CN103853565A - 基于arm的固件升级方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出基于ARM的固件升级方法，包括步骤：将ARM片内FLASH划分为用户代码分区1和用户代码分区2；将初始固件导入到用户代码分区1，执行用户代码分区1中的固件；获取新版本的固件导入外部存储器；在外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志；检测外部存储器中的升级标志，当需要升级时，则将需升级的固件，更新到用户代码分区2，并设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息；检测相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则执行用户代码分区2中的固件；否则，继续执行用户代码分区1中的固件。本发明还提出基于ARM的固件升级装置，可以在***运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务。

Description

基于ARM的固件升级方法和装置

技术领域

本发明涉及嵌入式***应用领域，特别是涉及基于ARM的固件升级方法和装置。

背景技术

目前嵌入式***应用相关技术取得了突飞猛进的发展，嵌入式应用已经深入到工业控制、通信、消费类电子、信息家电等领域,同时ARM芯片由于其突出的低功耗、高性能、应用范围广泛等特点在嵌入式***中得到广泛的应用。为了能够应付客户需求的变化，为现有产品提供新的功能或修正原有***存在的问题，以延长原有产品的生命周期，降低维护保养费用，所设计的嵌入式***支持固件升级是必不可少的。在很多嵌入式应用场合，由于所使用的设备正在承担关键的职能，不能因为固件升级过程而停止该设备的使用。

目前的固件升级方法，固件升级完毕，需要对固件***进行复位后，才能继续工作，不能提供连续的服务。

发明内容

本发明的目的在于提出基于ARM的固件升级方法，可以在***运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，可靠性高。

为达到上述目的，采用的技术方案是：

基于ARM的固件升级方法，包括步骤：

将ARM片内FLASH划分为用户代码分区1和用户代码分区2；

将初始固件导入到所述用户代码分区1，执行用户代码分区1中的固件；

获取新版本的固件，并导入外部存储器；

在所述外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志；

检测外部存储器中的升级标志，当需要升级时，则将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2，并设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息；

检测所述用户代码分区2的相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则执行用户代码分区2中的固件；否则，继续执行用户代码分区1中的固件。

本发明方法提出基于ARM片内FLASH的固件升级方法，将ARM片内FLASH划分为2个区域，其中一个区域用来正常运行固件，另一个区域用来升级固件；获取新版本的固件，存储在外部存储器存储中，以及设置各用户固件备份区的升级标志；当需要升级时，将需升级的固件更新到用户代码分区2中；同时***在升级过程中，执行着用户代码分区1中的固件，并不需要***暂停去实现固件升级，可以在***运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，保证升级完成后***中至少有一套可执行的固件，可靠性高，对于升级后的固件的可执行性和执行结果能够进行识别。

本发明的目的还在于提出基于ARM的固件升级装置，可以在***运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，可靠性高。

为达到上述目的，采用的技术方案是：

基于ARM的固件升级装置，包括：

分区单元，用于将ARM片内FLASH划分为用户代码分区1和用户代码分区2；

执行单元，用于将初始固件导入到所述用户代码分区1，执行用户代码分区1中的固件；

第一获取单元，用于获取新版本的固件，并导入外部存储器；

第一设置单元，用于在外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志；

第一检测单元，用于检测外部存储器中的升级标志，当需要升级时，则通知升级单元进行升级；

所述升级单元，用于将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；

第二设置单元，用于设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息；

第二检测单元，用于检测所述用户代码分区2的相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则所述执行单元执行用户代码分区2中的固件；否则，所述执行单元继续执行用户代码分区1中的固件。

本发明装置提出基于ARM片内FLASH的固件升级方法，将ARM片内FLASH划分为2个区域，其中一个区域用来正常运行固件，另一个区域用来升级固件；获取新版本的固件，存储在外部存储器存储中，以及设置各用户固件备份区的升级标志；当需要升级时，将需升级的固件更新到用户代码分区2中；同时***在升级过程中，执行着用户代码分区1中的固件，并不需要***暂停去实现固件升级，可以在***运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，保证升级完成后***中至少有一套可执行的固件，可靠性高，对于升级后的固件的可执行性和执行结果能够进行识别。

