。

依據一些實施例，一種嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體儲存一內儲程式，當嵌入式電子裝置載入該內儲程式並執行後，可完成前述啟動方法。

依據一些實施例，嵌入式電子裝置、啟動方法及內儲程式之嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體，在每一階段啟動程序響應測試請求訊息為當前階段請求，處理器依據該韌體位置訊息，載入下一階段啟動韌體。當載入下一階段啟動韌體成功時，更新測試請求訊息為下一階段請求並更新韌體位置訊息為下一啟動韌體位置，否則，更新測試請求訊息為失敗訊息並軟重啟嵌入式電子裝置。軟重啟後由於測試請求訊息已被改為失敗訊息，此時嵌入式電子裝置使用原有的啟動加載器。據此，可以讓嵌入式電子裝置檢測並恢復測試的啟動韌體的即時錯誤，從而允許更快的開發周期。依據一些實施例，由於嵌入式電子裝置、啟動方法、內儲程式之嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體及嵌入式電子裝置程式產品的啟動過程是多階段的，因此使用者可以在每一階段啟動韌體規劃適當的功能，從而使啟動韌體可具有複雜的功能並更具可移植性。依據一些實施例，由於嵌入式電子裝置、啟動方法、內儲程式之嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體及嵌入式電子裝置程式產品僅利用第一記憶體內的測試請求訊息及韌體位置訊息。因此，嵌入式電子裝置、啟動方法、內儲程式之嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體及嵌入式電子裝置程式產品並不需要太多額外的系統資源，而可適用於任何有限資源的嵌入式電子裝置。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的「連接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。

圖1為本發明一實施例的嵌入式電子裝置的系統方塊示意圖。請參考圖1，嵌入式電子裝置100包括處理器101以及第一記憶體102。第一記憶體102儲存測試請求訊息103以及韌體位置訊息104。第一記憶體102為一非揮發性記憶體，可在嵌入式電子裝置100軟重啟後保持其內容。以下即配合圖式詳細說明本發明一實施例之啟動方法以及嵌入式電子裝置100之各硬體之間如何協同運作。

圖6為本發明一實施例之步驟流程圖。請同時參考圖1及圖6，處理器101於嵌入式電子裝置100啟動後，執行多個階段啟動程序。每一該階段啟動程序包含步驟S601~S605。

在步驟S601中，處理器101執行當前階段啟動韌體。在步驟S602中，處理器101響應測試請求訊息103為當前階段請求，依據韌體位置訊息104，載入下一階段啟動韌體。

在步驟S603中，判斷載入下一階段啟動韌體是否成功。前述判斷載入下一階段啟動韌體是否成功有許多方法。在一些實施例中，處理器101可以先讀取下一階段啟動韌體的長度和預設校驗值訊息。處理器101再讀取下一階段啟動韌體的全部內容並計算其校驗值。處理器101再比較計算出的校驗值與預設校驗值，以判斷計算出的校驗值是否正確。若計算出的校驗值正確，則可判斷載入下一階段啟動韌體成功。若計算出的校驗值不正確，則可判斷載入下一階段啟動韌體失敗。然而，當然也可以使用其他技術方法判斷載入下一階段啟動韌體是否成功，本發明並不以此為限。

當載入下一階段啟動韌體成功時，執行步驟S604。在步驟S604中，更新測試請求訊息103為下一階段請求並更新韌體位置訊息104為下一啟動韌體位置。

當載入下一階段啟動韌體失敗時，執行步驟S605。在步驟S605中，更新測試請求訊息103為失敗訊息並軟重啟嵌入式電子裝置100。

軟重啟後測試請求訊息103已被改為失敗訊息。此時嵌入式電子裝置100的處理器101響應該測試請求訊息103為失敗訊息，依據預設韌體位置訊息，載入預設下一階段啟動韌體。預設下一階段啟動韌體即為原有的啟動加載器。

