CN112395225A - 通用串行总线装置及其固件更新方法 - Google Patents

通用串行总线装置及其固件更新方法 Download PDF

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CN112395225A CN201910766082.3A CN201910766082A CN112395225A CN 112395225 A CN112395225 A CN 112395225A CN 201910766082 A CN201910766082 A CN 201910766082A CN 112395225 A CN112395225 A CN 112395225A
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简志峰
林昀融
林建男
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Zhishen Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供一种通用串行总线装置及其固件更新方法,固件更新方法包括:(A)建制一通信协定;(B)设置通信协定于通用串行总线装置的至少一微控制单元;(C)依据通信协定制作一应用程序,其中,应用程序用以被安装至电子计算机,且应用程序内设置有至少一更新固件信息;(D)经由通信协定将至少一更新固件信息由电子计算机传输至至少一微控制单元,以取代至少一微控制单元中的至少一原始固件信息。

Description

通用串行总线装置及其固件更新方法
技术领域
本发明涉及电子装置的领域,尤其涉及一种通用串行总线装置及其固件更新方法。
背景技术
由于通用串行总线(universal serial bus,USB)端口的发明与盛行,早期电子计算机上的传统通信端口,如COM port,已逐渐被淘汰。现今的电脑周边装置大都可经由通用串行总线端口与电子计算机相连接,以进行各种通信与应用,例如,电脑周边装置的固件更新作业。
请参阅图1,其为现有电脑周边装置进行固件更新作业的一种实施概念示意图。电脑周边装置1A中包括用来对电子信号进行运算处理以使电脑周边装置1A提供特定电子功能的微控制单元11A,且微控制单元11A中设有原始固件信息12A,并具备可经由通用串行总线端口3而连接于电子计算机2的能力。当使用者欲对电脑周边装置1A进行固件更新作业时,需先下载相应的驱动程序13至电子计算机2中并执行驱动程序13。于驱动程序13被执行后,驱动程序13会在电子计算机2以及电脑周边装置1A之间建立模拟UART端口并使电脑周边装置1A被电子计算机2视为COM port设备的沟通管道14;接着,存储或下载至电子计算机2中的更新固件信息15A可经由上述已建立的沟通管道14而被传输至电脑周边装置1A,以进而取代电脑周边装置1A中原有的原始固件信息12A;最后,移除上述已建立的沟通管道14而完成固件更新作业,其中,移除沟通管道14的步骤可通过人工进行,亦可经由驱动程序13自动完成。此外,上述仅为简要说明,通过驱动程序13进行固件更新的方式应为本领域技术人员所知悉,故不予以赘述。
另一方面,若是电脑周边装置中的微控制单元不具备可经由通用串行总线端口连接电子计算机的能力,则还需通过外接排线的方式来进行固件更新。请参阅图2,其为现有电脑周边装置进行固件更新作业的另一种实施概念示意图。图2示意了电脑周边装置1C的微控制单元11C中设有原始固件信息12C,但不具备可经由通用串行总线端口3而连接于电子计算机2的能力,故其需通过转接板1B来进行固件更新作业;其中,转接板1B可例如为图1所示的电脑周边装置1A,而基于上述对图1的说明,通过驱动程序13可使得更新固件信息15C经由暂时的沟通管道14从电子计算机2被传输至转接板1B,而电脑周边装置1C则需再经由其它的排线4,如RS-232传输线,连接于转接板1B,以供更新固件信息15C从转接板1B传输至电脑周边装置1C,进而取代电脑周边装置1C中原有的原始固件信息12C。
根据以上的说明可知,现有电脑周边装置进行固件更新作业过于繁琐而具有改善的空间。