附图说明

图1为本发明的一个实施例流程图；

图2为本发明中进行固件升级后，重启***的一个流程图；

图3为本发明中进行用户分区2的固件完整性判断的一个流程图；

图4为本发明中进行用户分区2的固件有效性判断的一个流程图；

图5为本发明装置的一个结构示意图；

图6为本发明装置的另一个结构示意图。

具体实施方式

为便于理解，下面将结合附图进行阐述。

本发明提出基于ARM的固件升级方法，请参考图1，包括步骤：

S101、将ARM片内FLASH划分为用户代码分区1和用户代码分区2；

S102、将初始固件导入到用户代码分区1，执行用户代码分区1中的固件；

S103、获取新版本的固件，并导入外部存储器；

获取新版本的固件，并导入外部存储器；在外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志。具体地，在外部存储器中，初始化外部存储器时，设置每个用户固件备份区的升级标志为不需升级；

当有新版本的固件时，将新版本的固件存储在其中一个用户固件备份区，并设置该用户固件备份区的升级标志为需要升级。

S104、检测到需要升级时，进行固件升级，并设置相关信息；

检测外部存储器中的升级标志，当需要升级时，则将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2，并设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息。

S105、检测到需要跳转执行升级后的固件时，跳转执行升级后的固件；否则，继续执行原有固件。

检测用户代码分区2的相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则执行用户代码分区2中的固件；否则，继续执行用户代码分区1中的固件。

本发明方法提出基于ARM片内FLASH的固件升级方法，将ARM片内FLASH划分为2个区域，其中一个区域用来正常运行固件，另一个区域用来升级固件；获取新版本的固件，存储在外部存储器存储中，以及设置各用户固件备份区的升级标志；当需要升级时，将需升级的固件更新到用户代码分区2中；同时***在升级过程中，执行着用户代码分区1中的固件，并不需要***暂停去实现固件升级，可以在***运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，保证升级完成后***中至少有一套可执行的固件，可靠性高，对于升级后的固件的可执行性和执行结果能够进行识别。

在其中一个实施方式中，相关信息包括可执行标志和执行成功标志；

上述步骤S104包括：

将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；若升级成功，则将外部存储器的升级标志设置为不需升级，设置用户代码分区2的可执行标志为可执行，设置用户代码分区2的执行成功标志为假；

若升级失败，则设置用户代码分区2的可执行标志为不可执行，设置用户代码分区2的执行成功标志为假。

在其中一个实施方式中，上述步骤S105包括：

检测用户代码分区2的可执行标志；当可执行时，试执行用户代码分区2的固件；若执行成功，则由用户代码分区2的固件负责设置用户代码分区2的执行成功标志为真，并正式执行用户代码分区2的固件；

当用户代码分区2的可执行标志为不可执行时，继续执行用户代码分区1中的固件。

这样可以避免***执行非法或者无效的固件，提高了***的可靠性。

在其中一个实施方式中，上述相关信息还包括固件的数据来源，在上述设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息的步骤中，若升级成功，还包括设置用户代码分区2中固件的数据来源，该数据来源用于表示在外部存储器中，存储该固件的具体用户固件备份区；

当收到需更新的固件版本命令时，根据需更新的固件版本，查找对应的数据来源，设置该数据来源对应的、用户固件备份区的升级标志为需要升级。这样可以根据用户的需求，灵活选择对应版本的固件进行升级。

