CN104239109A - 嵌入式系统固件在线管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种嵌入式系统固件在线管理方法，包括固件服务器，所述固件服务器用于存储固件，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过现场总线将待升级设备的硬件信息通过网关发送至固件服务器；步骤2：根据所述硬件信息在设备数据库中查询所述待升级设备的加密密匙；步骤3：使用所述加密密匙对固件进行加密并传送至网关，进而通过现场总线发送至待升级设备；步骤4：待升级设备将接收到的固件进行校验后写入存储设备。步骤5：对待升级设备进行热重启。本发明能够在不改变待升级设备的安装以及接线的情况下完成待升级设备的固件管理；本发明能够在系统运行时，系统能够无缝的完成固件升级，无需手动对系统进行重启。
Description
技术领域
本发明涉及固件升级，具体地，涉及一种嵌入式系统固件在线管理方法。
背景技术
随着工厂自动化的不断发展，智能化测量以及执行设备在工业现场的应用越来越广泛。固件程序是这些设备的“大脑”，当功能出现变动时，需要对固件进行升级。
传统的固件升级需要由专业的技术人员通过调试串口或仿真器才能完成。这种种方式需要增加正常运行时不必要的连线，甚至需要从整机中将设备拆解出来，这对于现场运用是十分困难的。
另外，传统的固件升级通常是一对一单个升级，耗时大，且需技术人员依次判断每个设备的型号，版本号等。同时，在升级过程中需要系统停机。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种嵌入式系统固件在线管理方法。由于现代的智能化设备通常包含嵌入式计算平台以及相应的外围器件构成，其通过现场总线向控制器提供接口，由于该现场总线对于工业现场是天然存在的，且该现场总线连接了工业现场中的所有设备，因此通过该现场总线能够有效地对固件进行管理，包括设备型号、固件版本、固件升级、固件调试等。
根据本发明提供的嵌入式系统固件在线管理方法，包括固件服务器，所述固件服务器用于存储固件，包括如下步骤：
步骤1：通过现场总线将待升级设备的硬件信息通过网关发送至固件服务器；
步骤2：根据所述硬件信息在设备数据库中查询所述待升级设备的加密密匙；
步骤3：使用所述加密密匙对固件进行加密并传送至网关，进而通过现场总线发送至待升级设备；
步骤4：待升级设备将接收到的固件进行校验后写入存储设备；
步骤5：对待升级设备进行热重启。
优选地，还包括如下步骤：
-当固件升级失败时，Bootloader程序将直接引导待升级设备至紧急固件，紧急固件通过状态灯或蜂鸣器告知用户，同时待升级设备将持续接收固件以恢复待升级设备的运行。
优选地，所述步骤4中，将所述存储设备包括A部分，在编译固件时将固件的关键变量存放于A部分中，待升级设备在热重启时不对A部分进行初始化，从而实现待升级设备不同固件的无缝衔接。
优选地，在步骤1之前还包括如下步骤：
-扩展现场总线上传输的指令。
优选地，所述现场总线采用EtherCAT现场总线、ControlNet现场总线、Profibus现场总线、SwiftNet现场总线以及Interbus现场总线中的任一种。
优选地，所述存储设备采用只读存储器、可编程只读存储器、电可改写只读存储器、可擦可编程只读存储器、电可擦可编程只读存储器以及闪存中的任一种。
优选地，多个待升级设备的固件能够同时进行升级。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明能够在不改变待升级设备的安装以及接线的情况下完成待升级设备的固件管理；
2、本发明能够在系统运行时，系统能够无缝的完成固件升级，无需手动对系统进行重启；
3、本发明能够同时在线更新多个固件，可控制每个待升级设备固件版本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中固件紧急升级控制策略图；
图3为本发明的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。
在本实施例中，现场总线(Fieldbus)为工厂内的测量、执行等设备和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。
