一種關(guān)鍵點(diǎn)控制的嵌入式設備自動(dòng)在線(xiàn)升級

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

關(guān)鍵詞：在線(xiàn)升級；正常運行系統；基本運行系統；關(guān)鍵點(diǎn)控制

隨著(zhù)嵌入式操作系統技術(shù)的發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò )終端設備中有越來(lái)越廣泛的應用。在實(shí)際使用中，為了擴展業(yè)務(wù)功能、解決軟件中存在的問(wèn)題和提升設備性能，或者為了滿(mǎn)足設備的定制業(yè)務(wù)(如廣告業(yè)務(wù))，需要對嵌入式設備的軟件系統或者資源文件及時(shí)進(jìn)行更新，就是軟件系統的升級業(yè)務(wù)。目前，嵌入式設備軟件更新有2種方式：一種是在本地使用PC機通過(guò)串口(或者網(wǎng)口)將軟件下載到設備中完成軟件系統的升級；另一種是利用網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行在線(xiàn)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)驗室調試使用，而后者能夠對網(wǎng)絡(luò )中在線(xiàn)終端進(jìn)行批量升級，得到廣泛的應用。實(shí)際上，軟件在線(xiàn)升級已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò )終端設備的一項基本功能，軟件在線(xiàn)升級的方案不同，升級過(guò)程的特點(diǎn)和安全性也不相同。

1 系統軟件升級常用方案

網(wǎng)絡(luò )終端設備的系統軟件保存在FLASH中，系統啟動(dòng)時(shí)把系統軟件加載到內存中運行，軟件升級的本質(zhì)是從網(wǎng)絡(luò )下載新的系統軟件內容，把原來(lái)系統軟件內容擦除，然后寫(xiě)入新的系統軟件，系統重啟后加載新的系統軟件。常用的升級方案包括單系統升級方案和雙系統升級方案：

(1)單系統升級方案(如圖1所示)：系統啟動(dòng)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(dòng)升級過(guò)程，在用戶(hù)進(jìn)行業(yè)務(wù)功能的過(guò)程中后臺完成對于原系統軟件的擦除，并寫(xiě)入新的系統軟件和更新當前版本號。該升級過(guò)程對于用戶(hù)是透明的，用戶(hù)只有在終端重啟后再加載新的系統軟件。但是該升級方案的安全性比較弱，因為如果內容擦除后終端斷電或者重啟，則終端中系統軟件被破壞，沒(méi)有可用的系統軟件，終端以后再不能正常啟動(dòng)，必須技術(shù)支持人員到現場(chǎng)完成軟件修復升級。另外，如果新寫(xiě)入的系統軟件因為網(wǎng)絡(luò )傳輸或者其他原因存在錯誤時(shí)，也會(huì )上面的結果。這種升級方案存在較明顯的安全性缺陷，現在已經(jīng)較少使用。

(2)雙系統升級方案(如圖2所示)：為了增強升級過(guò)程的安全性，出現了雙系統的升級方案，通常的處理是終端中存在一個(gè)基本運行系統和一個(gè)正常運行系統，分別處于FLASH的不同分區中，基本運行系統只用于升級正常運行系統軟件，正常運行系統完成用戶(hù)的正常業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)過(guò)程中自動(dòng)從網(wǎng)絡(luò )檢測最新版本號，判斷是否需要升級系統軟件，如果檢測到有需要升級的系統軟件，則終端設置從基本運行系統啟動(dòng)并提示用戶(hù)重啟系統。終端從基本運行系統啟動(dòng)后，從網(wǎng)絡(luò )下載正常運行系統軟件并完成升級過(guò)程，寫(xiě)入完成后更新當前版本號，設置從正常運行系統啟動(dòng)后重啟，終端從正常運行系統啟動(dòng)，進(jìn)行正常的用戶(hù)業(yè)務(wù)。

該升級方案克服上單系統升級方案中安全性的缺陷，升級過(guò)程中如果出現終端異常斷電或者重啟，只有正常運行系統軟件的被破壞，最小備份系統保持正常是升級功能，系統重啟后繼續從最小備份系統啟動(dòng)，完成系統升級功能。目前網(wǎng)絡(luò )設備中常會(huì )使用該升級，但這種升級方案每次都需要重啟系統，且用戶(hù)需要停止業(yè)務(wù)進(jìn)行系統軟件的升級，整個(gè)升級過(guò)程用戶(hù)只能等待，對于現在用戶(hù)體驗越來(lái)越重要的終端設備，該升級方案有較明顯的易用性缺陷。