[发明专利]嵌入式微处理器系统及其固件更新方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统，特别涉及嵌入式微处理器系统及其固件更新方法。

背景技术

嵌入式设备中的计算机系统称为嵌入式微处理器系统，嵌入式微处理器系 统的硬件主要包括嵌入式微处理器、存储器和接口电路等组成。存放在嵌入式 微处理器系统存储器中的程序代码称为固件(Firmware)。随着软件版本的不断 升级，或者不同的应用需求，固件内容需要及时更新。当前运行的固件通常保 存在程序存储器里。嵌入式微处理器系统中的程序存储器大都采用NOR FLASH存储器。

嵌入式微处理器系统固件的更新方法有现场更新和远程更新两种。

嵌入式系统固件的现场更新技术已经非常成熟，嵌入式处理器厂家或第三 方开发商提供了多种方式支持固件现场更新。使用编程器将固件直接写入 FLASH存储器，或通过RS-232、USB、JTAG口将固件传送到FLASH存储器， 但这些更新方法都不适合于远程更新。

嵌入式微处理器系统往往应用于远程控制设备和移动信息设备，这些设备 远离用户或用户不容易接近，如电力变压器参数采集系统。这些嵌入式设备中 的嵌入式微处理器系统无法采用现场更新方法，固件必须采用远程更新方式。

嵌入式处理器系统固件的远程更新目前采用基于Bootloader的更新方法。 该方法在FLASH存储器的Bootloader存储区后面设计了3个镜像文件存储区， 分别是当前区、前版本区和初版本区。初版本区存储最初版本的镜像文件，前 版本区存储上一个版本的镜像文件，当前区存储当前要启动的最新镜像文件。 在更新过程中，系统每次启动后，更新进程首先会向后台控制模块报告当前软 件的版本号，随后检查FLASH存储器中的更新位，然后进入阻塞状态；当系 统收到控制模块发来的更新指令后，释放阻塞的信号量，进行更新。更新进程 采用TCP协议接收控制模块发来的新版本镜像文件。当新镜像文件下载完成 后，更新进程先判断前版本区在FLASH上的位置，然后将新镜像文件写入前 版本存储区中。更新后，Bootloader通过读取参数存储区的启动点参数来引导 3个程序存储区的某个镜像文件，从而启动嵌入式系统。这种更新方法提高了 更新程序在传输过程中的可靠性，并且提高了嵌入式系统更新后重新启动的稳 定性和可靠性。但是它也存在着不利之处：(1)同时保存3个镜像文件，占用 了更多的FLASH存储资源，增加了嵌入式系统的硬件成本；(2)需要操作系 统、网络协议、文件系统的支持，这些部分的软件代码无法更新，无法做到固 件整体更新，这种方法不适合于资源配置较少的嵌入式微处理器系统，如含 ARM7内核的一部分嵌入式微处理器系统，系统程序和用户程序一齐编译生成 一个固件，无法使用这种方式更新；(3)关键存储器区(如启动区的Bootloader) 数据无保护，一旦损毁，系统将无法启动，更新无从谈起；(4)如果3个镜像 文件存储区的数据一旦全部损毁，系统也将无法正常使用。

申请号为CN200810146863.4的专利申请文件描述了一种可自动更新软件 的嵌入式系统及其软件更新方法，是在嵌入式系统中储存一份操作系统映像文 件、一份开机程序代码以及一份验证基准值，由开机模块中的开机程序代码来 判断操作系统映像文件待验值与验证基准值是否相符，当不相符时，生成请求， 并传送该请求至计算机主机，计算机主机依据该请求回传软件更新文件，依据 该软件更新文件更新该操作系统映像文件，重复以上步骤，直到操作系统映像 文件待验值与验证基准值一致，完成更新过程。然后执行新的操作系统映像文 件作业代码。该方法解决了现有技术中使用者无法自行更新嵌入式系统的软件 的问题，进而达成降低现有嵌入式系统更新软件时所需耗费的人力与成本。缺 点是软件更新与回传软件更新文件交替进行，一旦更新过程中出错可能系统无 法启动。