发明内容
本发明的一第一目的在提供一种令电子计算机与通用串行总线装置的至少一微控制单元之间不需先通过驱动程序建立暂时的沟通管道即可直接进行固件更新作业的固件更新方法。
本发明的一第二目的在提供一种应用上述固件更新方法的通用串行总线装置。
于一优选实施例中,本发明提供一种通用串行总线(universal serial bus,USB)装置的固件更新方法,应用于具有至少一微控制单元的一通用串行总线装置,该通用串行总线装置的固件更新方法该包括:
(P1)建制一通信协定;
(P2)设置该通信协定于该至少一微控制单元;
(P3)依据该通信协定制作一应用程序;其中,该应用程序用以被安装至一电子计算机,且该应用程序内设置有至少一更新固件信息;以及
(P4)经由该通信协定将该至少一更新固件信息从该电子计算机传输至该至少一微控制单元,以取代该至少一微控制单元中的至少一原始固件信息。
于一优选实施例中,本发明还提供一种通用串行总线(universal serial bus,USB)装置,包括:
一第一微控制单元,设有一第一原始固件信息;
一第二微控制单元,设有一第二原始固件信息;
一通用串行总线微控制单元(USB MCU),用以通过一通用串行总线端口连接于一电子计算机,并分别通过一第一连接端口以及一第二连接端口连接于该第一微控制单元以及该第二微控制单元;以及
一应用程序,用以被安装至该电子计算机,且该应用程序内设置有一第一更新固件信息以及一第二更新固件信息;
其中,该应用程序与该通用串行总线微控制单元具有共同的一通信协定,当该通用串行总线装置进行固件更新时,该应用程序利用该通信协定直接将该第一更新固件信息传输至该通用串行总线微控制单元,该第一更新固件信息再经由该第一连接端口而被写入该第一微控制单元以取代该第一原始固件信息;及/或该应用程序利用该通信协定直接将该第二更新固件信息传输至该通用串行总线微控制单元,该第二更新固件信息再经由该第二连接端口而被写入该第二微控制单元以取代该第二原始固件信息。
于一优选实施例中,本发明还提供一种通用串行总线(universal serial bus,USB)装置,包括:
一通用串行总线微控制单元(USB MCU),用以通过一通用串行总线端口连接于一电子计算机,且该通用串行总线微控制单元内设置有一原始固件信息;以及
一应用程序,用以被安装至该电子计算机,且该应用程序内设置有一更新固件信息;
其中,该应用程序与该通用串行总线微控制单元具有共同的一通信协定,当该通用串行总线装置进行固件更新时,该应用程序利用该通信协定直接将该更新固件信息写入该通用串行总线微控制单元以取代该原始固件信息。
附图说明
图1:为现有电脑周边装置进行固件更新作业的一种实施概念示意图。
图2:为现有电脑周边装置进行固件更新作业的另一种实施概念示意图。
图3:为本发明通用串行总线装置于一第一优选实施例的方框概念示意图。
图4:为本发明通用串行总线装置的固件更新方法的一优选方框流程图。
图5A、图5B:为图4所示步骤S14的执行概念示意图。
图6:为本发明通用串行总线装置于一第二优选实施例的方框概念示意图。
图7:为本发明通用串行总线装置的固件更新方法的另一优选方框流程图。
图8:为图7所示步骤S24的执行概念示意图。
附图标记说明:
1A电脑周边装置 1B转接板
1C电脑周边装置 2电子计算机
3通用串行总线端口 4排线
5通用串行总线装置 6电子计算机
8通用串行总线装置 11A微控制单元
11C微控制单元 12A原始固件信息
12C原始固件信息 13驱动程序
14沟通管道 15A更新固件信息
15C更新固件信息 50通用串行总线微控制单元
51第一微控制单元 52第二微控制单元
53应用程序 54第一原始固件信息
55第二原始固件信息 56第一更新固件信息
57第二更新固件信息 58通信协定
70通用串行总线端口 71第一连接端口
72第二连接端口 80通用串行总线微控制单元
81应用程序 82原始固件信息
83更新固件信息 84通信协定
S11步骤 S12步骤
S13步骤 S14步骤
S21步骤 S22步骤
S23步骤 S24步骤
S1401步骤 S1402步骤
S1403步骤 S1404步骤
