NOR閃存提升OTA固件升級能力

（Cypress博客文章，原文作者Pritesh Mandaliya，略有刪改）

在這個(gè)世界上，既沒有完美到毫無缺點(diǎn)的東西，也沒有糟糕到毫無優(yōu)點(diǎn)的東西，凡事均有好壞兩個(gè)方面。

這句話同樣也適用于數(shù)量不斷增加的連接設(shè)備。誠然，“互聯(lián)”使這些設(shè)備更加容易受到攻擊，但我們認(rèn)為，這同樣也使它們有機(jī)會變得更加安全。

固件無線（FOTA）升級，可用于遠(yuǎn)程修復(fù)錯(cuò)誤并增強(qiáng)系統(tǒng)性能。對于偏遠(yuǎn)地區(qū)應(yīng)用或因本身性質(zhì)而需持續(xù)升級的應(yīng)用（包括無線基礎(chǔ)設(shè)施、智能工廠和車聯(lián)網(wǎng)）而言，F(xiàn)OTA尤其有用。

但是，任務(wù)關(guān)鍵型系統(tǒng)在進(jìn)行FOTA升級時(shí)須格外謹(jǐn)慎，因?yàn)樗鼈冊谏夁^程中根本承受不起任何失敗。

對于這些系統(tǒng)，進(jìn)程必須對通信錯(cuò)誤免疫，并且在升過程中，要盡量減少系統(tǒng)暫停。為了確?？煽啃?，必須能夠在系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)此功能，并且要求芯片具有強(qiáng)大的FOTA功能。

每臺設(shè)備都需要存儲器來保存軟件/固件代碼，而閃存通常是選擇的媒介。FOTA的主要目的，就是升級閃存中的代碼。當(dāng)前這一代主機(jī)設(shè)備，通常只使用內(nèi)部閃存或內(nèi)/外部閃存組合。

然而，隨著系統(tǒng)復(fù)雜度不斷增加，將閃存嵌入至微控制器變得愈發(fā)困難，而且很可能需要外部閃存及可進(jìn)行FOTA升級的主機(jī)。

當(dāng)前的FOTA升級方法包括以下幾類：

• 無軟件/固件備份的FOTA升級：系統(tǒng)使用單個(gè)閃存器件存儲應(yīng)用軟件。如果只有一個(gè)閃存器件，則需要在升級過程中暫停該應(yīng)用。這樣的應(yīng)用通常擁有一個(gè)具備基本功能且內(nèi)存有限的主MCU。

• 通過軟件/固件備份進(jìn)行FOTA升級：高端MCU增添第二個(gè)閃存器件，以克服升級期間暫停應(yīng)用的需要。新增的閃存允許應(yīng)用在進(jìn)行升級時(shí)繼續(xù)運(yùn)行。

• 使用“黃金”軟件/固件備份進(jìn)行FOTA升級：系統(tǒng)使用三個(gè)閃存器件。通常，一個(gè)分區(qū)（或Die）包含當(dāng)前軟件，第二個(gè)分區(qū)用于升級代碼，第三個(gè)分區(qū)用于存儲軟件的“黃金”副本——如果當(dāng)前及新軟件損壞，系統(tǒng)可以恢復(fù)至該副本。

NOR閃存更加適合FOTA

如今的NOR閃存器件可以實(shí)現(xiàn)更加可靠的FOTA升級，包括：

• 同步讀/寫操作：最先進(jìn)的NOR閃存器件具有靈活的內(nèi)存庫（Bank）架構(gòu)（即一組扇區(qū)），可以從一個(gè)內(nèi)存庫連續(xù)讀取數(shù)據(jù)，同時(shí)在另一個(gè)內(nèi)存庫執(zhí)行擦除/編程功能。這被稱為同步讀/寫操作，是FOTA升級過程的理想選擇。它允許主機(jī)系統(tǒng)在一個(gè)內(nèi)存庫中編程或擦除，然后立即從另一個(gè)內(nèi)存庫中同步讀取，從而提高系統(tǒng)整體性能。因此，它可以防止系統(tǒng)在等待編程或擦除操作時(shí)發(fā)生暫停。

• 編程/擦除恢復(fù)/暫停：這是NOR閃存的另一個(gè)重要功能，可大大提高FOTA操作的可靠性。它允許系統(tǒng)中斷編程/擦除操作，以便從任何非編程/擦除暫停扇區(qū)讀取數(shù)據(jù)，一旦讀取操作完成，則恢復(fù)編程/擦除操作。

• 全局唯一標(biāo)識符（GUID）分區(qū)表：為將此方法用于NOR閃存器件，主機(jī)則需要對閃存進(jìn)行分區(qū)。閃存器件包含一個(gè)主分區(qū)表（若主分區(qū)損壞，則包含輔助分區(qū)表），用來描述如何劃分和移植內(nèi)存。其余扇區(qū)在兩個(gè)應(yīng)用之間進(jìn)行劃分。

• 存儲和下載（SnD）：使用這種方法，系統(tǒng)在通電后立即將NOR閃存數(shù)據(jù)復(fù)制到RAM器件。MCU將NOR閃存器件的數(shù)據(jù)復(fù)制并存儲到RAM設(shè)備后，從RAM器件讀取應(yīng)用軟件，并可以使用三種FOTA升級方法中的任意一種在閃存中執(zhí)行FOTA升級。

NOR閃存器件具備高性能和高密度、多晶粒封裝解決方案及同步操作等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的FOTA升級，同時(shí)節(jié)省主板空間并降低總成本。

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