嵌入式设备软件多机升级

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1、嵌入式设备软件多机升级Emal:networktcpip9@gmail.comQQ:315409192概述：由于嵌入式设备自身的软件免不了会存在bug，而有些严重的bug使得设备必须更新软件。在更新软件时还在用原来那种一台一台的升级方式吗？这样效率就太低了。而多机升级可以一次升级几十台设备，大大缩短了大批量更新设备软件的时间。多机升级就是在有以太网接口的嵌入式设备上，通过网络协议(TFTP协议)来同时更新多台嵌入式设备软件的方法，从而节省软件升级时间，提高效率。备注：该设计来源于具体的项目中，且早已投入工厂生产。所以该文档是一篇设计文档

2、，而非一篇论文。如果有朋友想开发多机升级工具，也可直接参考该文档。关键字嵌入式设备软件升级、多机升级、批量升级、TFTP升级产生背景由于嵌入式设备自身的软件免不了会存在bug，而有些严重的bug使得设备必须更新软件。这些设备可能是在公司仓库中、也可能已经发货到客户那里、或者是仓库中老的产品更新到最新软件再卖出去。如果还用原来那种一台一台的方式去升级，数量少倒没什么，但如果是几千台或者几万台呢？一台一台的去升级就显得很浪费时间了，同时一台一台的去升级可能还要拆外壳。所以就需要多机升级来提高生产效率。限制因素由于多机升级是通过网络去进行升级

3、的，所以嵌入式设备必须有网口。实现原理多机升级的组网图如图1图1从图1中可以看到，要搭建多机升级环境只需要一台普通的PC和一台交换机。一台PC用来运行多机升级工具，而交换机则可以让n个设备同时与多机升级工具进行通信。根据交换机口数的多少来决定可以同时升级的设备台数，如24口交换机则可同时升级23台，同理48口、96口交换机则可同时升级47、95台。整个升级的过程是异步的。工人的实际操作过程如下：1）PC端开启多机升级工具。2）设备1插上网线并接通电源。3）再给设备2插上网线并接通电源(此时设备1已处于正在升级状态)。4）再给设备3插上网

4、线并接通电源(此时设备1和设备2都处于正在升级状态)。5）……………………6）再给设备n插上网线并接通电源。此时可能设备1已经成功升级。再换一台未升级的设备并重复步骤2到步骤6即可。从以上操作过程可以看出，每台设备的升级时间基本上为插上网线、接通电源所用的时间，而且只需要一个人操作即可完成。这样不管是去前方升级还是在公司工厂升级都是很方便的。在升级的过程中，多机升级工具会将升级失败的设备的MAC地址写入失败记录文件中。所以通过该失败记录文件就可以知道哪些设备升级失败了。升级失败的再升级一次即可。多机升级过程总共分为三个阶段：阶段1：上电

5、过程中，设备向多机升级工具请求分配新的IP地址阶段2：用新分配的IP地址与多机升级工具交互，并通过TFTP协议来下载镜像文件阶段3：校验该镜像文件，并写入Flash，以及检查Flash写入是否成功，并将结果(成功或者失败)报告给多机升级工具关于多机升级的一些说明总体设计框图见图2。在进行多机升级原理阐述之前，先要对该多机升级做一下说明1、多机升级的三个阶段都是在Bootloader下完成的，而并非是整个系统起来之后多机升级的三个阶段都是在Bootloader下完成的，而并非是整个系统起来之后。也就是说，Bootloader初始化完成之后

6、会向多机升级工具请求分配新的IP地址。如果多机升级工具没有响应则正常启动系统，如果有收到多机升级工具的回复报文则进入多机升级过程。为什么要放在Bootloader阶段而不是在系统起来后呢？如果在系统起来后则要求系统有个后台进程来处理多机升级，该后台进程一直都在运行，这样的话就会降低系统的安全性。同时由于在Bootloader阶段系统还没有加载进内存，所以有足够的内存空间来存放从多机升级工具下载的镜像文件。2、用最常用的TFTP协议来传输镜像文件用TFTP协议来传输镜像文件是因为现在的Bootloader很多都是支持TFTP协议。从而能在

7、很多嵌入式设备上开发该功能。在嵌入式设备端只需做小的修改再配合上多机升级工具就可实现多机升级。3、向多机升级工具请求分配新的IP地址的原因要向多机升级工具请求分配新的IP地址是因为处于Bootloader阶段的每个设备的IP地址通常都是相同的(例如192.168.1.1)。这就导致了多机升级工具发回复报文时不知道发给谁，或者由于PC端ARP缓存的关系而错误地将回复包发到其他设备上。重新分配新的IP地址后就能保证整个升级环境中IP地址的唯一性，从而能进行正确的通信。4、请求分配新的IP地址的报文为非RFC规定的报文如果是RFC规定的标准报

8、文(如DHCP的Discover报文)，在正常使用环境中通常会有DHCP服务器，则在正常使用时会导致设备在启动时会从DHCP服务器那里分配到一个IP地址，并用该IP地址来发起TFTP请求。虽然并不会导致误升