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上周給大家分享了《?Bootloader程序安全機制設計?》，今天為大家分享一下遠程升級單片機的設計思路。

在物聯網應用中，遠程IAP升級MCU的程序是一項非常有用的功能。當設備出現程序問題或者需要更新程序時，只需要在服務器上對設備進行升級，不需要在有專門的人員去現場進行升級，節省人力物力。

遠程升級的基礎功能

要實現遠程升級，首先要實現以下幾個基本功能：

1.Flash讀寫

不管是本地IAP還是遠程IAP，這都是最基本的功能。

2.無線通訊

可通過WIFI、4G、以太網等多種方式來實現，根據實際項目需求選擇。

3.通訊協議

常用的通訊協議有TCP、HTTP、FTP、MQTT等。其中HTTP、FTP和MQTT都屬于應用層協議，都是基于TCP（傳輸層）來實現的。用戶也可以自己基于TCP編寫簡單的通訊協議來實現。

遠程IAP與本地IAP的設計思路是一致的，都需要設計BOOT程序和APP程序。但也有一些需要注意的地方。主要是遠程升級需要考慮網絡延遲甚至網絡中斷的問題。體現在以下幾方面：

設計程序緩存區

在內部或外部存儲器開辟一塊區域，用于存儲分包接收到的程序數據。等到全部數據接收完畢后再一次性寫入到Flash進行升級。

這樣做有以下2點好處：

1.直接升級時間可能會比較長，影響用戶正常使用，增加緩存區設計可以大大減少升級時間。

2.直接升級時，如果網絡出現問題，可能導致設備無法正常啟動變磚。增加緩存區設計后，即使升級數據傳輸失敗，也不影響設備的正常使用。

健壯的通訊協議

本地升級時數據傳輸出錯的概率比較小，但遠程設計時就需要多考慮一些，比如前后兩包數據可能同時達到等。

因此，設計通訊協議時，就要更嚴謹，服務器發送的指令和數據都需要設備的確認回復。

同時，最好有一定的校驗信息。，比較?校驗和?，CRC校驗等。

程序備份設計

即使有上面的各種設計的保障，也不能保證升級過程不會失敗。最好能夠設計一個程序備份區，在程序升級失敗時運行備份區程序。

下面介紹一種簡單的遠程升級的步驟：

服務器發送升級請求指令。

設備回復收到請求升級指令。

服務器發送程序升級數據。（一般包含包頭、包號、總包數、分包的程序數據、校驗）

設備收到程序數據后，確認校驗無誤，存儲到程序緩存區，并按包號回復服務器，防止出現傳輸包錯亂。

服務器收到回復后再發送下一包數據，直至結束。

程序數據發送完成后，服務器發送升級結束指令。

設備收到結束指令后，回復服務器。并在Flash指定位置寫入升級標志，重啟進入BOOT程序。

BOOT程序讀取升級標志，若需要升級，則讀取程序緩存區數據，寫入到Flash中。

升級完畢，跳轉到Flash指定地址運行。

審核編輯：湯梓紅

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