一種關(guān)鍵點(diǎn)控制的嵌入式設(shè)備自動在線升級

摘要：給出了一種控制網(wǎng)絡(luò)嵌入式設(shè)備在線升級的方案，采用了關(guān)鍵點(diǎn)控制的方法，實(shí)現(xiàn)了升級過程自動檢測選擇升級流程，升級前后不需要重啟設(shè)備，升級過程用戶不可見，較大地改進(jìn)了常用升級方案的用戶友好性。在此重點(diǎn)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級保證系統(tǒng)安全性的要求，通過關(guān)鍵點(diǎn)的配合控制，保證升級對系統(tǒng)的全面安全。該升級方案在嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果證明了方法的正確性和可靠性。

關(guān)鍵詞：在線升級；正常運(yùn)行系統(tǒng)；基本運(yùn)行系統(tǒng)；關(guān)鍵點(diǎn)控制

隨著嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備中有越來越廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際使用中，為了擴(kuò)展業(yè)務(wù)功能、解決軟件中存在的問題和提升設(shè)備性能，或者為了滿足設(shè)備的定制業(yè)務(wù)(如廣告業(yè)務(wù))，需要對嵌入式設(shè)備的軟件系統(tǒng)或者資源文件及時(shí)進(jìn)行更新，就是軟件系統(tǒng)的升級業(yè)務(wù)。目前，嵌入式設(shè)備軟件更新有2種方式：一種是在本地使用PC機(jī)通過串口(或者網(wǎng)口)將軟件下載到設(shè)備中完成軟件系統(tǒng)的升級；另一種是利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行在線升級。前者只能在本地進(jìn)行軟件升級操作，不能夠批量更新，適合于實(shí)驗(yàn)室調(diào)試使用，而后者能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中在線終端進(jìn)行批量升級，得到廣泛的應(yīng)用。實(shí)際上，軟件在線升級已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的一項(xiàng)基本功能，軟件在線升級的方案不同，升級過程的特點(diǎn)和安全性也不相同。

1 系統(tǒng)軟件升級常用方案

網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的系統(tǒng)軟件保存在FLASH中，系統(tǒng)啟動時(shí)把系統(tǒng)軟件加載到內(nèi)存中運(yùn)行，軟件升級的本質(zhì)是從網(wǎng)絡(luò)下載新的系統(tǒng)軟件內(nèi)容，把原來系統(tǒng)軟件內(nèi)容擦除，然后寫入新的系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)重啟后加載新的系統(tǒng)軟件。常用的升級方案包括單系統(tǒng)升級方案和雙系統(tǒng)升級方案：

(1)單系統(tǒng)升級方案(如圖1所示)：系統(tǒng)啟動后進(jìn)行正常的業(yè)務(wù)功能，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)后臺檢測終端版本號判斷是否有新版本可升級，如果檢測到當(dāng)前終端的版本號低于最新版本號，則立即從網(wǎng)絡(luò)下載升級包啟動升級過程，在用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)功能的過程中后臺完成對于原系統(tǒng)軟件的擦除，并寫入新的系統(tǒng)軟件和更新當(dāng)前版本號。該升級過程對于用戶是透明的，用戶只有在終端重啟后再加載新的系統(tǒng)軟件。但是該升級方案的安全性比較弱，因?yàn)槿绻麅?nèi)容擦除后終端斷電或者重啟，則終端中系統(tǒng)軟件被破壞，沒有可用的系統(tǒng)軟件，終端以后再不能正常啟動，必須技術(shù)支持人員到現(xiàn)場完成軟件修復(fù)升級。另外，如果新寫入的系統(tǒng)軟件因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳輸或者其他原因存在錯(cuò)誤時(shí)，也會上面的結(jié)果。這種升級方案存在較明顯的安全性缺陷，現(xiàn)在已經(jīng)較少使用。

(2)雙系統(tǒng)升級方案(如圖2所示)：為了增強(qiáng)升級過程的安全性，出現(xiàn)了雙系統(tǒng)的升級方案，通常的處理是終端中存在一個(gè)基本運(yùn)行系統(tǒng)和一個(gè)正常運(yùn)行系統(tǒng)，分別處于FLASH的不同分區(qū)中，基本運(yùn)行系統(tǒng)只用于升級正常運(yùn)行系統(tǒng)軟件，正常運(yùn)行系統(tǒng)完成用戶的正常業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)過程中自動從網(wǎng)絡(luò)檢測最新版本號，判斷是否需要升級系統(tǒng)軟件，如果檢測到有需要升級的系統(tǒng)軟件，則終端設(shè)置從基本運(yùn)行系統(tǒng)啟動并提示用戶重啟系統(tǒng)。終端從基本運(yùn)行系統(tǒng)啟動后，從網(wǎng)絡(luò)下載正常運(yùn)行系統(tǒng)軟件并完成升級過程，寫入完成后更新當(dāng)前版本號，設(shè)置從正常運(yùn)行系統(tǒng)啟動后重啟，終端從正常運(yùn)行系統(tǒng)啟動，進(jìn)行正常的用戶業(yè)務(wù)。

該升級方案克服上單系統(tǒng)升級方案中安全性的缺陷，升級過程中如果出現(xiàn)終端異常斷電或者重啟，只有正常運(yùn)行系統(tǒng)軟件的被破壞，最小備份系統(tǒng)保持正常是升級功能，系統(tǒng)重啟后繼續(xù)從最小備份系統(tǒng)啟動，完成系統(tǒng)升級功能。目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中常會使用該升級，但這種升級方案每次都需要重啟系統(tǒng)，且用戶需要停止業(yè)務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)軟件的升級，整個(gè)升級過程用戶只能等待，對于現(xiàn)在用戶體驗(yàn)越來越重要的終端設(shè)備，該升級方案有較明顯的易用性缺陷。