WO2010081323A1 - 一种单板应用版本的实现方法及系统 - Google Patents

Description

一种单板应用版本的实现方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机与嵌入式设备技术领域， 尤其涉及一种单板应用版本 的实现方法及系统。

背景技术

目前各种嵌入式设备、 通信设备的应用版本， 如启动软件或升级软件版 本等， 通常保存在非易失性存储器（Non- Volatile Memory )如 flash (闪存） 中， 一旦 flash中的软件版本被破坏或者出现软件故障， 将导致无法继续访问 flash, 从而造成整个设备将无法正常运行或者无法升级。 相互备份的方法； 或者釆用大小版本的方法， 小版本用于紧急恢复， 大版本 用于正常运行。 两种方法的工作原理基本相同： 单板首先从 BootRom (启动 芯片）启动， 然后检查 flash存储器中的第一个软件版本， 如果该第一个软件 版本可用， 则正常启动； 如果第一个软件版本不可用， 则检查第二个版本是 否可用， 如果第二个版本可用则正常启动， 不可用则只能停止运行， 等待人 工干预对设备进行修复。

如图 1所示， 釆用双版本方法的运行流程可分为如下步骤：

步骤 101 , 单板从 BootRom启动；

步骤 102, 检查 flash存储器中的第一个软件版本是否可用， 如果可用， 则执行步骤 105 , 否则进入步骤 103;

步骤 103 , 检查 flash存储器中的第二个软件版本是否可用， 如果可用则 执行步骤 105 , 否则进入步骤 104;

步骤 104, 如果所有的版本都不可用， 则停止在 BootRom状态， 等待人 工修复; 以及

步骤 105 , 从该可用版本正常启动。

从以上流程可以看出， 釆用双版本方法的软件版本在两个软件版本都被 破坏时，只能依赖于人工打开设备，经过复杂的操作重新下载软件版本到 flash 中， 维护效率低； 此外， 保存双版本需要占用较大的存储空间， 对 flash的存 储容量要求较高， 导致成本增加； 同时， 还使得 flash存储器的读写访问速度 都比较慢。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种单板应用版本的实现方法及系统， 当单板应用软件出现异常时对软件版本进行恢复， 能够降低产品成本和维护 费用， 提高维护效率。

为了解决上述问题， 本发明提供了一种单板应用版本的实现方法， 其包 括：

单板启动后， 检查程序存储器中有无可用的应用版本， 若有， 则加载运 行所述程序存储器中的该可用应用版本； 否则通过启动网络协议请求下载新 的应用版本， 将所述新的应用版本文件下载到单板内存中， 并对所述新的应 用版本进行解析， 解析成功后加载运行。

进一步地， 所述检查程序存储器中有无可用的应用版本包括： 从所述程 序存储器中定位应用版本的位置，以及校验所述应用版本的合法性和完整性。

进一步地， 所述方法还包括： 将所述新的应用版本文件下载到所述单板 内存中后， 校验所述新的应用版本的合法性和完整性。

进一步地， 所述校验应用版本的合法性和完整性包括： 使用循环冗余算 法检查所述应用版本的完整性， 以及使用 RSA算法检查所述应用版本的合法 性。

进一步地， 所述通过启动网络协议下载新的应用版本包括： 通过动态主 机分配协议 DHCP协议请求 IP地址和应用版本文件名称 ,并根据获取的所述 IP地址和应用版本文件名称通过文件传输协议请求下载新的应用版本文件。

进一步地， 若对所述新的应用版本解析不成功， 则重新请求下载， 其中， 对所述新的应用版本进行解析包括： 在所述新的应用版本中找到启动内核和 文件系统的位置。 进一步地， 所述方法还包括： 加载运行所述新的应用版本完毕后， 通过 网络协议下载新的应用版本， 并将通过网络协议下载的新的应用版本写入所 述程序存储器中， 以对所述程序存储器中的应用版本进行更新。

本发明还提供了一种单板应用版本的实现系统， 其包括具有程序存储器 的单板及存储有应用版本的服务器， 所述单板内存与所述服务器相连。

所述单板设置为在启动后检查所述程序存储器中有无可用的应用版本， 若有可用应用版本， 则加载运行所述程序存储器中的该可用应用版本； 否则 通过启动网络协议请求下载新的应用版本文件， 将所述新的应用版本文件下 载到单板内存中， 并对所述新的应用版本进行解析， 解析成功后加载运行。

进一步地， 所述单板还设置为：

将所述新的应用版本文件下载到所述单板的内存中后， 校验所述新的应 用版本的合法性和完整性； 以及，

在加载运行所述新的应用版本完毕后，通过网络协议下载新的应用版本， 并将通过网络协议下载的新的应用版本写入所述程序存储器中， 以对所述程 序存储器中的应用版本进行更新。

