嵌入式微控制器應(yīng)用中的無線(OTA)更新：設(shè)計權(quán)衡與經(jīng)驗教訓

1、嵌入式微控制器應(yīng)用中的無線(ota)更新：設(shè)計權(quán)衡與經(jīng)驗教訓 基于圖4，上述問題的解決方法是讓主引導加載程序分支到應(yīng)用程序b而不是應(yīng)用程序a。但在某些微控制器上，主引導加載程序總是運行具有中斷向量表(ivt)的程序；ivt是應(yīng)用程序的一個關(guān)鍵部分，描述中斷處理函數(shù)，位于地址0。這意味著必需以某種形式重定位ivt，使其復位映射到應(yīng)用程序b。假如在ivt重定位期間發(fā)生斷電重啟，則系統(tǒng)可能會處于永遠破損狀態(tài)。 將ssbl固定在地址0可以解決這些問題，3所示。ssbl不是rtos程序，因此可以平安地分支到新應(yīng)用程序。地址0處的ssbl的ivt永久不會重新定位，所以不必不安斷電重啟會將系統(tǒng)置于災(zāi)害性狀態(tài)

2、。設(shè)計權(quán)衡：ssbl的作用我們花了無數(shù)時光研究ssbl及其與應(yīng)用軟件的關(guān)系，但ssbl程序有何作用？起碼，該程序必需確定當前應(yīng)用程序是什么（其開頭位置），然后分支到該地址。微控制器存儲器中各種應(yīng)用的位置普通保存在名目(toc)中，3所示。這是持久內(nèi)存中的一個分享區(qū)域，ssbl和應(yīng)用軟件均利用它來互相通信。當ota更新過程完成時，新的應(yīng)用程序信息會更新toc。ota更新功能的某些部分也可以被推送到ssbl。開發(fā)ota更新軟件時，確定推送哪些部分是重要的設(shè)計決策。上述最小ssbl將十分容易，易于驗證，并且在應(yīng)用程序的生命周期中很可能不需要修改。但是，這意味著每個應(yīng)用程序都要負責下載和驗證下一個應(yīng)用

3、程序。這可能導致無線電堆棧、設(shè)備固件和ota更新軟件的代碼重復。另一方面，我們可以挑選將囫圇ota更新過程推送到ssbl。在這種狀況下，應(yīng)用程序只需在toc中設(shè)置一個標記以哀求更新，然后執(zhí)行復位。ssbl隨后執(zhí)行下載序列和驗證過程。這將最大限度地削減代碼重復并簡化應(yīng)用專用軟件。然而，這會引入一個新的挑戰(zhàn)，那就是可能需要更新ssbl本身（即更新更新代碼）。終于，打算ssbl中放置哪些功能將取決于客戶端器件的存儲器限制、下載的應(yīng)用程序之間的相像性以及ota更新軟件的可移植性。設(shè)計權(quán)衡：緩存和壓縮ota更新軟件中的另一個關(guān)鍵設(shè)計決策是在ota更新過程中如何組織存儲器中傳入的應(yīng)用程序。微控制器上通常有

4、兩類存儲器：非易失性存儲器（例如閃存）和易失性存儲器（例如sram）。閃存用于存儲應(yīng)用程序的程序代碼和只讀數(shù)據(jù)，以及其他系統(tǒng)級數(shù)據(jù)，例如toc和大事日志。sram用于存儲軟件應(yīng)用程序的可修改部分，例如十分數(shù)全局變量和堆棧。圖2所示的軟件應(yīng)用程序二進制文件僅包含非易失性存儲器中存在的程序的某些部分。在啟動例程期間，應(yīng)用程序?qū)⒊跏蓟瘜儆谝资源鎯ζ鞯牟糠?。在ota更新過程中，每次客戶端器件從服務(wù)器收到一個包含該二進制文件一部分的數(shù)據(jù)包時，便會將其存儲到sram中。該數(shù)據(jù)包可以是壓縮的，也可以是未壓縮的。壓縮應(yīng)用程序二進制文件的益處是文件會變小，從而要發(fā)送的數(shù)據(jù)包會削減，下載過程中存儲數(shù)據(jù)包所需的s

5、ram空間相應(yīng)地減小。這種辦法的缺點是壓縮和解壓縮會增強更新過程的處理時光，并且必需在ota更新軟件中捆綁壓縮相關(guān)代碼。新應(yīng)用軟件屬于閃存，但在更新過程中到達sram，因此ota更新軟件需要在更新過程中的某個時刻執(zhí)行對閃存的寫操作。臨時將新應(yīng)用程序存儲在sram中的操作稱為緩存。概言之，ota更新軟件可以實行三種不同的緩存辦法。不緩存：每次包含新應(yīng)用程序一部分的數(shù)據(jù)包到達時，便將其寫入閃存中的目標位置。這種計劃十分容易，可以最大限度地削減ota更新軟件中的規(guī)律數(shù)量，但要求徹低擦除新應(yīng)用程序?qū)?yīng)的閃存區(qū)域。此辦法會消磨閃存并增強開銷。部分緩存：保留一個sram區(qū)域用于緩存，當新數(shù)據(jù)包到達時，將其存儲在該區(qū)域中。當該區(qū)域填滿時，將數(shù)據(jù)寫入閃存以清空該區(qū)域。假如數(shù)據(jù)包無序到達或新應(yīng)用程序二進制文件中存在間隙，這種計劃可能會變得很復雜，由于需要一種辦法來將sram地址映射到閃存地址。一種策略是讓緩存充當閃存一部分的鏡像。閃存被劃分為若干稱為頁面的小區(qū)域，這是可供擦除的最小區(qū)域。得益于這種自然劃分，一個好方法是在sram中緩存閃存的一頁，當其填滿或下一數(shù)據(jù)包屬于其他頁面時，便將該頁寫入閃存以清空緩存。徹低緩存：在ota更新過程中將囫圇新應(yīng)用程序存儲在sram中，惟獨從服務(wù)器徹低下載好新應(yīng)用程序之后才將其寫入閃存。這種辦