五种单片机固件自更新的方法.docVIP

五种单片机固件自更新的方法 汽车软件Boot程序的主要作用是刷新App程序。在一个具体客户项目中，Boot也是客户需求的一部分，跟随项目也有软件开发计划（有的为了和其它Boot区分，把项目上的Boot称作CB, Customer Boot）。 对于已经下线盒盖的 控制器，无论是在供应商或者客户手里测试，只能通过CB刷新App。如果需要CB自刷新，就需要额外的方法。 1、规范： 整车厂只有对App程序刷新的规范，没有对Boot自刷新的规范。因为规范是针对量产车的，售后只负责App程序的升级，不对Boot升级（也不允许Boot升级）。 所以，Boot的自刷新只存在于项目开发阶段，且由供应商自行提供方案。本文分析五种Boot自更新方式的优缺点。 方式一，SB更新CB： 如图1-a，有的软件架构是两级Boot：SB+CB，Start Boot只检查 CPU最小系统，与具体项目的外围电路无关，它独立于客户需求，由供应商自行维护，在 Pilot项目早期就应开发完成。因为程序启动顺序是SB->CB->App,这样在SB里增加刷新逻辑可以更新CB。通常情况下运行CB更新App程序，特殊情况下程序启动后一直停留在SB里，更新CB。 优点： 1.逻辑结构简单清晰，软件分工明确。 2.一次刷新，操作简易。 缺点： 1.需要较大的Flash空间在SB里存放刷新逻辑，项目SOP后又要禁止这种刷新方式，造成额外的浪费。 2.软件分三级启动，结构复杂，开发和维护成本较高。对于不需要SB的控制器是一种负担。 3.万一SB也需要更新怎么办？按照这种策略，还得做个SSB？显然不现实。 方式二、 RAM+Flash Reboot更新 如图2-a，不存在SB情况下，程序启动顺序是CB->App。需要刷新Boot时，首先把Reboot程序 下载到不用的RAM里（图2-b），然后在RAM环境下运行ReBoot,下载新的CB（图2-c） 优点： 1. 不需要额外的Flash空间，Boot程序运行只需要少量的RAM，因此为App设计的RAM临时可以保存Reboot程序。 2. RAM擦写速度很快，则下载ReBoot的速度会很快。 缺点： 在CB更新过程中万一CPU掉电，重新上电后Reboot内容全无，CB已经破损，程序不能正常启动，控制器瘫痪，只能开盖用JTAG烧写程序。 方式三、RAM+RAM ReBoot更新（对方式二的改进） 首先把ReBoot（蓝色）+NewCB（紫色）一起都下载到RAM里（图3-a），然后运行ReBoot,擦除CB Flash区域，将RAM中NewCB复制到CB Flash区域（这一步内部完成）。最后，重新上电复位，RAM中的ReBoot和NewCB自动丢失，程序从新的CB开始运行。 优点： ?1.相比方式二少了一步刷新（因为ReBoot和CB是绑在一起的）。 ?2.相比方式二CB更新全部在CPU内部执行，不受外界干扰，耗时更短。 缺点： ?1. 相比方式二需要更大的RAM空间存储ReBoot+NewCB。 ?2. 和方式二一样存在CB更新阶段掉电后控制器瘫痪的风险 。 方式四、借助App程序Flash空间 刷新分三步：1.图4-b运行CB，擦除App，把ReBoot下载到App区域。2.图4-c运行ReBoot,擦除旧CB，刷入新CB。3.图4-d运行新CB，刷回App。 优点： 1.不需要额外的Flash和RAM资源。 2.稳定可靠，通过优化设计，可以保证在任何一个步骤突然掉电，上电后可以继续操作，控制器不会刷死。（详细设计方法请看附录） 3.对CB做稍微改造就可以成为Reboot程序，开发快速。 缺点： 1.步骤繁多，为了更新CB必须要先擦除App，最后恢复App，至少三次刷新。对不熟悉步骤的操作者容易搞混乱。 2.整体刷新时间会较长，两次Boot+一次App 方式五、借助额外Flash空间 相比方式四，需要一块和CB一样大小的额外Flash空间，刷新分三步： 图5-b,运行CB，刷入ReBoot到额外Flash。 图5-c,运行ReBoot，更新CB。 运行新的CB，破坏ReBoot（全部擦除，或只擦除ReBoot有效性标志） 优点：相比方式四，不需要破坏App程序，也省去了这部分更新时间。 缺点：相比方式四，需要额外的Flash空间，且必须是独立的Block。 小结： 本质上只有三种： 依赖启动程序SB（方式一），当CPU的Flash资源很富余且项目需要两级Boot时，用该方法最节省时间。 借助RAM（方式二、三）3.借助Flash（方式四、五）。只需要单级Boot（CB）时，可以容忍因Boot刷新瘫痪必须要给控制器开盖带来时间，人力，物力的成本损耗的情况下用方式二，三较方便。 只需要单级Boot（CB）时，不允许或