专利名称：一种嵌入式设备及其数据文件下载方法
技术领域：
本发明涉及专用计算机设备领域，尤其涉及一种嵌入式设备及其数据文件下载方法。
背景技术：
嵌入式设备是以应用为目的，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪、适应应用系统 对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机设备。嵌入式设备一般包括硬件和 软件两部分，硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设部件等；软件部分包括操作系统软 件(OS)(要求实时和多任务操作)和应用程序，应用程序控制着系统的运作和行为，而操作 系统软件控制着应用程序与硬件的交互作用，用于实现对其它设备的控制、监视或管理等 功能。嵌入式设备的特点是高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，设备仍然能够 正常工作。嵌入式设备的软件一般都固化在可编程只读存储器中，也就是说软件要求固态 化存储，而不是存储在磁盘等载体中。如附图1所示，目前嵌入式设备的下载是由嵌入式设 备的外设接口与外部计算机通讯，将存储在外部计算机上的数据文件，导入到嵌入式设备 内。目前来看，现有技术嵌入式设备存在以下缺点和不足1、现有技术嵌入式设备均通过与外部计算机通信，将外部计算机上的目标文件下 载到嵌入式设备的可编程只读存储器内，无法在没有外部计算机情况下进行下载和升级；2、现有嵌入式设备的下载速度受制于外部计算机连接的外设接口数据文件传输 速度，下载速度较慢。3、现有嵌入式设备无法对下载量进行控制，上游数字版权无法保障，由于下载数 据文件需要和外部计算机连接，易受病毒和黑客攻击，使得嵌入式设备的软件容易被破解 或滥用。
发明内容
本发明主要利用存储卡体积小重量轻、易移动、可加密的特性，将存储卡和嵌入式 设备相连接，提供一种新的嵌入式设备及其数据文件下载方法，用以解决现有技术嵌入式 设备下载速度慢、下载不安全等问题。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种嵌入式设备，可根据工作需要在工作模式和下载模式之间切换，所述嵌入式 设备包括处理器、可编程只读存储器、缓存及外设接口，所述处理器分别和可编程只读存储 器、缓存及外设接口连接，在下载模式中用于处理下载数据文件、在工作模式中用于控制嵌 入式设备运行，所述可编程只读存储器用于储存下载数据文件，所述缓存用于临时存放处 理器所需数据文件，所述外设接口在下载模式中用于连接外部计算机，其中，所述嵌入式设 备还设置有存储卡，所述存储卡和处理器连接，在下载模式中所述存储卡通过处理器向嵌 入式设备导入下载数据文件。
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作为本发明的进一步改进，所述处理器还包括I/O端口，所述存储卡通过处理器 的I/O端口和处理器连接。作为本发明的进一步改进，所述存储卡是可插拔存储卡。作为本发明的进一步改进，所述存储卡是可加密安全存储卡。作为本发明的进一步改进，所述存储卡包括CF卡，或MMC卡，或SD卡，或记忆棒， 或XD图像卡，或SM卡。作为本发明的进一步改进，所述嵌入式设备处于下载模式时，先单独将存储卡和 外部计算机相连接，其特征在于，所述数据文件下载方法包括如下步骤第一步利用外部计算机在存储卡中写入密钥、下载数据文件大小、下载次数加密 信息和写入下载数据文件，并按物理扇区将加密信息和下载数据文件分别存放。；第二步将存储卡和嵌入式设备的处理器连接；第三步处理器将存储卡内储存的加密信息导入到缓存中；第四步处理器在缓冲中读取加密信息，判断加密信息是否正确，如果不正确则退 出下载模式，如果正确则继续步骤五；第五步处理器将存储卡内储存的下载文件分成包加载到缓存，再将缓存中的下 载数据包导入到可编程只读存储器中；反复执行直至所有文件都导入可可编程只读存储器 中。作为本发明的进一步改进，所述第一步还包括如下步骤步骤Ia 所述写入加密信息包括存在保密区的密钥，在下载数据文件中添加被 加密的帧头文件。作为本发明的进一步改进，所述被加密的帧头文件包括下载数据文件大小信息、 下载次数信息。作为本发明的进一步改进，所述第四步还包括如下步骤步骤4a:处理器判断密钥，并解密加密信息中下载数据文件大小信息，判断是否 正确，如果不正确则退出下载模式，如果正确则继续步骤4b ；步骤4b 处理器判断解密后的加密信息中下载次数是否超过下载次数上限，如果 超过上限则退出下载模式，如果不超过上限则继续步骤五。