基于WiFi的車載終端遠程軟件升級方法

⑤Error(ERROR);

⑥OACK。

目前常用的是前5種。由于系統(tǒng)只需實現(xiàn)終端從數(shù)據(jù)采集設(shè)備上下載軟件文件，無需實現(xiàn)完整的TFTP協(xié)議，僅實現(xiàn)上述第1、3、4、5類數(shù)據(jù)包功能即可。主要定義以下4個接口函數(shù)：

①RRQ發(fā)送接口函數(shù)定義：

void tftpReadQuerry(void);

該函數(shù)用于終端發(fā)送讀文件請求，數(shù)據(jù)采集設(shè)備收到該包將發(fā)送文件數(shù)據(jù)包給終端;

②數(shù)據(jù)包接收接口函數(shù)定義：

void tftp_recvpacket(void);

該函數(shù)用于接收數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送到的包，根據(jù)包類型分別對ERROR包、DATA包進行處理。如果是ERROR包則需要重新傳輸文件，本次傳輸失敗。如果是DATA包，則校驗后根據(jù)包號存儲到FLASH指定位置，然后調(diào)用發(fā)送ACK函數(shù)回復(fù)ACK。掉包、錯包等的錯誤處理也在該函數(shù)執(zhí)行;

③ACK發(fā)送接口函數(shù)定義：

void tftpSendAck(unsigned char BlockNo[2]);

該函數(shù)用于根據(jù)接收到的包的編號回復(fù)ACK。

④ERROR包接口函數(shù)定義：

void tftpSendErr(unsigned char BlockNo[2]);

該函數(shù)用于返回傳輸錯誤信息。

文件傳輸實現(xiàn)流程如下：

①數(shù)據(jù)采集設(shè)備在端口為69的UDP上等待終端發(fā)出讀文件請求包;

②終端通過UDP發(fā)送符合TFTP請求格式的RRQ包給數(shù)據(jù)采集設(shè)備;

③數(shù)據(jù)采集設(shè)備收到終端的這個請求包后，將直接發(fā)送DATA包給終端，這個DATA包中含數(shù)據(jù)采集設(shè)備選擇的TID作為UDP的源端口和終端的TID作為UDP目標(biāo)端口，起始包號為1，往后包號逐次加1。

④終端接收來自數(shù)據(jù)采集設(shè)備的DATA包并回復(fù)ACK。直到請求完成。

傳輸過程中的掉包或包錯誤會導(dǎo)致重傳，重傳不超過三次，否則認(rèn)為傳輸失敗。傳輸過程中的錯誤，會觸發(fā)發(fā)送ERROR包。ERROR包的錯誤代碼值供程序員分析使用。

(4)拷貝軟件到應(yīng)用程序區(qū)

軟件正確的下載到臨時區(qū)后，需要拷貝到應(yīng)用程序區(qū)。該部分關(guān)鍵部分在于STM32內(nèi)嵌FLASH的擦除與讀寫。

STM32F107內(nèi)嵌FLASH是通過分頁機制來實現(xiàn)對尋址空間的擴展和FLASH頁面的使用和管理的。所以對FLASH的擦除操作需要按頁進行擦除。即擦除FLASH不能擦除某一字節(jié)或一次擦除小于一頁(2048字節(jié))。

FLASH擦除的具體步驟：

①解鎖FLASH編程控制寄存器;

②定位要擦除的扇區(qū);

③寫扇區(qū)擦除命令;

④等待命令執(zhí)行完成;

⑤鎖定FLASH編程控制寄存器。

對FLASH執(zhí)行寫操作步驟如下：

①解鎖FLASH編程控制寄存器;

②向指定的地址寫若干字?jǐn)?shù)據(jù);

③等待上一條命令執(zhí)行完成;

④如果未寫完數(shù)據(jù)，則遞增源地址和目標(biāo)地址，重復(fù)步驟②和③;

⑤鎖定FLASH編程控制寄存器。

(5)軟件跳轉(zhuǎn)應(yīng)用程序區(qū)

應(yīng)用程序準(zhǔn)備好后，程序需要從BOOT區(qū)跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序區(qū)首地址處執(zhí)行應(yīng)用程序。這里分為兩步：

①修改中斷向量表位置。由于STM32F107采用ARM Cortex—M3內(nèi)核，該內(nèi)核的系統(tǒng)控制空間中寫中斷向量表的寄存器地址NVIC_VectTaD_ Addr為0xE000ED08，在該地址寫入應(yīng)用程序起始地址即可，本程序應(yīng)用程序起始地址APP_START_ADDRESS為0x08005000。設(shè)計如下：

ldr r0，=0x08005000

ldr r1，=0xe000ed08

Str r0， [r1]

②跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序首地址處執(zhí)行應(yīng)用程序。該步驟完成堆棧指針和程序指針(PC)的修改。在上述匯編代碼之后，通過以下方式實現(xiàn)：

;從應(yīng)用程序向量表中載入堆棧指針

ldr r1， [r0]

mov sp，r1

;從應(yīng)用程序向量表中初始化程序指針(PC)，并跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序

;入口

ldr r0， [r0，#4]

bx r0

為保證軟件升級錯誤不導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，將終端程序隔離為引導(dǎo)程序(BOOT區(qū)程序)及應(yīng)用程序兩部分，如單次軟件升級失敗仍可進行再次升級。兩部分程序分別在Keil中編譯，并把BOOT區(qū)程序燒寫在FLASH首地址0x08005000處，以便終端啟動直接進入BOOT區(qū)。用于應(yīng)用程序編譯夾梟瓚ㄉ招吹刂肺應(yīng)用程序區(qū)首地址，并生成bin文件以便直接下載到FLASH中即可運行。

結(jié)語

該方法實現(xiàn)了采用WiFi通信方式，通過TFTP協(xié)議將編譯后的軟件文件下載到終端設(shè)備，完成軟件升級的功能。在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，程序升級可以方便地對程序缺陷進行彌補和修改，或?qū)Τ绦蚬δ苓M行擴充，運用該方法可極大提高產(chǎn)品的生存周期，節(jié)省對項目的維護成本和提高了開發(fā)效率。

基于該方法已成功設(shè)計出可遠程在線升級程序的車輛管理系統(tǒng)。使用情況表明，該系統(tǒng)能穩(wěn)定、可靠地工作，且為系統(tǒng)的維護節(jié)省了大量的工作量，對同類型的嵌入式設(shè)備軟件在線升級設(shè)汁有很好的參考價值。