远程升级单片机程序怎么设计?

Spoony 27.05m2021-04-17727 次点击
在物联网应用中,远程IAP升级MCU的程序是一项非常有用的功能。当设备出现程序问题或者需要更新程序时,只需要在服务器上对设备进行升级,不需要在有专门的人员去现场进行升级,节省人力物力。

要实现远程升级,首先要实现以下几个基本功能:

1、Flash读写。不管是本地IAP还是远程IAP,这都是最基本的功能。

2、无线通讯。可通过WIFI、4G、以太网等多种方式来实现,根据实际项目需求选择。

3、通讯协议。常用的通讯协议有TCP、HTTP、FTP、MQTT等。其中HTTP、FTP和MQTT都属于应用层协议,都是基于TCP(传输层)来实现的。用户也可以自己基于TCP编写简单的通讯协议来实现。

远程IAP与本地IAP的设计思路是一致的,都需要设计BOOT程序和APP程序。但也有一些需要注意的地方。主要是远程升级需要考虑网络延迟甚至网络中断的问题。体现在以下几方面:

设计程序缓存区

在内部或外部存储器开辟一块区域,用于存储分包接收到的程序数据。等到全部数据接收完毕后再一次性写入到Flash进行升级。这样做有以下2点好处:

1.直接升级时间可能会比较长,影响用户正常使用,增加缓存区设计可以大大减少升级时间。

2.直接升级时,如果网络出现问题,可能导致设备无法正常启动变砖。增加缓存区设计后,即使升级数据传输失败,也不影响设备的正常使用。
健壮的通讯协议

本地升级时数据传输出错的概率比较小。但远程设计时就需要多考虑一些,比如前后两包数据可能同时达到等。因此,设计通讯协议时,就要更严谨,服务器发送的指令和数据都需要设备的确认回复。
程序备份设计

即使有上面的各种设计的保障,也不能保证升级过程不会失败。最好能够设计一个程序备份区,在程序升级失败时运行备份区程序。

下面介绍一种简单的远程升级的步骤。

1、服务器发送升级请求指令。
2、设备回复收到请求升级指令。
3、服务器发送程序升级数据。(一般包含包头、包号、总包数、分包的程序数据、校验)
4、设备收到程序数据后,确认校验无误,存储到程序缓存区,并按包号回复服务器,防止出现传输包错乱。
5、服务器收到回复后再发送下一包数据,直至结束。
6、程序数据发送完成后,服务器发送升级结束指令。
7、设备收到结束指令后,回复服务器。并在Flash指定位置写入升级标志,重启进入BOOT程序。
8、BOOT程序读取升级标志,若需要升级,则读取程序缓存区数据,写入到Flash中。
9、升级完毕,跳转到Flash指定地址运行。

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收藏 ♥ 感谢
店长大人 5.5m 2021-04-19 
是不是单片机必须有eeprom才可以?
Spoony 小组长 2021-04-19 
@店长大人 并不需要 EEPROM。
可以将固件加载到运行内存,例如 HTTPUpload 的缓冲区。
直接完成烧录。参考 ArduinoOTA.h 实现。
小程序员 17.7m 2021-04-20 
小型单片机一般先把程序加载到外部FLASH中,因为没有这么大的RAM
店长大人 5.5m 2021-04-20 
外部flash可以是eeprom

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