S1405步骤 S1406步骤
S1407步骤 S1408步骤
S1409步骤 S1410步骤
S1411步骤 S1412步骤
S1413步骤 S1414步骤
S2401步骤 S2402步骤
S2403步骤 S2404步骤
S2405步骤 S2406步骤
S2407步骤
具体实施方式
本发明的实施例将通过下文配合相关附图进一步加以解说。尽可能的,于附图与说明书中,相同标号代表相同或相似构件。于附图中,基于简化与方便标示,形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是,未特别显示于附图中或描述于说明书中的元件,为所属技术领域中技术人员所知的形态。本领域的技术人员可依据本发明的内容而进行多种的改变与修改。
请参阅图3,其为本发明通用串行总线装置于一第一优选实施例的方框概念示意图。通用串行总线(universal serial bus,USB)装置5包括通用串行总线微控制单元(USBMCU)50、第一微控制单元51、第二微控制单元52以及应用程序53,且第一微控制单元51以及第二微控制单元52中分别设有第一原始固件信息54以及第二原始固件信息55,而通用串行总线微控制单元50可通过通用串行总线端口70连接于电子计算机6,并分别通过第一连接端口71以及第二连接端口72连接于第一微控制单元51以及第二微控制单元52。此外,应用程序53用以被安装至电子计算机6,且应用程序53内设置有用来取代第一原始固件信息54的第一更新固件信息56以及用来取代第二原始固件信息55的第二更新固件信息57;其中,应用程序53与通用串行总线微控制单元50具有共同的通信协定58。
优选者,上述第一连接端口71可为一UART端口、一I2C端口、一SPI端口或一USB端口,而第二连接端口72亦可为一UART端口、一I2C端口、一SPI端口或一USB端口。而于一实施方式中,通用串行总线装置5为一无线鼠标装置(图未示)以及一无线键盘装置(图未示)所共的一无线接收模块,且当通用串行总线装置5接收来自无线鼠标装置的信号时,第一微控制单元51用以对来自无线鼠标装置的信号进行信号处理,而当通用串行总线装置5接收来自无线键盘装置的信号时,第二微控制单元52用以对来自无线键盘装置的信号进行信号处理。当然,上述仅为一实施方式,第一连接端口71的形态、第二连接端口72的形态以及通用串行总线装置5的形态皆不以上述为限,熟知本技艺人士皆可依据实际应用需求而进行任何均等的变更设计。
接下来说明本公开通用串行总线装置的固件更新方法。请参阅图4,其为本发明通用串行总线装置的固件更新方法的一优选方框流程图。首先,执行步骤S11,建制一通信协定58;接着,执行步骤S12,设置通信协定58于通用串行总线微控制单元50,亦即,使通用串行总线微控制单元50能以步骤S11中所建制的通信协定58进行通信;再执行S13,依据通信协定58制作一应用程序53,令安装有应用程序53的电子计算机6能以步骤S11中所建制的通信协定58进行通信,其中,步骤S13中所制作的应用程序53内设置用来取代第一原始固件信息54的第一更新固件信息56以及用来取代第二原始固件信息55的第二更新固件信息57;最后,执行步骤S14,经由通信协定58将第一更新固件信息56及/或第二更新固件信息57从电子计算机6传输至通用串行总线微控制单元50,以取代第一微控制单元51中的第一原始固件信息54及/或第二微控制单元52中的第二原始固件信息55。特别说明的是,于执行图4所示方法的整个过程中,通用串行总线装置5始终被电子计算机6视为人机接口设备(humaninterface device,HID)。
以下进一步说明上述步骤S14的一种执行实施方式。请同步参阅图5A和图5B,其为图4所示步骤S14的执行概念示意图。图5A和图5B示意了当使用者欲进行更新固件作业而执行安装于电子计算机6的应用程序53时,应用程序53会先确认第一微控制单元51是否需要进行固件更新,如图5A所示步骤S1401,优选者,确认动作可经由比对第一更新固件信息56与第一原始固件信息54是否相同来判断,若判断二者相异,则确认第一微控制单元51需进行固件更新,此时,应用程序53会输出一更新模式指令,如图5A所示步骤S1402,且该更新模式指令会经由图4所示步骤S11中所建制的通信协定58而直接传输至通用串行总线微控制单元50,借此驱使通用串行总线微控制单元50以及第一微控制单元51皆进入装置固件更新模式(device firmware upgrade mode,DFU mode),如图5A所示步骤S1403。