圖2為本發明一實施例的測試請求訊息103以及韌體位置訊息104的記憶體規劃示意圖。請參考圖2，在本發明一實施例中，在第一記憶體102中預先規劃記憶體105用以儲存測試請求訊息103以及韌體位置訊息104。在一些實施例中，記憶體105具有32位元容量。測試請求訊息103儲存在記憶體105的低位2位元108中。在低位2位元108中，以位元狀態00表示失敗訊息，以01表示第一階段請求，以10表示第二階段請求，以11表示最後階段請求。韌體位置訊息104儲存在記憶體105的中間4位元107中。記憶體105的的高位26位元106則可記錄其他參數訊息。

在圖2的實施例中，處理器101一次讀取記憶體105的所有位元資料，再以位元運算得出測試請求訊息103以及韌體位置訊息104，因此可快速得到測試請求訊息103以及韌體位置訊息104。當然，測試請求訊息103以及韌體位置訊息104也可以不同方式儲存於第一記憶體102中，本發明並不予以限制。

圖3為本發明另一實施例的嵌入式電子裝置的系統方塊示意圖。請參考圖3，嵌入式電子裝置200更包含唯讀記憶體201。唯讀記憶體201儲存第一階段啟動韌體202。

圖7為本發明一實施例之步驟流程圖。請同時參考圖3及圖7。處理器101於嵌入式電子裝置200啟動後，執行M個階段啟動程序，其中M是大於1之任意正整數。在此實施例中，以M=3來說明。因此，在圖7所示的步驟流程圖中，包含第一階段啟動程序S701，第二階段啟動程序S702以及最後階段啟動程序S703。

第一階段啟動程序S701以及第二階段啟動程序S702皆包含前述步驟S601~S605。最後階段啟動程序S703則包含步驟S601與S606。

處理器101於嵌入式電子裝置200啟動後，執行第一階段啟動程序S701。在執行第一階段啟動程序S701時，處理器101讀取儲存在唯讀記憶體201中第一階段啟動韌體202做為當前階段啟動韌體。

處理器101執行做為當前階段啟動韌體的第一階段啟動韌體202。處理器101並響應測試請求訊息103為第一階段請求，依據韌體位置訊息104，載入第二階段啟動韌體。當處理器101載入第二階段啟動韌體成功時，更新測試請求訊息103為第二階段請求並更新韌體位置訊息104為第二啟動韌體位置。

接下來，處理器101執行第二階段啟動程序S702。

處理器101在執行完第一階段啟動程序S701以及第二階段啟動程序S702後，處理器101已成功載入並執行第一階段啟動韌體202與第二階段啟動韌體並且成功載入最後階段啟動韌體。此時處理器101更執行最後階段啟動程序S703。執行最後階段啟動程序S703包含處理器101響應測試請求訊息103為當前階段請求，執行前一階段啟動程序所成功載入的最後階段啟動韌體。

若處理器101成功執行前一階段啟動程序所載入的最後階段啟動韌體，此時所有階段啟動韌體都已成功測試。處理器101此時可以根據指示訊息，分別設置該些階段啟動韌體為對應預設啟動韌體。則該些階段啟動韌體成為後續嵌入式電子裝置100啟動時的預設選擇韌體。當然，根據指示訊息，該些階段啟動韌體也可以不被選擇為預設啟動韌體，該些階段啟動韌體此時僅是做為測試使用，而不使改變成為永久。

在本發明的一實施例中，第一階段啟動韌體202是以限制讀寫的方式儲存在一個快閃記憶體中。前述限制讀寫的方式可藉由軟體方式或硬體方式所實現。

圖4為本發明一實施例的嵌入式電子裝置的系統方塊示意圖。請參考圖4，嵌入式電子裝置300更包含監視計時器(watchdog timer)301。在一些實施例中，處理器101於執行每一階段啟動程序時，會先啟動監視計時器301。當監視計時器計時至預定時間後，會對嵌入式電子裝置300發出一重啟訊號。處理器101響應重啟訊號，更新測試請求訊息為失敗訊息並軟重啟嵌入式電子裝置300。

