基于arm的固件升级方法和装置制造方法
【专利摘要】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，可以在系统运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务。
【专利说明】基于ARM的固件升级方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及嵌入式系统应用领域，特别是涉及基于ARM的固件升级方法和装置。【背景技术】
[0002]目前嵌入式系统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系统中得到广泛的应用。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系统存在的问题，以延长原有产品的生命周期，降低维护保养费用，所设计的嵌入式系统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。
[0003]目前的固件升级方法，固件升级完毕，需要对固件系统进行复位后，才能继续工作，不能提供连续的服务。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出基于ARM的固件升级方法，可以在系统运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，可靠性高。
[0005]为达到上述目的，采用的技术方案是:
[0006]基于ARM的固件升级方法，包括步骤:
[0007]将ARM片内FLASH划分为用户代码分区I和用户代码分区2 ；
[0008]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I中的固件；
[0009]获取新版本的固件，并导入外部存储器；
[0010]在所述外部存储器中，设置各用户固件备份区的升级标志；
[0011]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；
[0012]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I中的固件。
[0013]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；同时系统在升级过程中，执行着用户代码分区I中的固件，并不需要系统暂停去实现固件升级，可以在系统运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，保证升级完成后系统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。
[0014]本发明的目的还在于提出基于ARM的固件升级装置，可以在系统运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，可靠性高。
[0015]为达到上述目的，采用的技术方案是:[0016]基于ARM的固件升级装置，包括:
[0017]分区单元，用于将ARM片内FLASH划分为用户代码分区I和用户代码分区2 ；
[0018]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I中的固件；
[0019]第一获取单元，用于获取新版本的固件，并导入外部存储器；
[0020]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；
[0021]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；
[0022]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 ；
[0023]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；
[0024]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I中的固件。
[0025]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；同时系统在升级过程中，执行着用户代码分区I中的固件，并不需要系统暂停去实现固件升级，可以在系统运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，保证升级完成后系统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。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明的一个实施例流程图；
[0027]图2为本发明中进行固件升级后，重启系统的一个流程图；
[0028]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；
[0029]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；
[0030]图5为本发明装置的一个结构示意图；
[0031]图6为本发明装置的另一个结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为便于理解，下面将结合附图进行阐述。
[0033]本发明提出基于ARM的固件升级方法，请参考图1，包括步骤:
[0034]SlOljf ARM片内FLASH划分为用户代码分区I和用户代码分区2 ；
[0035]S102、将初始固件导入到用户代码分区1，执行用户代码分区I中的固件；
[0036]S103、获取新版本的固件，并导入外部存储器；
[0037]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；
[0038]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。
[0039]S104、检测到需要升级时，进行固件升级，并设置相关信息；
[0040]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。
[0041]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。
[0042]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I中的固件。
[0043]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；同时系统在升级过程中，执行着用户代码分区I中的固件，并不需要系统暂停去实现固件升级，可以在系统运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，保证升级完成后系统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。
[0044]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；
[0045]上述步骤S104包括:
[0046]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；
[0047]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。
[0048]在其中一个实施方式中，上述步骤S105包括:
[0049]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；
[0050]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I中的固件。
[0051]这样可以避免系统执行非法或者无效的固件，提高了系统的可靠性。
[0052]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；
[0053]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。
[0054]在其中一个实施方式中，为了进一步提高系统固件运行的安全性，对上述实施例作了如下改进，请参考图2，包括步骤:
[0055]S201、系统重启动；[0056]S202、判断是否需要升级固件；
[0057]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。
[0058]S203、进行固件升级流程；
[0059]按照上述步骤S104进行固件升级流程。
[0060]S204、判断用户代码分区2的执行成功标志是否为真；
[0061]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。
[0062]S205、执行用户代码分区I的固件；
[0063]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；
[0064]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。
[0065]S207、判断用户代码分区2的固件执行是否成功；
[0066]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。
[0067]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。
[0068]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；
[0069]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:
[0070]S301、获取所需升级固件的长度信息；
[0071]S302、获取所需升级固件的校验信息；
[0072]S303、判断固件升级信息是否完整；
[0073]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。
[0074]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 ；
[0075]S305、继续执行用户代码分区I的固件。
[0076]在其中一个实施方式中，将ARM片内FLASH划分为用户代码分区I和用户代码分区2，其中，用户代码分区I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O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:
[0077]S401、获取执行当前固件的用户代码分区地址；
[0078]S402、用户代码分区是否在高地址；
[0079]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,。
[0080]S403、继续执行用户代码分区I的固件；
[0081]S404、获取用户固件备份区的执行成功标志；
[0082]S405、执行成功标志是否为真；
[0083]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。
[0084]S406、设置该用户固件备份区的执行成功标志为真；
[0085]S407、继续执行用户代码分区2的固件。
[0086]系统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。
[0087]本发明还提出基于ARM的固件升级装置，请参考图5，包括:
[0088]分区单元501，用于将ARM片内FLASH划分为用户代码分区I和用户代码分区2 ；
[0089]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I中的固件；
[0090]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；
[0091]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；
[0092]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；
[0093]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 ;
[0094]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；
[0095]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I中的固件。
[0096]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；同时系统在升级过程中，执行着用户代码分区I中的固件，并不需要系统暂停去实现固件升级，可以在系统运行过程中完成固件升级，可以提供连续的服务，保证升级完成后系统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。
[0097]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；
[0098]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，
[0099]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；
[0100]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。
[0101]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；否贝U，继续执行用户代码分区I中的固件，具体为:
[0102]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；
[0103]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I中的固件。
[0104]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；
[0105]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。
[0106]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；
[0107]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。
[0108]在其中一个实施方式中，为保证提高系统的可靠性，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 ；
[0109]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I中的固件。
[0110]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。
【权利要求】
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I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I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I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I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I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， 若系统重启，则执行所述用户代码分区I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I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I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I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I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I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I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I中的固件。·
【文档编号】G06F9/445GK103853565SQ201210499758
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】刘军, 方彬浩, 赖福琪 申请人:京信通信系统（中国）有限公司