SD93F115B遠(yuǎn)程升級應(yīng)用方案

01概述

在傳統(tǒng)嵌入式開發(fā)中，固件在設(shè)備出廠時即被固化，其生命周期的功能也隨之被定格。這導(dǎo)致任何后續(xù)的功能迭代、優(yōu)化都無法有效部署，極大地限制了產(chǎn)品市場的競爭力。遠(yuǎn)程對設(shè)備的固件進(jìn)行更新可以持續(xù)為用戶提供新功能和體驗，降低運維成本和潛在風(fēng)險。因此，遠(yuǎn)程升級功能是嵌入式設(shè)備中的核心基礎(chǔ)功能。

02方案介紹

SD93F115B的Flash一共有120K，將這120K分為3個區(qū)域，Bootloader分12K，F(xiàn)lag分1K，APP分107K。Bootloader是固件更新是用到的程序，F(xiàn)lag用于存放固件更新狀態(tài)的標(biāo)志，APP是應(yīng)用程序。

內(nèi)存分配框架

一般狀態(tài)下，固件更新是由APP區(qū)域的代碼發(fā)起的，當(dāng)APP收到固件更新命令后就可以跳轉(zhuǎn)至Bootloader區(qū)進(jìn)行固件更新。如果固件更新時發(fā)生斷電或其他錯誤，再重新上電后Bootloader也會檢查當(dāng)前固件以及標(biāo)志位的狀態(tài)，檢查到錯誤也會執(zhí)行固件更新功能。

Bootloader區(qū)的代碼用于在收到固件命令或檢查到當(dāng)前固件錯誤時更新當(dāng)前的固件。芯片上電后是否進(jìn)行固件更新由Flag區(qū)域的標(biāo)志位確定。

03方案功能說明

APP功能

APP區(qū)域主要用于編寫應(yīng)用程序，當(dāng)程序運行在此區(qū)域時收到固件更新命令后，其主要功能為：

更新Flag區(qū)的標(biāo)志位，保證后續(xù)跳轉(zhuǎn)至Bootloader區(qū)后固件更新命令的順序執(zhí)行

在收到固件更新命令后跳轉(zhuǎn)至Bootloader區(qū)，以啟動更新流程

Flag功能

Flag區(qū)不需要存儲代碼，而是專門用于記錄固件更新的狀態(tài)(例如：更新中、更新成功和更新失敗)以及固件的校驗碼等其他信息。

Bootloader功能

在芯片上電時，會先啟動Bootloader，對Flag區(qū)域進(jìn)行檢查以確定當(dāng)前固件是否需要升級，如果需要就跳到升級功能，等待接收新固件，否則就直接跳轉(zhuǎn)到APP執(zhí)行應(yīng)用程序。

在整個固件更新過程中，Bootloader會動態(tài)更新Flag區(qū)的標(biāo)志位，如果因為中途斷電導(dǎo)致更新失敗，再次上電時，Bootloader能通過Flag區(qū)的標(biāo)志位識別到當(dāng)前狀態(tài)不是“更新成功”，從而再次執(zhí)行固件更新功能，防止設(shè)備不能正常使用。

固件更新整體流程如下：

遠(yuǎn)程升級流程圖

啟動文件

正常情況下芯片上電會先執(zhí)行main函數(shù)，想要實現(xiàn)以上方案，需要修改啟動文件。將固件更新函數(shù)的執(zhí)行放在main函數(shù)之前。改寫內(nèi)容如下圖。

啟動文件 Startup_xxx.S

在SD93F115B的啟動文件system_SD93F115B.c中添加CPUInit函數(shù)和SystemInit函數(shù)，并在system_sd93f115b.h中聲明。以上函數(shù)需要設(shè)置在Bootloader區(qū)，以保證上電時芯片能夠正確初始化。函數(shù)內(nèi)容如下圖。

CPUInit函數(shù)

SystemInit函數(shù)

04方案特點

不需要同時保存兩個版本的固件，最大化利用芯片的Flash空間；

更新失敗后可以重新更新，防止設(shè)備更新失敗后無法使用；

可以根據(jù)需要選擇固件更新的協(xié)議。