接着,通用串行总线微控制单元50会清除第一微控制单元51中的第一原始固件信息54,如图5A所示步骤S1404,再将经由通信协定58所传输而来的第一更新固件信息56写入第一微控制单元51,如图5A所示步骤S1405,其中,第一更新固件信息56是经由第一连接端口71而从通用串行总线微控制单元50传输至第一微控制单元51。而当第一更新固件信息56写入第一微控制单元51后,应用程序53与通用串行总线微控制单元50以及第一微控制单元51中的至少一者会检查写入至第一微控制单元51的第一更新固件信息56是否相同于应用程序53中的第一更新固件信息56,如图5A所示步骤S1406,若检查后确认二者相同,则重置(reset)通用串行总线微控制单元50以及第一微控制单元51,如图5A所示步骤S1407,而若检查后确认二者相异,则重新执行步骤S1404~步骤S1406。
再者,当应用程序53于步骤S1401中判断第一微控制单元51不需进行固件更新后或当通用串行总线微控制单元50以及第一微控制单元51于步骤S1407中被重置(reset)后,应用程序53会确认第二微控制单元52是否需要进行固件更新,如图5B所示步骤S1408,优选者,确认动作可经由比对第二更新固件信息57与第二原始固件信息55是否相同来判断,若判断二者相异,则确认第二微控制单元52需进行固件更新,此时,应用程序53会输出一更新模式指令,如图5B所示步骤S1409,且该更新模式指令会经由图4所示步骤S11中所建制的通信协定58而直接传输至通用串行总线微控制单元50,借此驱使通用串行总线微控制单元50以及第二微控制单元52皆进入装置固件更新模式,如图5B所示步骤S1410。
接着,通用串行总线微控制单元50会清除第二微控制单元52中的第二原始固件信息55,如图5B所示步骤S1411,再将经由通信协定58所传输而来的第二更新固件信息57写入第二微控制单元52,如图5B所示步骤S1412,其中,第二更新固件信息57是经由第二连接端口72而从通用串行总线微控制单元50传输至第二微控制单元52。而当第二更新固件信息57写入第二微控制单元52后,应用程序53与通用串行总线微控制单元50以及第二微控制单元52中的至少一者会检查写入至第二微控制单元52的第二更新固件信息57是否相同于应用程序53中的第二更新固件信息57,如图5B所示步骤S1413,若检查后确认二者相同,则重置(reset)通用串行总线微控制单元50以及第二微控制单元52,如图5B所示步骤S1414,而若检查后确认二者相异,则重新执行步骤S1411~步骤S1413。
请参阅图6,其为本发明通用串行总线装置于一第二优选实施例的方框概念示意图。通用串行总线装置8包括通用串行总线微控制单元80以及应用程序81,且通用串行总线微控制单元80中设有原始固件信息82,并可通过通用串行总线端口70连接于电子计算机9,而应用程序81用以被安装至电子计算机9,且应用程序81内设置有用来取代原始固件信息82的更新固件信息83;其中,应用程序81与通用串行总线微控制单元80具有共同的通信协定84。于一实施方式中,通用串行总线装置8为一无线鼠标装置(图未示)的无线接收模块或一无线键盘装置(图未示)的无线接收模块,但不以上述为限。
请参阅图7,其为本发明通用串行总线装置的固件更新方法的另一优选方框流程图。首先,执行步骤S21,建制一通信协定84;接着,执行步骤S22,设置通信协定84于通用串行总线微控制单元80,亦即,使通用串行总线微控制单元80能以步骤S21中所建制的通信协定84进行通信;再执行S23,依据通信协定84制作一应用程序81,令安装有应用程序81的电子计算机9能以步骤S21中所建制的通信协定84进行通信,其中,步骤S23中所制作的应用程序81内设置用来取代原始固件信息82的更新固件信息83;最后,执行步骤S24,经由通信协定84将更新固件信息83从电子计算机9传输至通用串行总线微控制单元80,以取代通用串行总线微控制单元80中的原始固件信息82。特别说明的是,于执行图7所示方法的整个过程中,通用串行总线装置8始终被电子计算机9视为人机接口设备(human interface device,HID)。