作为本发明的进一步改进，所述第五步完成后，还包括如下步骤第六步下载完成后，处理器自动修改存储卡帧头文件的下载次数加1，并根据密 钥加密。针对现有技术缺点1，本发明不需嵌入式设备和外部计算机连接，而是利用存储卡 直接连接嵌入式设备，解决了嵌入式设备下载数据文件离不开外部计算机的缺点。针对现有技术缺点2，存储卡通过处理器的I/O端口直接和处理器连接，无需外设 接口，避免了外设接口传输速度慢的影响，其利用嵌入式设备内部总线，减少了传输环节， 大大提高了数据文件下载速度。针对现有技术缺点3，本发明利用存储卡可加密特性，将密钥存储于加密区域，将 需下载的数据文件的帧头文件信息进行加密包括需下载数据文件大小、下载次数、数据文 件描述等，将加密信息和需下载数据文件写入存储卡指定的物理扇区区域。当嵌入式设备 下载数据文件时，首先会读取密钥和帧头文件加密信息，如密钥或帧头文件加密信息不正确则直接退出下载，如果正确则进行安全下载，下载完成后更新桢头文件加密信息中的下 载次数，再加密，解决加密问题。由于帧头文件加密信息以缓存形式存在于嵌入式设备主程 序内，一般较难跟踪破解，密钥存在于存储卡加密区，数据以物理扇区方式存储，有效防止 了非法用户拷贝下载卡，提高了嵌入式设备的安全性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术嵌入式设备利用外部计算机下载数据文件的连接示意图；图2为本发明嵌入式设备的硬件架构图；图3为本发明嵌入式设备数据文件下载方法流程图。
具体实施例方式本发明嵌入式设备的的硬件架构如图2所示，包括处理器1、缓存2可编程只读存 储器3、外设接口 4及存储卡5 ；嵌入式设备可根据工作需要在工作模式和下载模式之间切 换，处理器1分别和可编程只读存储器3、缓存2、外设接口 4及存储卡5连接，处理器1在 下载模式中用于处理下载数据文件、在工作模式中用于控制嵌入式设备运行，可编程只读 存储器3用于储存下载数据文件，缓存2用于临时存放处理器所需数据文件，外设接口 4在 下载模式中用于连接外部计算机，存储卡5在下载模式通过处理器1向嵌入式设备导入下 载数据文件。本发明嵌入式设备下载数据文件不需通过外设接口 4连接外部计算机，而是直接 利用存储卡5可移动、可插拔、可写入加密信息的特点，先将存储卡5和外部计算机连接，将 外部计算机中的下载数据文件导入存储卡5，并利用外部计算机在存储卡5中写入加密信 息，再断开存储卡5和外部计算机的连接，转而将存储有下载数据文件和加密信息的存储 卡5和嵌入式设备的处理器1连接，通过处理器1判断存储卡中的密钥和帧头加密信息是 否正确，如不正确则直接退出下载模式，如正确则安全下载数据文件到嵌入式设备，本发明 嵌入式设备数据文件下载方法如附图3所示，具体下载步骤如下第一步利用外部计算机在存储卡中写入密钥、下载数据文件大小、下载次数加密 信息和写入下载数据文件，并按物理扇区将加密信息和下载数据文件分别存放。；第二步将存储卡和嵌入式设备的处理器连接；第三步处理器将存储卡内储存的加密信息导入到缓存中；第四步处理器在缓冲中读取加密信息，判断加密信息是否正确，如果不正确则退 出下载模式，如果正确则继续步骤五；第五步处理器将存储卡内储存的下载文件分成包加载到缓存，再将缓存中的下 载数据包导入到可编程只读存储器中；反复执行直至所有文件都导入可可编程只读存储器 中。
所述第一步还包括如下步骤步骤Ia 所述写入加密信息包括存在保密区的密钥，在下载数据文件中添加被 加密的帧头文件。所述被加密的帧头文件包括下载数据文件大小信息、下载次数信息。所述第四步还包括如下步骤步骤4a:处理器判断密钥，并解密加密信息中下载数据文件大小信息，判断是否 正确，如果不正确则退出下载模式，如果正确则继续步骤4b ；步骤4b 处理器判断解密后的加密信息中下载次数是否超过下载次数上限，如果 超过上限则退出下载模式，如果不超过上限则继续步骤五。所述第五步完成后，还包括如下步骤第六步下载完成后，处理器自动修改存储卡帧头文件的下载次数加1，并根据密 钥加密。本发明不需嵌入式设备和外部计算机连接，而是利用存储卡5直接连接嵌入式设 备的处理器1，解决了嵌入式设备下载数据文件离不开外部计算机的缺点。由于存储卡5通过I/O端口直接和处理器1连接，无需外设接口，避免了外设接口 传输速度慢的影响，其数据文件传输直接利用嵌入式设备内部总线，减少了传输环节，大大 提高了数据文件下载速度。