利用NAND Flash實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的遠程更新

引言
嵌入式系統(tǒng)在各個領域有著廣泛的應用，嵌入式系統(tǒng)的維護與升級也變得日益重要。由于新技術的不斷涌現(xiàn)和對系統(tǒng)功能、性能等要求的不斷提高，開發(fā)者必須能夠針對系統(tǒng)進行升級和維護，以延長系統(tǒng)的使用周期，改善系統(tǒng)性能，增強系統(tǒng)適應性。
傳統(tǒng)的嵌入式升級方式通常由維護人員到達設備現(xiàn)場進行重新燒寫系統(tǒng)或者更換Flash存儲部件，當設備數(shù)量龐大并且分布范圍廣泛時，這種升級維護方式的工作量將非常大，而且耗費的時間長、成本高。隨著嵌入式技術的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的遠程升級技術得到了快速發(fā)展。參考文獻提出了一種基于GPRS的嵌入式系統(tǒng)軟件的遠程在線升級，通過GPRS網(wǎng)絡實現(xiàn)對ARM嵌入式終端的系統(tǒng)軟件進行在線升級。這種方法的不足在于無法實現(xiàn)系統(tǒng)本身的遠程升級。參考文獻實現(xiàn)了一種在Bootloader中實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)自動升級的方法，這種方法是將映像文件存儲在CF卡中，系統(tǒng)重啟時Bootloader將檢測CF卡中的映像文件，讀取映像文件并燒寫到目標板的Flash中，實現(xiàn)升級。如果終端的數(shù)量較大且分布廣泛，采用這種方法會增加很大的工作量。
本文針對嵌入式Linux操作系統(tǒng)提出了一種新的更新機制，并且基于ARM9微處理器和NAND Flash存儲器，對uboot和Linux內核進行修改，實現(xiàn)了對嵌入式Linux系統(tǒng)的遠程自動更新?？朔藗鹘y(tǒng)方法工作量大的缺點，具有操作簡單、更新速度快的特點。

1 基本原理
1．1 總體結構
支持遠程自動更新的嵌入式Linux系統(tǒng)機構，它可以分為嵌入式終端和遠程管理系統(tǒng)兩部分。系統(tǒng)的總體結構如圖1所示，嵌入式終端采用基于ARM9架構的AT91RM9200微處理器，采用擴展的32MB SDRAM，由2片16位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM芯片HY57V281620并連而成，采用64MB NANDFla sh存儲芯片K9F1208，運行嵌入式Linux系統(tǒng)。遠程管理系統(tǒng)選用PC機。嵌入式終端通過以太網(wǎng)連接到遠程管理系統(tǒng)，管理人員可以通過telne t即可對各個嵌入式終端進行監(jiān)控、管理和遠程更新。

1．2 系統(tǒng)更新流程
本設計對uboot和Linux內核進行改造，使其支持YAFFS2文件系統(tǒng)，對系統(tǒng)添加ftp、telnet等應用服務。系統(tǒng)更新流程如圖2所示。系統(tǒng)正常運行時管理人員可以通過telnet遠程登錄到嵌入式終端進行監(jiān)控和管理。當需要對系統(tǒng)進行更新時，通過遠程管理系統(tǒng)的ftp客戶端登錄到嵌入式終端，將需要更新的內核映像和文件系統(tǒng)上傳到NAND Flash。上傳完畢后對原有的內核映像和文件系統(tǒng)進行備份并重啟系統(tǒng)。系統(tǒng)重啟后uboot將NAND Flash中更新后的內核映像和文件系統(tǒng)搬運到SDRAM中，然后跳轉到SDRAM中啟動Linux系統(tǒng)，掛載YAFFS2文件系統(tǒng)，啟動各種應用服務。