固件(Firmware)为一种嵌入在硬件设备中的软件。通常它是位于特殊应用集成电路(ASIC)或可编程逻辑器件(PLD)之中的闪存或EEPROM里，有的可以让使用者更新。
在本实施例中，如图1、图2所示，本发明提供的嵌入式系统固件在线管理方法，包括固件服务器，所述固件服务器由设备厂商提供，在固件服务器中存储该厂商的所有固件，当固件需要更新时，进行如下步骤：
步骤1：待升级设备通过现场总线将待升级设备的硬件信息通过网关发送至固件服务器；
步骤2：固件服务器收到设备信息后，在设备数据库查询对应于该待升级设备的加密密钥；
步骤3：固件服务器用加密密钥对未加密的原始固件进行加密并传送至网关；
步骤4：网关通过现场总线将特定设备的固件发送至带升级的设备；
步骤5：待升级设备收到固件并进行必要的校验后将固件写入非易失性的存储设备；
步骤6：对待升级设备进行热重启，在热重启的过程中不初始化内存，以实现设备的不停机连续运行。
为保证设备在系统固件升级失败后能够稳定运行，设备固件紧急升级情况采用如下控制策略：在系统正常运行时，紧急固件不发挥任何作用。但当固件升级失败时，如Flash写入失效等，Bootloader程序将直接引导待升级设备至紧急固件，紧急固件通过状态灯或蜂鸣器告知用户，同时待升级设备通过网关持续接收新的固件以恢复待升级设备的运行。
待升级设备可以热重启时，将所述存储设备包括A部分，在编译固件时将所有关键变量存放于A部分，在待升级设备热重启时不对A部分进行初始化，从而实现设备在不同固件的无缝衔接。所述关键变量包括gcc中的LDS文件、TI Code Composer Studio中的CMD文件。
所述存储设备采用只读存储器、可编程只读存储器、电可改写只读存储器、可擦可编程只读存储器、电可擦可编程只读存储器以及闪存中的任一种。所述现场总线采用EtherCAT现场总线、ControlNet现场总线、Profibus现场总线、SwiftNet现场总线以及Interbus现场总线中的任一种。
固件可以通过现场总线来传输，在传输固件时为不影响设备的运行，需扩展总线上传输的指令，使得总线能够在传输固件文件的同时不干扰到正常控制或传感器数据指令的传输。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (7)
1.一种嵌入式系统固件在线管理方法，包括固件服务器，所述固件服务器用于存储固件，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：通过现场总线将待升级设备的硬件信息通过网关发送至固件服务器；
步骤2：根据所述硬件信息在设备数据库中查询所述待升级设备的加密密匙；
步骤3：使用所述加密密匙对固件进行加密并传送至网关，进而通过现场总线发送至待升级设备；
步骤4：待升级设备将接收到的固件进行校验后写入存储设备；
步骤5：对待升级设备进行热重启。
2.根据权利要求1所述的嵌入式系统固件在线管理方法，其特征在于，还包括如下步骤：
-当固件升级失败时，Bootloader程序将直接引导待升级设备至紧急固件，紧急固件通过状态灯或蜂鸣器告知用户，同时待升级设备将持续接收固件以恢复待升级设备的运行。
3.根据权利要求1所述的嵌入式系统固件在线管理方法，其特征在于，所述步骤4中，将所述存储设备包括A部分，在编译固件时将固件的关键变量存放于A部分中，待升级设备在热重启时不对A部分进行初始化，从而实现待升级设备不同固件的无缝衔接。
4.根据权利要求1或2所述的嵌入式系统固件在线管理方法，其特征在于，在步骤1之前还包括如下步骤：
-扩展现场总线上传输的指令。
5.根据权利要求1所述的嵌入式系统固件在线管理方法，其特征在于，所述现场总线采用EtherCAT现场总线、ControlNet现场总线、Profibus现场总线、SwiftNet现场总线以及Interbus现场总线中的任一种。
6.根据权利要求1所述的嵌入式系统固件在线管理方法，其特征在于，所述存储设备采用只读存储器、可编程只读存储器、电可改写只读存储器、可擦可编程只读存储器、电可擦可编程只读存储器以及闪存中的任一种。
7.根据权利要求1所述的嵌入式系统固件在线管理方法，其特征在于，多个待升级设备的固件能够同时进行升级。
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