本发明还利用存储卡可加密特性，将密钥存储于存储卡加密区域，将需下载的数 据文件的帧头文件信息进行加密，写入存储卡，当嵌入式设备下载数据文件时，首先会读取 密钥和帧头文件加密信息，判断是否为合法下载；由于帧头文件加密信息以缓存形式存在 于嵌入式设备主程序内，一般较难跟踪破解，并且由于密钥存在于存储卡加密区，数据以物 理扇区方式存储，有效防止了非法用户拷贝下载卡提高了嵌入式设备的安全性。作为本发明的又一具体实施例，本发明嵌入式设备可根据具体工作环境改变存储 卡和嵌入式设备的连接方式。比如说，当容纳嵌入式设备的工作空间有限时，不足以在嵌入 式设备上设置存储卡，本发明可变更存储卡为外接式，也就是说，当上述嵌入式设备需要下 载数据文件或升级程序时，可将外接式卡存储卡和嵌入式设备的处理器连接，执行本发明 同样的下载方法和步骤，同样能够实现本发明的功能和有益效果。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种嵌入式设备，可根据工作需要在工作模式和下载模式之间切换，所述嵌入式设 备包括处理器、可编程只读存储器、缓存及外设接口 ；所述处理器分别和可编程只读存储 器、缓存及外设接口连接，在下载模式中用于处理下载数据文件、在工作模式中用于控制嵌 入式设备运行，所述可编程只读存储器用于储存下载数据文件，所述缓存用于临时存放处 理器所需数据文件，所述外设接口在下载模式中用于连接外部计算机，其特征在于，所述嵌 入式设备还设置有存储卡，所述存储卡和处理器连接，在下载模式中所述存储卡通过处理 器向嵌入式设备导入下载数据文件。
2.根据权利要求1所述的嵌入式设备，其特征在于，所述处理器还包括I/O端口，所述 存储卡通过处理器的I/O端口和处理器连接。
3.根据权利要求1所述的嵌入式设备，其特征在于，所述存储卡是可插拔存储卡。
4.根据权利要求3所述的嵌入式设备，其特征在于，所述存储卡是可加密安全存储卡。
5.根据权利要求4所述的嵌入式设备，其特征在于，所述存储卡包括CF卡，或MMC卡， 或SD卡，或记忆棒，或XD图像卡，或SM卡。
6.一种如权利要求1所述的嵌入式设备的数据文件下载方法，所述嵌入式设备处于下 载模式时，先单独将存储卡和外部计算机相连接，其特征在于，所述数据文件下载方法包括 如下步骤第一步利用外部计算机在存储卡中写入密钥、下载数据文件大小、下载次数加密信息 和写入下载数据文件，并按物理扇区将加密信息和下载数据文件分别存放；第二步将存储卡和嵌入式设备的处理器连接；第三步处理器将存储卡内储存的加密信息导入到缓存中；第四步处理器在缓冲中读取加密信息，判断加密信息是否正确，如果不正确则退出下 载模式，如果正确则继续步骤五；第五步处理器将存储卡内储存的下载文件分成包加载到缓存，再将缓存中的下载数 据包导入到可编程只读存储器中；反复执行直至所有文件都导入可可编程只读存储器中。
7.根据权利要求6所述的嵌入式设备的数据文件下载方法，其特征在于，所述第一步 还包括如下步骤步骤Ia 所述写入加密信息包括存在保密区的密钥，在下载数据文件中添加被加密 的帧头文件。
8.根据权利要求7所述的嵌入式设备的数据文件下载方法，其特征在于，所述被加密 的帧头文件包括下载数据文件大小信息、下载次数信息。
9.根据权利要求8所述的嵌入式设备的数据文件下载方法，其特征在于，所述第四步 还包括如下步骤步骤4a 处理器判断密钥，并解密加密信息中下载数据文件大小信息，判断是否正确， 如果不正确则退出下载模式，如果正确则继续步骤4b ；步骤4b 处理器判断解密后的加密信息中下载次数是否超过下载次数上限，如果超过 上限则退出下载模式，如果不超过上限则继续步骤五。
10.根据权利要求9所述的嵌入式设备的数据文件下载方法，其特征在于，所述第五步 完成后，还包括如下步骤第六步下载完成后，处理器自动修改存储卡帧头文件的下载次数加1，并根据密钥加密。
全文摘要
本发明提供一种嵌入式设备，涉及专用计算机设备领域，所述嵌入式设备可根据工作需要在工作模式和下载模式之间切换，其包括处理器、可编程只读存储器、缓存及外设接口，所述处理器分别和可编程只读存储器、缓存及外设接口连接，在下载模式中用于处理下载数据文件、在工作模式中用于控制嵌入式设备运行。所述可编程只读存储器用于储存下载数据文件，所述嵌入式设备还设置有存储卡，所述存储卡和处理器连接，在下载模式中所述存储卡通过处理器向嵌入式设备导入下载数据文件；本发明还提供上述嵌入式设备的数据文件下载方法，本发明解决了现有技术嵌入式设备下载数据文件离不开外部计算机的连接、下载速度慢、下载不安全的问题。
文档编号G06F9/445GK102117214SQ20101002246
公开日2011年7月6日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者赵建国 申请人:浙江德景电子科技有限公司