利用NAND Flash實(shí)現嵌入式系統的遠程更新

引言
嵌入式系統在各個(gè)領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用，嵌入式系統的維護與升級也變得日益重要。由于新技術(shù)的不斷涌現和對系統功能、性能等要求的不斷提高，開(kāi)發(fā)者必須能夠針對系統進(jìn)行升級和維護，以延長(cháng)系統的使用周期，改善系統性能，增強系統適應性。
傳統的嵌入式升級方式通常由維護人員到達設備現場(chǎng)進(jìn)行重新燒寫(xiě)系統或者更換Flash存儲部件，當設備數量龐大并且分布范圍廣泛時(shí)，這種升級維護方式的工作量將非常大，而且耗費的時(shí)間長(cháng)、成本高。隨著(zhù)嵌入式技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統的遠程升級技術(shù)得到了快速發(fā)展。參考文獻提出了一種基于GPRS的嵌入式系統軟件的遠程在線(xiàn)升級，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )實(shí)現對ARM嵌入式終端的系統軟件進(jìn)行在線(xiàn)升級。這種方法的不足在于無(wú)法實(shí)現系統本身的遠程升級。參考文獻實(shí)現了一種在Bootloader中實(shí)現嵌入式系統自動(dòng)升級的方法，這種方法是將映像文件存儲在CF卡中，系統重啟時(shí)Bootloader將檢測CF卡中的映像文件，讀取映像文件并燒寫(xiě)到目標板的Flash中，實(shí)現升級。如果終端的數量較大且分布廣泛，采用這種方法會(huì )增加很大的工作量。
本文針對嵌入式Linux操作系統提出了一種新的更新機制，并且基于A(yíng)RM9微處理器和NAND Flash存儲器，對uboot和Linux內核進(jìn)行修改，實(shí)現了對嵌入式Linux系統的遠程自動(dòng)更新?？朔藗鹘y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 總體結構
支持遠程自動(dòng)更新的嵌入式Linux系統機構，它可以分為嵌入式終端和遠程管理系統兩部分。系統的總體結構如圖1所示，嵌入式終端采用基于A(yíng)RM9架構的AT91RM9200微處理器，采用擴展的32MB SDRAM，由2片16位數據寬度的SDRAM芯片HY57V281620并連而成，采用64MB NANDFla sh存儲芯片K9F1208，運行嵌入式Linux系統。遠程管理系統選用PC機。嵌入式終端通過(guò)以太網(wǎng)連接到遠程管理系統，管理人員可以通過(guò)telne t即可對各個(gè)嵌入式終端進(jìn)行監控、管理和遠程更新。

1．2 系統更新流程
本設計對uboot和Linux內核進(jìn)行改造，使其支持YAFFS2文件系統，對系統添加ftp、telnet等應用服務(wù)。系統更新流程如圖2所示。系統正常運行時(shí)管理人員可以通過(guò)telnet遠程登錄到嵌入式終端進(jìn)行監控和管理。當需要對系統進(jìn)行更新時(shí)，通過(guò)遠程管理系統的ftp客戶(hù)端登錄到嵌入式終端，將需要更新的內核映像和文件系統上傳到NAND Flash。上傳完畢后對原有的內核映像和文件系統進(jìn)行備份并重啟系統。系統重啟后uboot將NAND Flash中更新后的內核映像和文件系統搬運到SDRAM中，然后跳轉到SDRAM中啟動(dòng)Linux系統，掛載YAFFS2文件系統，啟動(dòng)各種應用服務(wù)。