圖5為本發明一實施例的嵌入式電子裝置及其外接設備的系統方塊示意圖。請參考圖5，相較於圖1，嵌入式電子裝置400更包含一第一非揮發性記憶體401、一第二非揮發性記憶體405。嵌入式電子裝置400外接有一硬碟402、一光碟裝置403。在一些實施例中，嵌入式電子裝置400透過網路連接一虛擬網路硬體404。

如前所述，嵌入式電子裝置的啟動韌體通常是儲存在快閃記憶體(flash memory)上。在一些實施例中，不同階段的啟動韌體可以儲存在不同的快閃記憶體上或是儲存在相同的快閃記憶體(flash memory)中的不同區域(partition)。在一些實施例中，韌體位置訊息104包含裝置編號與區域編號以指明不同階段的啟動韌體是儲存在哪一個快閃記憶體中的哪個區域。

在本發明的一些實施例中，不同階段的啟動韌體儲存在不同裝置的不同區域中，如圖5之元件第一非揮發性記憶體401、第二非揮發性記憶體405、硬碟402、光碟裝置403或虛擬網路硬體404的不同區域。在一些實施例中，韌體位置訊息104包含裝置編號與區域編號以指明不同階段的啟動韌體是儲存在哪一個裝置中的哪個區域。

在本說明書中，術語「嵌入式電子裝置可讀取媒體」指非揮發性的非暫時性媒體(Non-volatile, Non-transitory Medium)，諸如一唯讀記憶體(Read Only Memory；ROM)、一快閃記憶體、一軟碟、一硬碟、一光碟(Compact Disk；CD)、一數位多功能光碟(Digital Versatile Disc；DVD)、一隨身碟、一可由網路存取之資料庫或本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知且具有相同功能之任何其他儲存媒體。此等及其他各種形式之嵌入式電子裝置可讀取媒體可涉及將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器101以供執行。具體化於媒體上之此等指令通常被稱為「嵌入式電子裝置程式碼」或「嵌入式電子裝置程式產品」，該「嵌入式電子裝置程式碼」或「嵌入式電子裝置程式產品」可為能於網路上傳輸之檔案，亦可被儲存於非暫態電子計算裝置可讀取儲存媒體中。此等指令在執行時可使處理器101能夠執行如本發明中所敘述的步驟或功能。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，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所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，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、200、300、400:嵌入式電子裝置 101:處理器 102:第一記憶體 103:測試請求訊息 104:韌體位置訊息 105:記憶體 106:高位26位元 107:中間4位元 108:低位2位元 201:唯讀記憶體 202:第一階段啟動韌體 301:監視計時器 401:第一非揮發性記憶體 405:第二非揮發性記憶體 402:硬碟 403:光碟裝置 404:虛擬網路硬體 S601、S602、S603、S604、S605、S606、S701、S702、S703:步驟

圖1為本發明一實施例的嵌入式電子裝置的系統方塊示意圖。 圖2為本發明一實施例的測試請求訊息以及韌體位置訊息的記憶體規劃示意圖。 圖3為本發明一實施例的嵌入式電子裝置的系統方塊示意圖。 圖4為本發明一實施例的嵌入式電子裝置的系統方塊示意圖。 圖5為本發明一實施例的嵌入式電子裝置及其外接設備的系統方塊示意圖。 圖6為本發明一實施例之步驟流程圖。 圖7為本發明一實施例之步驟流程圖。

400:嵌入式電子裝置

101:處理器

102:第一記憶體

103:測試請求訊息

104:韌體位置訊息

401:第一非揮發性記憶體

405:第二非揮發性記憶體

402:硬碟

403:光碟裝置

404:虛擬網路硬體

Claims (13)