进一步地， 所述服务器包括应用版本服务器和 DHCP服务器， 所述单板 的内存分别与所述应用版本服务器及所述 DHCP服务器相连， 其中，

所述应用版本服务器设置为存储所述应用版本；

所述 DHCP服务器设置为进行 IP地址的分发及应用版本文件名称的下 发；

所述单板的内存设置为通过 DHCP协议向所述 DHCP服务器请求 IP地址 和应用版本文件名称， 并根据获取的所述 IP地址和应用版本文件名称通过文 件传输协议从所述应用版本服务器上下载新的应用版本文件。

釆用本发明方法及系统， 使得嵌入式设备、 通信设备在存储器上的软件 版本出现异常或故障的情况下， 无须打开设备， 可直接下载软件版本到内存 中， 通过运行内存中的软件版本， 并更新故障设备存储器中的软件版本， 使 设备恢复正常运行。

本发明可以用于软件版本的紧急恢复，与传统的双版本或大小版本相比， 降低了产品成本， 提高了维护效率； 并且， 当传统的方法中两个版本同时失 效时， 也可以利用本发明的方法进行恢复； 同时， 本发明也可以用于实现单 板无盘启动， 无须在 flash存储器上读写软件版本， 提高了效率。 附图概述

图 1为现有技术中釆用双版本备份的软件版本的运行流程图；

图 2为本发明实施例的基于内存的安全软件版本系统的示意图； 以及 图 3为本发明实施例的基于内存的安全软件版本的方法流程图。 本发明的较佳实施方式

针对目前基于 flash存储软件的设备，一旦设备软件出现异常则设备将无 法启动或升级的问题， 本发明提出了一种基于内存的单板应用版本， 其核心 是： 将设备单板通过网络连接到软件版本服务器， 这样， 当单板软件版本出 现异常或故障的情况时， 通过启动网络协议从软件版本服务器下载软件版本 到内存中， 通过运行内存中的软件版本， 并更新故障设备存储器中的软件版 本， 使设备恢复正常运行。

具体地， 本发明的单板应用版本的实现方法主要釆用以下技术方案： 步骤一， 单板上电， 从 BootRom启动；

步骤二， BootRom内程序检测程序存储器， 如 flash存储器中有无可用的 应用版本（软件版本） ， 若有， 则加载 flash中的可用版本， 正常启动， 本方 法结束； 否则 BootRom启动网络协议向软件版本服务器请求下载软件版本， 并执行下一步；

步骤三， 下载新的软件版本到内存中， 并检查所下载的软件版本文件的 完整性和合法性； 以及

步骤四， 解析内存中的该软件版本， 从该版本直接启动。

在完成上述步骤之后 ,可以通过定义的软件接口更新 flash中的软件版本， 从而完成设备修复。更新 flash中的软件版本包括： 内存软件版本启动完成后， 通过网络协议下载新的软件版本， 并将通过网络协议下载的新的软件版本写 入到 flash存储器中。

其中， 上述步骤二中， 检查 flash存储器有无软件版本可用包括： 从 flash 中定位软件版本的位置， 使用循环冗余算法校验软件版本以确认其完整性， 使用 RSA (—种非对称加密算法）算法校验软件版本签名以确认其合法性。

上述步骤二中， 启动网络协议向软件版本服务器请求版本软件包括： 首 先通过 DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol, 动态主机分配协议 )协 议向 DHCP服务器请求 IP地址和软件版本文件名称， 再根据获取的 IP地址 和软件版本文件名称通过文件传输协议从软件版本服务器上请求下载软件版 本文件。

上述步骤三中， 检查软件版本文件的完整性和合法性包括： 使用循环冗 余算法完成软件版本校验和确认其完整性， 以及使用 RSA算法校验软件版本 签名确认其合法性。

上述步骤四中， 解析内存中的软件版本包括： 在内存软件版本中找到启 动内核和文件系统的位置。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述， 以使本领域的 技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施， 但所举实施例不作为对本发 明的限定。

如图 2所示， 本发明实施例的单板应用版本的实现系统主要包括： 设备 单板、 软件版本服务器和 DHCP服务器。 设备单板通过网络连接与软件版本 服务器及 DHCP服务器相连，软件版本服务器负责存储设备软件版本， DHCP 服务器负责 IP地址的分发和软件版本文件名称的下发。在本发明的其它实施 例中， 软件版本服务器和 DHCP服务器也可以合并为一个物理设备。

如图 3所示， 本发明实施例的单板应用版本的实现方法的具体实施步骤 包括：

步骤 201 , 单板上电， 完成设备初始化： 设备硬件初始化， 包括 flash存 储器、 内存、 网络设备等； 软件初始化， 包括网络协议栈初始化；

步骤 202, 设备初始化完成后， BootRom内程序开始从 flash中搜索已有 的软件版本,找到软件版本后使用循环冗余算法检查版本的完整性，使用 RSA 算法检查版本的合法性， 如果软件版本可用， 则进入步骤 207, 否则执行步 骤 203;

步骤 203 , BootRom内程序启动网络协议栈， 通过 DHCP协议向 DHCP 服务器请求 IP地址和软件版本文件名称， DHCP服务器从地址池中取一个 IP 地址并下发给设备单板， 同时利用 BootFile字段将软件版本名称发给设备单 板；