在其中一个实施方式中，为了进一步提高***固件运行的安全性，对上述实施例作了如下改进，请参考图2，包括步骤：

S201、***重启动；

S202、判断是否需要升级固件；

判断是否需要升级固件，若是，则进入步骤S203；若否，则进行步骤S204。

S203、进行固件升级流程；

按照上述步骤S104进行固件升级流程。

S204、判断用户代码分区2的执行成功标志是否为真；

判断用户代码分区2的执行成功标志是否为真，若否，则进行步骤S205；若是，则进行步骤S206。

S205、执行用户代码分区1的固件；

S206、试执行用户代码分区2的固件，设置用户代码分区2的执行成功标志为假；

设置用户代码分区2的执行成功标志为假，即是清除用户代码分区2执行成功标识。

S207、判断用户代码分区2的固件执行是否成功；

判断用户代码分区2的固件执行是否成功，若是，则进行步骤S208；若否，则进行步骤S205。

S208、正式执行用户代码分区2的固件，并设置用户代码分区2的执行成功标志为真。

正式执行用户代码分区2的固件，由用户代码分区2的固件负责设置用户代码分区2的执行成功标志为真；

在其中一个实施方式中，为了进一步保证固件升级的安全性，进行固件升级信息完整性的判断，具体请参考图3，包括步骤：

S301、获取所需升级固件的长度信息；

S302、获取所需升级固件的校验信息；

S303、判断固件升级信息是否完整；

判断固件升级信息是否完整，若是，则进行步骤S304；若否，则进行步骤S305。

S304、将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；

S305、继续执行用户代码分区1的固件。

在其中一个实施方式中，将ARM片内FLASH划分为用户代码分区1和用户代码分区2，其中，用户代码分区1为低地址区域，用户代码分区2为高地址区域，例如，对于地址为1000的ARM片内FLASH，将地址从0至500划分为户代码分区1，将地址从500至1000划分为户代码分区2；为了进一步的保证固件升级的可靠性，对上述实施例进行如下改进，请参考图4，包括步骤：

S401、获取执行当前固件的用户代码分区地址；

S402、用户代码分区是否在高地址；

判断用户代码分区是否在高地址，若否，则进行步骤S403；若是，则进行步骤S404,。

S403、继续执行用户代码分区1的固件；

S404、获取用户固件备份区的执行成功标志；

S405、执行成功标志是否为真；

判断用户代码分区2的执行成功标识是否为真，若否，则进行步骤S406；若是，则进行步骤S407。

S406、设置该用户固件备份区的执行成功标志为真；

S407、继续执行用户代码分区2的固件。

***如果运行在高地址区则需要将存储区中用户代码分区2执行成功标志设置为真，表示用户代码分区2的用户软件是正确的、可执行的。之所以需要标识用户代码分区2执行成功标志，是用户在下次启动时，用户代码可以判断是否需要跳转并执行用户代码分区2的用户软件。

本发明还提出基于ARM的固件升级装置，请参考图5，包括：

分区单元501，用于将ARM片内FLASH划分为用户代码分区1和用户代码分区2；

执行单元502，用于将初始固件导入到用户代码分区1，执行用户代码分区1中的固件；

第一获取单元503，用于获取新版本的固件，并导入外部存储器；

第一设置单元504，用于在外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志；

第一检测单元505，用于检测外部存储器中的升级标志，当需要升级时，则通知升级单元进行升级；

升级单元506，用于将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；

第二设置单元507，用于设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息；

第二检测单元508，用于检测用户代码分区2的相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则执行单元执行用户代码分区2中的固件；否则，执行单元继续执行用户代码分区1中的固件。

本发明装置提出基于ARM片内FLASH的固件升级方法，将ARM片内FLASH划分为2个区域，其中一个区域用来正常运行固件，另一个区域用来升级固件；获取新版本的固件，存储在外部存储器存储中，以及设置各用户固件备份区的升级标志；当需要升级时，将需升级的固件更新到用户代码分区2中；同时***在升级过程中，执行着用户代码分区1中的固件，并不需要***暂停去实现固件升级，可以在***运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，保证升级完成后***中至少有一套可执行的固件，可靠性高，对于升级后的固件的可执行性和执行结果能够进行识别。

在其中一个实施方式中，相关信息包括可执行标志和执行成功标志；

升级单元506将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2，第二设置单元507设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息时，

升级单元506将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；若升级成功，则第二设置单元507将外部存储器的升级标志设置为不需升级，设置用户代码分区2的可执行标志为可执行，设置用户代码分区2的执行成功标志为假；

若升级失败，则第二设置单元507设置用户代码分区2的可执行标志为不可执行，设置用户代码分区2的执行成功标志为假。

在其中一个实施方式中，第二检测单元508检测用户代码分区2的相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则执行单元502执行用户代码分区2中的固件；否则，继续执行用户代码分区1中的固件，具体为：

