關(guān)于MCU固件更新和下載，在上大學(xué)的時(shí)候老師并沒(méi)有詳細(xì)的去講解，只是知道程序xxx.c編譯后生成xxx.hex或者xxx.bin，然后將對(duì)應(yīng)的xxx.hex和xxx.bin下載到MCU上，然后五花八門的程序就開始運(yùn)行了，還有就是程序在正常運(yùn)行中，通過(guò)遠(yuǎn)程獲取更新包，然后更新程序，而程序只有一個(gè)部分更新，而不影響其它的部分。這就是所謂的軟件升級(jí)。

      工作后，對(duì)于學(xué)習(xí)技術(shù)知識(shí)，不要僅停留在表面上，而是要深入的去分析實(shí)現(xiàn)原理，程序是怎么下載到MCU的？我們的軟件又是怎么更新而又不會(huì)影響其它部分的，這一節(jié)，我們將借助一個(gè)簡(jiǎn)單的文件操作例子，來(lái)闡述最基本的原理。

       首先，我們編寫一段程序，來(lái)創(chuàng)建一個(gè)1.bin的文件，并在這個(gè)文件中寫入數(shù)據(jù)1,2,3,4,5,6,7,8,9,10，例程如下：

test.c

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <fcntl.h>

int main(void)

{

int fd = -1 ; 

char buffer[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

fd = open("1.bin",O_RDWR | O_CREAT);

if(fd < -1)

{

printf("open file fair\n");

return -1 ;

}

write(fd,buffer,10);

close(fd);

return 0 ;

}

 現(xiàn)在，我們希望，改變1.bin里面某個(gè)地址的值，而不影響其它的數(shù)據(jù)，在下面的程序中，我們改變offset=5這個(gè)地址，將該地址的值修改為16，例程如下：

test1.c

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <fcntl.h>

 

int main(void)

{

int i  ;

int fd = -1 ; 

char buffer[11] = {0};

int data = 16 ;

//1、打開1.bin這個(gè)文件 

fd = open("1.bin",O_RDWR);

if(fd < -1)

{

printf("open file fair\n");

return -1 ;

}

//讀出1.bin中的內(nèi)容 

read(fd,buffer,11);

for(i = 0 ; i < 10 ; i++)

{

printf("buffer[%d]:%d\n",i,buffer[i]);

}

printf("xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx讀原始數(shù)據(jù)完畢xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx\n");

//2、將1.bin從0地址開始偏移到地址5 

lseek(fd,5,SEEK_SET);

//3、將data=16這個(gè)值寫到1.bin這個(gè)文件的偏移地址5 

write(fd,&data,1); 

//4、清buffer 

memset(buffer,0,11);

//5、將地址偏移重新改到地址0

lseek(fd,0,SEEK_SET); 

//6、讀出修改后1.bin中的內(nèi)容 

read(fd,buffer,11);

for(i = 0 ; i < 10 ; i++)

{

printf("buffer[%d]:%d\n",i,buffer[i]);

} 

printf("xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx讀改寫后的數(shù)據(jù)完畢xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx\n");

//7、關(guān)閉文件描述符 

close(fd);

return 0 ;

}

在這個(gè)程序中，我們先讀取原先1.bin中的數(shù)據(jù)，接著通過(guò)lseek函數(shù)將文件偏移到offset=5的地址，然后使用write，將data=16這個(gè)數(shù)據(jù)寫入到offset=5這個(gè)地址，改寫這個(gè)地址的數(shù)據(jù)，接下來(lái)調(diào)用lseek將偏移地址改寫回從0開始，再讀出改寫后的所有數(shù)據(jù)，效果如下：

很明顯，第二個(gè)寫入改變offset=5這個(gè)地址的數(shù)據(jù)的程序并沒(méi)有影響其它數(shù)據(jù)，而是以覆蓋的形式直接改寫了偏移地址的數(shù)據(jù)。

      舉這個(gè)簡(jiǎn)單的例子能說(shuō)明什么呢？這跟我們程序最終的更新原理其實(shí)是一樣的，我們?cè)賹懸粋€(gè)程序：

      test2.c:

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <fcntl.h>

 

 

int main(void)

{

int i ;

int fd = -1 ; 

char buffer[] = {2,1,4,2,3,1,4,8,9,6};

char buffer1[11];

fd = open("1.bin",O_RDWR | O_CREAT);

if(fd < -1)

{

printf("open file fair\n");

return -1 ;

}

//偏移到地址0 

lseek(fd,0,SEEK_SET);

//寫入10個(gè)數(shù)據(jù) 

write(fd,buffer,10);

//偏移到地址0 

lseek(fd,0,SEEK_SET);

//讀出1.bin中的內(nèi)容 

read(fd,buffer1,11);

for(i = 0 ; i < 10 ; i++)

{

printf("buffer1[%d]:%d\n",i,buffer1[i]);

}

close(fd);

return 0 ;

}

運(yùn)行結(jié)果：

 從這里我們可以得知，數(shù)據(jù)從偏移地址0到偏移地址9都被修改了，這也就是我們MCU固件更新的原理。

     無(wú)論是固件更新還是軟件升級(jí)原理都是差不多的，最后就是簡(jiǎn)單的將二進(jìn)制數(shù)據(jù)覆蓋對(duì)應(yīng)的地址區(qū)域，在這里，我舉的這個(gè)例子僅僅只是為了闡述最基本原理，然而MCU固件下載，程序更新其中不乏還是有很多復(fù)雜的流程，比如先將要更新的數(shù)據(jù)拷貝到一個(gè)和主程序不相干的區(qū)域，在這里我們簡(jiǎn)單叫做備份區(qū)吧，這個(gè)區(qū)域需要從MCU去分出幾個(gè)區(qū)，然后來(lái)指定對(duì)應(yīng)區(qū)域存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，有些MCU內(nèi)存比較小，還需要外掛一些存儲(chǔ)芯片，常見(jiàn)的有NAND FLASH,SPI FLASH,NOR FLASH等等，然后在備份區(qū)將數(shù)據(jù)覆蓋到原始區(qū)域，最后再刪除備份區(qū)域的數(shù)據(jù)，我們?cè)谙乱还?jié)中，將整理一個(gè)MCU的固件下載以及軟件升級(jí)的原理。