【日志记录】——主MCU 通过私有协议更新从MCU程序固件

一：需求分析

        在一些系统较为复杂的嵌入式设备中，往往不止一片MCU或者处理模块，通常为一片主MCU负责应用逻辑处理和对外网络通信，其他从MCU负责实时采集处理高频数据，在设备运营过程中，往往伴随新需求或者bug的出现，这时往往需要对设备进行升级维护，此时远程升级显得至关重要，工程人员无需亲赴现场，通过平台推送实现OTG升级，此时主MCU由于对外有网络通信，可以自定义升级协议直接对程序进行升级，然而作为外设MCU往往是只能和主MCU通信，无法直接对外通信升级，所以本文主要讲的是设备从MCU如何通过主MCU实现远程升级。

二：设备附属MCU如何通过主MCU 实现远程程序更新

       【 实现思路】：网页上传MCU执行文件（bin文件）给到服务器——>

                          设备主MCU上电向服务器查询是否有最新程序推送——>

                          如果有新程序推送主MCU 拷贝到自己指定的flash区域——>

                          主MCU通过私有协议升级从MCU——>

                         从MCU通过启动引导程序实现程序更新

三：主从升级私有协议原理

1.【基本过程】

主MCU将程序分成多包传给从MCU，一个周期传一包，周期时间为30ms，每秒传33包，每包250个字节，速度为8.25k/s，例如：程序包大小为19k，大概3秒完成，

2.传输第一步，确认开始传输，这个过程是主MCU 发起的，主MCU 接收到完整的从MCU 升级程序后，开始向从MCU 发送程序更新请求，从MCU接收到程序更新请求后关闭所有处理任务，向主MCU发送回复，确认开始程序更新。

3.传输第二部，程序升级包信息传输，主MCU 根据升级程序计算好传输总包数和程序校验结果，一并联通程序大小全部发送给从MCU，从MCU程序更新后通过这些信息校验程序升级是否出错，从MCU接收到后向主MCU确认回复。

4.传输第三部，程序升级包传输，程序升级包包括两部分主要内容，第一个是当前传输的包序列号，这个序列号同样起传输错误校验作用，当传输出现错误或者出现丢包现象，从MCU会发送错误断点续传，另一个就是程序内容，如果从MCU 有足够大RAM,通常不会把接收到的程序直接写进flash里面，而是保存在RAM中等待传输结束后校验成功一次写入flash 等待重启实现程序更新，避免程序传输出错后反复擦除flash影响寿命。

5.传输第四步，主MCU 程序传输完成后，发送等待确认程序更新完成，从MCU 接收到该条指令后会接收到的程序大小，总包数，程序校验进行核对，核对无误后从MCU向主MCU 确认升级完成，主从MCU复位程序升级标志位；如果校验核对出错，从MCU发起重传请求，重复一遍上面的传输过程。

6.第五步，从MCU程序接收完成后，主动重启，boot将程序引导到最新程序地址处，到此，从MCU程序固件更新完成。

四：程序实现方式

        主从升级程序实现思路大概有两种，一种是同步协议方式，另一种是异步协议方式

下面来分析一下两种实现方式的区别与优缺点：

同步协议方式：主从通信发送与请求始终遵循一应一答，程序升级包在发送过程中需要对每包数据进行应答一次，由于两片MCU 在处理接收数据时都不是完全实时性的，这就会造成两片MCU之间出现相互等待的现象，有可能出现任务阻塞的现象，对效率有一定影响，当然也有其优点在程序稳定性方面稍微略胜一筹。

异步协议方式：主MCU在程序传输过程中，从MCU不需要对每包程序进行应答，而是默默校验每包程序，当传输校验出错时或者出现丢包现象，包序号不连续，从MCU 会发出出错申请，告诉主MCU 当前传输位置，并继续传输，这种方式一定程序上降低了耦合性，减少了程序阻塞，提高了程序效率，但是实际在应用过程中，错误纠正处理机制往往相比同步协议方式更为复杂，另外还需要对两片MCU数据传输和处理速度做好匹配，毕竟是异步方式，当速度没有匹配在合适范围，就会出现通信错位的情况，虽然有纠错机制，但是最好不要有明显错位现象。

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