第二检测单元508检测用户代码分区2的可执行标志；当可执行时，执行单元502试执行用户代码分区2的固件；若执行成功，则第二设置单元507设置用户代码分区2的执行成功标志为真，并正式执行用户代码分区2的固件；

当用户代码分区2的可执行标志为不可执行时，执行单元502继续执行用户代码分区1中的固件。

在其中一个实施方式中，为了可以灵活适应用户的不同需求，在第二设置单元507设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息时，若升级成功，还包括设置用户代码分区2中固件的数据来源，该数据来源用于表示在外部存储器中，存储该固件的具体用户固件备份区；

当所升级单元506收到需更新的固件版本命令时，根据需更新的固件版本，从外部存储器中，查找对应的数据来源，第一设置单元504设置该数据来源对应的、用户固件备份区的升级标志为需要升级。

在其中一个实施方式中，第一设置单元504在外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志时，若是初始化外部存储器，则设置每个用户固件备份区的升级标志为不需升级；

若有新版本的固件，则将新版本的固件存储在其中一个用户固件备份区，并设置该用户固件备份区的升级标志为需要升级。

在其中一个实施方式中，为保证提高***的可靠性，进行固件升级的完整性校验，具体请参考图6，基于ARM的固件升级装置还包括：第二获取单元509和第三检测单元510；

其中，获取单元509获取固件的长度信息和校验信息；第三检测单元510根据固件的长度信息和校验信息，检测固件是否完整，若完整，则升级单元506将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；若不完整，则执行单元502继续执行用户代码分区1中的固件。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.基于ARM的固件升级方法，其特征在于，包括步骤：

将ARM片内FLASH划分为用户代码分区1和用户代码分区2；

将初始固件导入到所述用户代码分区1，执行用户代码分区1中的固件；

获取新版本的固件，并导入外部存储器；

在所述外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志；

检测外部存储器中的升级标志，当需要升级时，则将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2，并设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息；

检测所述相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则执行用户代码分区2中的固件；否则，继续执行用户代码分区1中的固件。

2.根据权利要求1所述的基于ARM的固件升级方法，其特征在于，

所述相关信息包括可执行标志和执行成功标志；

所述将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2，并设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息的步骤包括：

将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；若升级成功，则将所述外部存储器的升级标志设置为不需升级，设置用户代码分区2的可执行标志为可执行，设置用户代码分区2的执行成功标志为假；

若升级失败，则设置用户代码分区2的可执行标志为不可执行，设置用户代码分区2的执行成功标志为假。

3.根据权利要求2所述的基于ARM的固件升级方法，其特征在于，

所述检测用户代码分区2的相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则执行用户代码分区2中的固件；否则，继续执行用户代码分区1中的固件的步骤包括：

检测用户代码分区2的可执行标志；当可执行时，试执行用户代码分区2的固件；若执行成功，则由用户代码分区2的固件负责设置用户代码分区2的执行成功标志为真，并正式执行用户代码分区2的固件；

当用户代码分区2的可执行标志为不可执行时，继续执行用户代码分区1中的固件。

4.根据权利要求3所述的基于ARM的固件升级方法，其特征在于，

若***重启，则执行所述用户代码分区1的固件；

进行所述检测外部存储器中的升级标志的步骤；若不需要升级，则检测所述用户代码分区2的执行成功标志是否为真，若是，则试执行用户代码分区2的固件，并设置用户代码分区2的执行成功标志为假；

若试执行用户代码分区2成功，则由用户代码分区2的固件负责设置用户代码分区2的执行成功标志为真，并正式执行用户代码分区2的固件。

5.根据权利要求2所述的基于ARM的固件升级方法，其特征在于，

在所述设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息的步骤中，若升级成功，还包括设置用户代码分区2中固件的数据来源，该数据来源用于表示在所述外部存储器中，存储该固件的具体用户固件备份区；

