利用NAND Flash實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程更新

引言
嵌入式系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí)也變得日益重要。由于新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和對(duì)系統(tǒng)功能、性能等要求的不斷提高，開(kāi)發(fā)者必須能夠針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和維護(hù)，以延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用周期，改善系統(tǒng)性能，增強(qiáng)系統(tǒng)適應(yīng)性。
傳統(tǒng)的嵌入式升級(jí)方式通常由維護(hù)人員到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行重新燒寫(xiě)系統(tǒng)或者更換Flash存儲(chǔ)部件，當(dāng)設(shè)備數(shù)量龐大并且分布范圍廣泛時(shí)，這種升級(jí)維護(hù)方式的工作量將非常大，而且耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)、成本高。隨著嵌入式技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程升級(jí)技術(shù)得到了快速發(fā)展。參考文獻(xiàn)提出了一種基于GPRS的嵌入式系統(tǒng)軟件的遠(yuǎn)程在線升級(jí)，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)ARM嵌入式終端的系統(tǒng)軟件進(jìn)行在線升級(jí)。這種方法的不足在于無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)本身的遠(yuǎn)程升級(jí)。參考文獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)了一種在Bootloader中實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)自動(dòng)升級(jí)的方法，這種方法是將映像文件存儲(chǔ)在CF卡中，系統(tǒng)重啟時(shí)Bootloader將檢測(cè)CF卡中的映像文件，讀取映像文件并燒寫(xiě)到目標(biāo)板的Flash中，實(shí)現(xiàn)升級(jí)。如果終端的數(shù)量較大且分布廣泛，采用這種方法會(huì)增加很大的工作量。
本文針對(duì)嵌入式Linux操作系統(tǒng)提出了一種新的更新機(jī)制，并且基于ARM9微處理器和NAND Flash存儲(chǔ)器，對(duì)uboot和Linux內(nèi)核進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)了對(duì)嵌入式Linux系統(tǒng)的遠(yuǎn)程自動(dòng)更新?？朔藗鹘y(tǒng)方法工作量大的缺點(diǎn)，具有操作簡(jiǎn)單、更新速度快的特點(diǎn)。

1 基本原理
1．1 總體結(jié)構(gòu)
支持遠(yuǎn)程自動(dòng)更新的嵌入式Linux系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，它可以分為嵌入式終端和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)兩部分。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，嵌入式終端采用基于ARM9架構(gòu)的AT91RM9200微處理器，采用擴(kuò)展的32MB SDRAM，由2片16位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM芯片HY57V281620并連而成，采用64MB NANDFla sh存儲(chǔ)芯片K9F1208，運(yùn)行嵌入式Linux系統(tǒng)。遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)選用PC機(jī)。嵌入式終端通過(guò)以太網(wǎng)連接到遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，管理人員可以通過(guò)telne t即可對(duì)各個(gè)嵌入式終端進(jìn)行監(jiān)控、管理和遠(yuǎn)程更新。

1．2 系統(tǒng)更新流程
本設(shè)計(jì)對(duì)uboot和Linux內(nèi)核進(jìn)行改造，使其支持YAFFS2文件系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)添加ftp、telnet等應(yīng)用服務(wù)。系統(tǒng)更新流程如圖2所示。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)管理人員可以通過(guò)telnet遠(yuǎn)程登錄到嵌入式終端進(jìn)行監(jiān)控和管理。當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更新時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的ftp客戶端登錄到嵌入式終端，將需要更新的內(nèi)核映像和文件系統(tǒng)上傳到NAND Flash。上傳完畢后對(duì)原有的內(nèi)核映像和文件系統(tǒng)進(jìn)行備份并重啟系統(tǒng)。系統(tǒng)重啟后uboot將NAND Flash中更新后的內(nèi)核映像和文件系統(tǒng)搬運(yùn)到SDRAM中，然后跳轉(zhuǎn)到SDRAM中啟動(dòng)Linux系統(tǒng)，掛載YAFFS2文件系統(tǒng)，啟動(dòng)各種應(yīng)用服務(wù)。