ota升级 java端怎么实现 通过ota升级

简介

OTA升级是嵌入式设备几乎都有的一项功能。对于简单的设备来说，例如单片机设备，OTA升级需要将新的固件刷写到FLASH上即可；对于高级一点的Linux设备来说，更加复杂，首先需要对ROM进行分区，再决定升级方式，是单备份升级还是双备份升级。

本文主要讲解嵌入式设备的OTA升级流程架构，虽然会涉及到一些实现细节，但是并不会事无巨细的讲解每一步操作。

升级的本质

所谓的升级，无非是使用新的程序替换旧的程序。

但是，就像一个人不借助镜子永远看不到自己的眼睛一样，程序也永远不能自己替换自己。因此，程序的升级一般有下列几种主流的做法：

1. 先把自己加载到RAM中执行，然后替换ROM中的程序，接着再重启一下。

1. 这种做法是Linux或者windows操作系统中最常见的做法，因为在操作系统中，二进制程序默认就会加载 到RAM中执行

2. 再使用一个程序B，跳转到程序B执行，程序B负责把新的程序替换到旧程序的位置
3. 再使用一个程序B和单独的一块ROM（以下简称ROM-B），把新的程序放到ROM-B里面去，然后程序B负责在ROM-A和ROM-B中进行切换。

单片机上的OTA

先了解一下单片机程序的执行原理：
通常单片机都内置有一块FLASH用于存储代码，一块RAM用于存储数据。 FLASH中的代码可以直接被CPU读取并执行。

因此单片机进行升级，通常就不能使用上述1的RAM升级方法。都要使用到第三个程序，通常叫做bootloader。

具体做法如下：

单备份升级

1. 下载升级包 upgrade.bin 到 FLASH的 0x8300000位置
2. 在FLASH上或者其他任何重启不会丢失的位置设置一个标志位 flag
3. 重启
4. 进入Bootloader
5. Bootloader中判断标志位 flag是否设置，如果设置了，则
6. 拷贝0x83000000到 0x820000位置
7. 校验md5
8. 跳转到0x8200000执行
9. 完成升级

双备份升级

1. 下载升级包 upgrade.bin 到 FLASH的 0x8300000位置
2. 在FLASH上或者其他任何重启不会丢失的位置设置一个标志位 flag
3. 重启
4. 进入Bootloader
5. Bootloader中判断标志位 flag是否设置，如果设置了，则
6. 跳转到0x8300000执行
7. 完成升级

Linux系统上的OTA

Linux系统由多个部分组成，如下所示：

• bootloader ：

• 主要用于加载kernel和设备树到ram中
• 通过传递参数的形式，可以简单的配置kernel，比如配置以太网地址，使用的根文件系统位置
• 不需要升级

• kernel

• 系统核心，需要加载到RAM中运行

• 根文件系统

• 比较大，类似于windows中的C盘的概念

• APP

• 根文件系统中的一个二进制可执行程序

因此升级也需要分开考虑：

ROM分区

linux的ROM是以分区的形式来管理，而不是像单片机一样直接以地址来管理的，如下图所示：
因此通常可以把上述的每个部分都单独放在一个分区当中，这样方便操作。

APP升级

APP升级比较简单。 APP执行时会加载到RAM中执行，所以可以随时覆盖ROM上的APP，然后重启即可。

根文件系统升级

根文件系统升级比较复杂，因为根文件系统在ROM上，且Linux一直在使用。故只能使用上述的2/3, 配合程序B进行升级。
举例：

单备份升级

首先需要一个额外的kernel和设备树，以及一个很小的ramrootfs。

1. 下载升级包到备份分区
2. 修改uboot引导参数
3. 重启从ramrootfs启动
4. 检查备份分区的升级包
5. 拷贝升级包到rootfs分区
6. 修改uboot引导参数
7. 重启

双备份升级

1. 下载升级包到备份分区
2. 解压升级包到rootfs-2分区
3. 修改uboot引导参数
4. 重启
5. 从rootfs-2启动
6. 升级完成

kernel升级

kernel会由uboot加载到RAM中运行，因此也只需要直接替换即可。

单备份和双备份

根据上述的描述，可以看出，单备份升级其实存在风险：假设在拷贝升级包的时候设备突然断电，此时设备处于一个中间态 - 既没有升级成功，也没有升级失败。 设备直接变砖。

而双备份升级可以一定程度上的保证原子性，即设备要么升级失败，要么升级成功。