1. 一種嵌入式電子裝置，包括：一處理器；以及一第一記憶體，該第一記憶體儲存一測試請求訊息及一韌體位置訊息，該第一記憶體為一非揮發性記憶體；其中，該處理器於該嵌入式電子裝置啟動後，執行多個階段啟動程序，每一該階段啟動程序包含，該韌體位置訊息包含一下一階段啟動韌體位置：執行一當前階段啟動韌體；響應該測試請求訊息為一當前階段請求，依據該韌體位置訊息，載入一下一階段啟動韌體；以及當載入該下一階段啟動韌體成功時，更新該測試請求訊息為一下一階段請求並更新該韌體位置訊息為一下一啟動韌體位置，否則，更新該測試請求訊息為一失敗訊息並軟重啟該嵌入式電子裝置，並且以一預設啟動韌體執行一啟動程序。
2. 如請求項1所述之嵌入式電子裝置，另包含一唯讀記憶體，該唯讀記憶體儲存一第一階段啟動韌體，該處理器於執行該些階段啟動程序中之一第一階段啟動程序時，以該第一階段啟動韌體做為該當前階段啟動韌體。
3. 如請求項1所述之嵌入式電子裝置，該處理器於執行該些階段啟動程序後，更執行一最後階段啟動程序，其中，該最後階段啟動程序包含： 在執行前一階段啟動程序所成功載入之該當前階段啟動韌體後，響應該測試請求訊息為該當前階段請求，依據一指示訊息，分別設置該些階段啟動程序中的該當前階段啟動韌體為一對應預設啟動韌體。
4. 如請求項1至3中所述之嵌入式電子裝置，另包含一監視計時器(watchdog timer)，該處理器於執行每一該階段啟動程序時，先啟動該監視計時器；該監視計時器計時至一預定時間，對該嵌入式電子裝置發出一重啟訊號；該處理器響應該重啟訊號，更新該測試請求訊息為該失敗訊息並軟重啟該嵌入式電子裝置。
5. 如請求項1所述之嵌入式電子裝置，每一該階段啟動程序更包含：響應該測試請求訊息為該失敗訊息，依據一預設韌體位置訊息，載入一預設下一階段啟動韌體。
6. 如請求項1所述之嵌入式電子裝置，該韌體位置訊息包含一裝置編號與一區域編號。
7. 一種啟動方法，適用於一嵌入式電子裝置，該方法包含：該嵌入式電子裝置之一處理器於該嵌入式電子裝置啟動後，執行多個階段啟動程序，每一該階段啟動程序包含：執行一當前階段啟動韌體；自一第一記憶體讀取一測試請求訊息及一韌體位置訊息，該第一記憶體為一非揮發性記憶體，該韌體位置訊息包含一下一階段啟動韌體位置； 響應該測試請求訊息為一當前階段請求，依據該韌體位置訊息，載入一下一階段啟動韌體；以及當載入該下一階段啟動韌體成功時，更新該測試請求訊息為一下一階段請求並更新該韌體位置訊息為一下一啟動韌體位置，否則，更新該測試請求訊息為一失敗訊息並軟重啟該嵌入式電子裝置，並且以一預設啟動韌體執行一啟動程序。
8. 如請求項7所述之啟動方法，該處理器於執行該些階段啟動程序中之一第一階段啟動程序時，從一唯讀記憶體讀取一第一階段啟動韌體，以該第一階段啟動韌體做為該當前階段啟動韌體。
9. 如請求項7所述之啟動方法，該處理器於執行該些階段啟動程序後，更執行一最後階段啟動程序，其中，該最後階段啟動程序包含：在執行前一階段啟動程序所成功載入之該當前階段啟動韌體後，響應該測試請求訊息為該當前階段請求，依據一指示訊息，分別設置該些階段啟動程序中的該當前階段啟動韌體為一對應預設啟動韌體。
10. 如請求項7至9中所述之啟動方法，該方法另包含：該處理器於執行每一該階段啟動程序時，啟動一監視計時器；以及該監視計時器計時至一預定時間，該處理器更新該測試請求訊息為該失敗訊息並軟重啟該嵌入式電子裝置。
11. 如請求項7所述之啟動方法，每一該階段啟動程序更包 響應該測試請求訊息為該失敗訊息，依據一預設韌體位置訊息，載入一預設下一階段啟動韌體。
12. 如請求項7所述之啟動方法，該韌體位置訊息包含一裝置編號與一區域編號。
13. 一種內儲程式之嵌入式電子裝置可讀取記錄媒體，當嵌入式電子裝置載入該內儲程式並執行後，完成如請求項7至12任一項所述之方法。

Images