当收到需更新的固件版本命令时，根据需更新的固件版本，查找对应的数据来源，设置该数据来源对应的、用户固件备份区的升级标志为需要升级。

6.根据权利要求1所述的基于ARM的固件升级方法，其特征在于，

所述在外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志的步骤包括：

在外部存储器中，初始化所述外部存储器时，设置每个用户固件备份区的升级标志为不需升级；

当有新版本的固件时，将新版本的固件存储在其中一个用户固件备份区，并设置该用户固件备份区的升级标志为需要升级。

7.根据权利要求1至6任一项所述的基于ARM的固件升级方法，其特征在于，

在所述对用户代码分区2进行固件升级的步骤前，获取固件的长度信息和校验信息；

根据所述固件的长度信息和校验信息，判断所述固件是否完整，若是，则进行所述将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2的步骤；若不完整，则继续执行用户代码分区1中的固件。

8.基于ARM的固件升级装置，其特征在于，包括：

分区单元，用于将ARM片内FLASH划分为用户代码分区1和用户代码分区2；

执行单元，用于将初始固件导入到所述用户代码分区1，执行用户代码分区1中的固件；

第一获取单元，用于获取新版本的固件，并导入外部存储器；

第一设置单元，用于在外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志；

第一检测单元，用于检测外部存储器中的升级标志，当需要升级时，则通知升级单元进行升级；

所述升级单元，用于将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；

第二设置单元，用于设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息；

第二检测单元，用于检测所述用户代码分区2的相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则所述执行单元执行用户代码分区2中的固件；否则，所述执行单元继续执行用户代码分区1中的固件。

9.根据权利要求8所述的基于ARM的固件升级装置，其特征在于，

所述相关信息包括可执行标志和执行成功标志；

所述升级单元将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2，所述第二设置单元设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息时，

所述升级单元将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；若升级成功，则所述第二设置单元将所述外部存储器的升级标志设置为不需升级，设置用户代码分区2的可执行标志为可执行，设置用户代码分区2的执行成功标志为假；

若升级失败，则所述第二设置单元设置用户代码分区2的可执行标志为不可执行，设置用户代码分区2的执行成功标志为假。

10.根据权利要求9所述的基于ARM的固件升级装置，其特征在于，

所述第二检测单元检测用户代码分区2的相关信息，当需要跳转执行用户代码分区2中的固件时，则所述执行单元执行用户代码分区2中的固件；否则，继续执行用户代码分区1中的固件，具体为：

所述第二检测单元检测用户代码分区2的可执行标志；当可执行时，所述执行单元试执行用户代码分区2的固件；若执行成功，则所述第二设置单元设置用户代码分区2的执行成功标志为真，并正式执行用户代码分区2的固件；

当用户代码分区2的可执行标志为不可执行时，所述执行单元继续执行用户代码分区1中的固件。

11.根据权利要求9所述的基于ARM的固件升级装置，其特征在于，

在所述第二设置单元设置用户代码分区2在升级过程中的相关信息时，若升级成功，还包括设置用户代码分区2中固件的数据来源，该数据来源用于表示在所述外部存储器中，存储该固件的具体用户固件备份区；

当所升级单元收到需更新的固件版本命令时，根据需更新的固件版本，从所述外部存储器中，查找对应的数据来源，所述第一设置单元设置该数据来源对应的、用户固件备份区的升级标志为需要升级。

12.根据权利要求8所述的基于ARM的固件升级装置，其特征在于，

所述第一设置单元在外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志时，若是初始化所述外部存储器，则设置每个用户固件备份区的升级标志为不需升级；

若有新版本的固件，则将新版本的固件存储在其中一个用户固件备份区，并设置该用户固件备份区的升级标志为需要升级。

13.根据权利要求8至12任一项所述的基于ARM的固件升级装置，其特征在于，所述基于ARM的固件升级装置还包括：第二获取单元和第三检测单元；

其中，所述获取单元获取固件的长度信息和校验信息；所述第三检测单元根据所述固件的长度信息和校验信息，检测所述固件是否完整，若完整，则所述升级单元将需升级的固件，从用户固件备份区更新到用户代码分区2；若不完整，则所述执行单元继续执行用户代码分区1中的固件。

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