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张红

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分享一项可在线OTA升级的嵌入式系统设计

1、什么是在线OTA升级?

OTA是Over-the-Air的简写,空中下载技术的意思。
OTA在线升级在日常消费电子产品中很常见,比如手机、机顶盒等,通过网络,下载升级数据包,更新操作系统等底层固件进行系统更新升级。
在线升级系统对于批量化消费电子产品来说是相当重要的。因为销售给客户的电子产品,其中的软件系统可能有潜在的bug或者功能为实现不齐全,需要在售后进一步完善更新系统。一般都是通过网络远程给用户进行系统更新。

2、规划可在线OTA升级的嵌入式系统Flash存储区
要设计带有OTA在线升级功能的嵌入式系统,首先需要对系统的Flash存储区进行分区规划。一般带有OTA系统的分区规划如图1所示。
本系统的分区不包括升级失败的备份还原分区,本文只考虑升级成功的情况,升级失败还原只需再增加冗余分区与启动方案即可。

在上图的Flash分区规划中,Uboot根据boot flag param分区里的数据,选择正常的应用系统Normal APP System启动还是从升级系统 Update System 启动。
Uboot可以用其它类型的boot代替,常规应用系统和升级系统的 OS kernel可以是Linux Kernel ,也可以是普通的 RTOS Kernel,实际设计的时候,要根据Flash存储空间的大小进行调整与优化,选择合适的OS Kernel 和 Uboot进行系统的规划。
另外,OTA升级时,从网络上下载的一般是压缩的升级数据包(数据包包含OS Kernel 与 Rootfs),需要单独一个分区用于存放压缩的升级数据包。
用户数据单独设置一个分区存放,以保证OTA升级更新之后,用户数据不会丢失。

3、嵌入式系统在线升级流程
■ Normal APP系统与 Update 系统的启动选择
带有OTA升级的嵌入式系统,一般都有两个系统,一般是通过启动Update 系统,在运行Update系统的应用,擦出Normal APP系统中的程序数据,再将OTA下载的新系统数据解压,重新写入Normal APP 系统所在的分区。
双系统的启动选择方式如图2所示,Uboot 通过读取 BootFlag Param 分区中的参数来选择一个系统启动。


■ OTA在线升级的全过程
系统OTA在线升级的整个流程如图3所示,整个OTA在线升级并不神秘,但是步骤多且繁琐,通过画出流程,我们才能明确知道每一步到底做了什么。


小结
OTA升级并不是什么很难理解的技术,简单任务是一项软件或系统采用无线升级的技术即可,类似于我们很多智能手机应用均可通过无线网络实现在线升级类似,飞凌嵌入式FETMX6Q-C核心板搭载的Android4.4.2系统支持OTA远程升级,并支持了多种通讯接口,您可以自行体验在线升级的过程。



原作者:飞凌嵌入式官网

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