以下进一步说明上述步骤S24的一种执行实施方式。请同步参阅图8,其为图7所示步骤S24的执行概念示意图。图8示意了当使用者欲进行更新固件作业而执行安装于电子计算机9的应用程序81时,应用程序81会先确认通用串行总线微控制单元80是否需要进行固件更新,如图8所示步骤S2401,优选者,确认动作可经由比对更新固件信息83与原始固件信息82是否相同来判断,若判断二者相异,则确认通用串行总线微控制单元80需进行固件更新,此时,应用程序81会输出一更新模式指令,如图8所示步骤S2402,且该更新模式指令会经由图7所示步骤S21中所建制的通信协定84而直接传输至通用串行总线微控制单元80,借此驱使通用串行总线微控制单元80进入装置固件更新模式(device firmware upgrademode,DFUmode),如图8所示步骤S2403。
接着,通用串行总线微控制单元80会清除其中的原始固件信息82,如图8所示步骤S2404,再将经由通信协定84所传输而来的更新固件信息83写入其中,如图8所示步骤S2405。而当更新固件信息83写入通用串行总线微控制单元80后,应用程序81与通用串行总线微控制单元80中的至少一者会检查写入至通用串行总线微控制单元80的更新固件信息83是否相同于应用程序81中的更新固件信息83,如图8所示步骤S2406,若检查后确认二者相同,则重置(reset)通用串行总线微控制单元80,如图8所示步骤S2407,而若检查后确认二者相异,则重新执行步骤S2404~步骤S2406。
根据以上的说明可知,本公开的发明具有下列优势:第一、由于本公开通用串行总线装置的通用串行总线微控制单元以及应用程序彼此之间具有自定义的通信协定,因此电子计算机与通用串行总线微控制单元之间不需再通过驱动程序建立暂时的沟通管道,即能使欲更新的固件信息直接地由电子计算机传输至通用串行总线微控制单元,省去现有技术中所述的繁琐流程;第二,由于本公开通用串行总线装置的通用串行总线微控制单元以及其它多个微控制单元之间是以自定义的连接端口相连接,故欲更新的固件信息可直接地由通用串行总线微控制单元传输至相应的微控制单元以取代原有的固件信息,省去现有技术中还需外接其它排线的动作;第三,由于本公开通用串行总线装置于进行固件更新的整个过程中始终被电子计算机视为人机接口设备,相较于现有技术中被电子计算机视为COMport设备的电脑周边装置,本公开通用串行总线微控制单元与电子计算机之间具有超过一百倍以上的固件信息传输速度。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非用以限定本发明的权利要求,因此凡其它未脱离本发明所公开的构思下所完成的等效改变或修饰,均应包含于本公开的权利要求内。

Claims (16)

1.一种通用串行总线装置的固件更新方法,应用于具有至少一微控制单元的一通用串行总线装置,该通用串行总线装置的固件更新方法包括:
(P1)建制一通信协定;
(P2)设置该通信协定于该至少一微控制单元;
(P3)依据该通信协定制作一应用程序;其中,该应用程序用以被安装至一电子计算机,且该应用程序内设置有至少一更新固件信息;以及
(P4)经由该通信协定将该至少一更新固件信息从该电子计算机传输至该至少一微控制单元,以取代该至少一微控制单元中的至少一原始固件信息。
2.如权利要求1所述的通用串行总线装置的固件更新方法,其中该至少一微控制单元包括一第一微控制单元、一第二微控制单元以及一通用串行总线微控制单元,且该通用串行总线微控制单元通过一通用串行总线端口连接于该电子计算机;其中,该通用串行总线装置的固件更新方法还包括:
通过一第一连接端口连接该第一微控制单元与该通用串行总线微控制单元,并通过一第二连接端口连接该第二微控制单元与该通用串行总线微控制单元。