步骤 204 , 设备单板根据收到的上述 IP地址和软件版本文件名称， 通过 文件传输协议将软件版本下载到设备单板内存中；

步骤 205, BootRom 内程序检查内存中的软件版本文件的完整性和合法 性， 包括： 使用循环冗余算法检查版本的完整性， 使用 RSA算法检查版本的 合法性， 并进行下一步；

步骤 206, 判断内存软件版本是否可用， 如果可用， 则进入步骤 207; 否 则进入步骤 204, 尝试重新下载软件版本到内存中； 以及

步骤 207 , 在软件版本中通过一定的方法找到内核和文件系统的位置， 加载内核， 启动设备软件。

可选地， 步骤 207中， 设备启动完成后， 可以使用预先定义的软件接口， 更新 flash中的软件版本； 如果设备软件启动失败， 可以更新服务器中的软件 版本， 并从步骤 201重新开始。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例， 本发明 的保护范围不限于此。 本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替 代或变换， 均在本发明的保护范围之内。 本发明的保护范围以权利要求书为 准。

工业实用性

釆用本发明方法及系统， 使得嵌入式设备、 通信设备在存储器上的软件 版本出现异常或故障的情况下， 无须打开设备， 可直接下载软件版本到内存 中， 通过运行内存中的软件版本， 并更新故障设备存储器中的软件版本， 使 设备恢复正常运行。釆用本发明的技术方案不需要在 flash中保存多个软件版 本， 减少了设备成本； 更新设备软件版本过程全部自动化完成， 不需要人工 干预。 与传统的双版本或大小版本相比， 提高了维护效率， 减小了维护成本。

Claims

权 利 要 求 书

1、 一种单板应用版本的实现方法， 其包括：

单板启动后， 检查程序存储器中有无可用的应用版本， 若有可用应用版 本， 则加载运行所述程序存储器中的所述可用应用版本； 否则通过启动网络 协议请求下载新的应用版本文件， 将所述新的应用版本文件下载到单板内存 中， 并对新的应用版本进行解析， 解析成功后加载运行。

2、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 所述检查程序存储器中有无可用的 应用版本包括：

从所述程序存储器中定位所述应用版本的位置， 以及校验所述应用版本 的合法性和完整性。

3、如权利要求 1所述的方法， 其中在将所述新的应用版本文件下载到所 述单板内存中的所述步骤后， 所述方法还包括以下步骤：

校验所述新的应用版本的合法性和完整性。

4、 如权利要求 2或 3所述的方法， 其中， 所述校验应用版本的合法性和 完整性包括：

使用循环冗余算法检查所述应用版本的完整性， 以及使用 RSA算法检查 所述应用版本的合法性。

5、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 所述通过启动网络协议下载新的应 用版本包括： 根据获取的所述 IP地址和应用版本文件名称通过文件传输协议请求下载新的 应用版本文件。

6、 如权利要求 1所述的方法， 其还包括：

若对所述新的应用版本解析不成功， 则重新请求下载；

其中， 对所述新的应用版本进行解析包括： 在所述新的应用版本中找到 启动内核和文件系统的位置。

7、 如权利要求 1所述的方法， 其还包括： 加载运行所述新的应用版本完 毕后， 通过网络协议下载新的应用版本， 并将所述通过网络协议下载的新的 应用版本写入所述程序存储器中， 以对所述程序存储器中的应用版本进行更 新。

8、一种单板应用版本的实现系统， 其包括具有程序存储器的单板及存储 有应用版本的服务器， 所述单板的内存与所述服务器相连；

所述单板设置为在启动后检查所述程序存储器中有无可用的应用版本， 若有可用应用版本， 则加载运行所述程序存储器中的所述可用应用版本； 否 则通过启动网络协议请求下载新的应用版本文件， 将所述新的应用版本文件 下载到所述单板的内存中， 并对所述新的应用版本进行解析， 解析成功后加 载运行。

9、 如权利要求 8所述的系统， 其中， 所述单板还设置为：

将所述新的应用版本文件下载到所述单板的内存中后， 校验所述新的应 用版本的合法性和完整性； 以及，

在加载运行所述新的应用版本完毕后，通过网络协议下载新的应用版本， 并将所述通过网络协议下载的新的应用版本写入所述程序存储器中， 以对所 述程序存储器中的应用版本进行更新。

10、 如权利要求 8或 9所述的系统， 其中， 所述服务器包括应用版本服 务器和 DHCP服务器， 所述单板的内存分别与所述应用版本服务器及所述 DHCP服务器相连， 其中，

所述应用版本服务器设置为存储所述应用版本；

所述 DHCP服务器设置为进行 IP地址的分发及应用版本文件名称的下 发；

所述单板的内存设置为通过 DHCP协议向所述 DHCP服务器请求 IP地址 和应用版本文件名称， 并根据获取的所述 IP地址和应用版本文件名称通过文 件传输协议从所述应用版本服务器上下载新的应用版本文件。