3.如权利要求2所述的通用串行总线装置的固件更新方法,其中,该第一连接端口为一UART端口、一I2C端口、一SPI端口或一USB端口。
4.如权利要求2所述的通用串行总线装置的固件更新方法,其中,该第二连接端口为一UART端口、一I2C端口、一SPI端口或一USB端口。
5.如权利要求2所述的通用串行总线装置的固件更新方法,其中该至少一更新固件信息包括一第一更新固件信息以及一第二更新固件信息,且该至少一原始固件信息包括一第一原始固件信息以及一第二原始固件信息,而该步骤(P4)包括:
(P41)于将该第一更新固件信息传输至该通用串行总线微控制单元后,经由该第一连接端口将该第一更新固件信息写入该第一微控制单元以取代该第一原始固件信息;及/或
(P42)于将该第二更新固件信息传输至该通用串行总线微控制单元后,经由该第二连接端口将该第二更新固件信息写入该第二微控制单元以取代该第二原始固件信息。
6.如权利要求5所述的通用串行总线装置的固件更新方法,其中于执行该步骤(P4)还包括:
确认该第一微控制单元是否需要进行固件更新,若是,执行步骤(P41),若否,确认该第二微控制单元是否需要进行固件更新;其中,若确认该第二微控制单元需要进行固件更新,执行步骤(P42)。
7.如权利要求5所述的通用串行总线装置的固件更新方法,其中于执行该步骤(P41)之后还包括:
确认该第二微控制单元是否需要进行固件更新;其中,若是,执行步骤(P42)。
8.如权利要求1所述的通用串行总线装置的固件更新方法,其中该步骤(P4)包括:
驱使该至少一微控制单元进入一装置固件更新模式;
清除该至少一微控制单元中的该至少一原始固件信息;以及
写入该至少一更新固件信息至该至少一微控制单元中。
9.如权利要求8所述的通用串行总线装置的固件更新方法,其中该步骤(P4)还包括:
检查写入至该至少一微控制单元中的该至少一更新固件信息是否相同于该应用程序中的该至少一更新固件信息。
10.如权利要求8所述的通用串行总线装置的固件更新方法,其中该通用串行总线装置为一人机接口设备,并通过一通用串行总线端口连接于该电子计算机。
11.一种通用串行总线装置,包括:
一第一微控制单元,设有一第一原始固件信息;
一第二微控制单元,设有一第二原始固件信息;
一通用串行总线微控制单元,用以通过一通用串行总线端口连接于一电子计算机,并分别通过一第一连接端口以及一第二连接端口连接于该第一微控制单元以及该第二微控制单元;以及
一应用程序,用以被安装至该电子计算机,且该应用程序内设置有一第一更新固件信息以及一第二更新固件信息;
其中,该应用程序与该通用串行总线微控制单元具有共同的一通信协定,当该通用串行总线装置进行固件更新时,该应用程序利用该通信协定直接将该第一更新固件信息传输至该通用串行总线微控制单元,该第一更新固件信息再经由该第一连接端口而被写入该第一微控制单元以取代该第一原始固件信息;及/或该应用程序利用该通信协定直接将该第二更新固件信息传输至该通用串行总线微控制单元,该第二更新固件信息再经由该第二连接端口而被写入该第二微控制单元以取代该第二原始固件信息。
12.如权利要求11所述的通用串行总线装置,其中该通用串行总线装置为一人机接口设备。
13.如权利要求11所述的通用串行总线装置,其中该第一连接端口为一UART端口、一I2C端口、一SPI端口或一USB端口。
14.如权利要求11所述的通用串行总线装置,其中该第二连接端口为一UART端口、一I2C端口、一SPI端口或一USB端口。
15.一种通用串行总线装置,包括:
一通用串行总线微控制单元,用以通过一通用串行总线端口连接于一电子计算机,且该通用串行总线微控制单元内设置有一原始固件信息;以及
一应用程序,用以被安装至该电子计算机,且该应用程序内设置有一更新固件信息;
其中,该应用程序与该通用串行总线微控制单元具有共同的一通信协定,当该通用串行总线装置进行固件更新时,该应用程序利用该通信协定直接将该更新固件信息写入该通用串行总线微控制单元以取代该原始固件信息。
16.如权利要求15所述的通用串行总线装置,其中该通用串行总线装置为一人机接口设备。
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