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更小更快更省流量的差分升級

西西 ? 來源:廠商供稿 ? 作者:廣州立功科技 ? 2020-11-20 09:31 ? 次閱讀

你的遠程升級還在升級整個APP?快來試試差分升級,立功科技基于AMetal SDK提供了一套完整的差分升級算法,升級固件更小、下載速度更快、大大降低網絡不穩定造成傳輸失敗概率,同時更節省內存。

一、差分包原理

在講差分升級之前,先簡單介紹一下差分升級的原理和概念,差分升級是將新老固件具有差異的部分剝離出來,例如固件從V1.1.0升級到V1.1.1,兩個固件相比只修改了1K的內容,如下圖紅色部分為不同部分,將該部分剝離出來生成差分包Diff_V1.1.0~V1.11,通過云端將差分包推送到設備端,設備端接收完成之后,先解壓差分包,再通過差分恢復算法,根據差分包中的數據標志,將新老固件進行融合,變成新的固件,從而完成升級。

圖 1 差分原理

這種升級方式的優點是升級固件更小、下載速度也更快,也更加節省內存空間,相對于整包升級方式,缺點是依賴特定固件,例如該差分包為V1.1.0固件升級到V1.1.1固件的差分包Diff_V1.1.0~V1.1.1,該差分包只能用于升級版本號是V1.1.0固件的設備,其他版本號固件的設備不能用它升級,流程控制上要求比較嚴格,整包的升級則不依賴特殊固件,隨時可以升級。

圖 2 差分升級

二、差分升級架構

立功科技基于AMetal SDK軟件平臺,設計了一套完整的差分升級的算法。以基于華大HC32L196芯片設計差分升級為例,該芯片Flash為256K(0x000_0000~0x0003_FFFF),首先需要對Flash進行劃分,主要劃分為4個部分:BootLoader區、應用區、download區、參數區,BootLoader區用于引導升級,應用區為升級后的應用程序,download區為下載差分包存儲區間,參數區用于存儲特定參數。各區大小按照實際使用情況,進行合理劃分。

圖 3 flash劃分

三、差分升級流程

首先介紹BootLoader執行的流程,如下圖所示,芯片上電或復位之后,首先開始運行BootLoader的代碼,之后檢測按鍵,按鍵作為升級的提示,如按鍵按下,準備升級,進入接收固件狀態,如接收到固件,對固件進行校驗,校驗通過后,置位跳轉標志位,如校驗未通過,重新進入接收固件狀態。檢測到跳轉標志位之后,檢查應用程序是否有效,有效進入應用程序運行,無效進入接收固件狀態。如果沒有按鍵按下,檢查是否有升級標志,有則解析download區的新固件,通過解壓縮算法和解差分算法,修改覆蓋舊固件,設置跳轉標志,檢查應用程序是否有效,有效則運行應用程序。

圖 4 升級流程

相信到這不少讀者已經清楚升級的原理和升級的過程是怎么回事了,下面介紹一下差分固件的生成。

四、差分包制作

如開篇所述,差分文件是將新老固件進行對比,然后將有差異的部分取出,作為升級的固件。那么如何才能達到最小的差分固件呢?首先我們需要了解用于升級的MCU的Flash的最小擦除單位是多少,是512字節、1K、2K還是4K?這個與芯片相關,理論上劃分得越細,最后的生成文件也就會越小。

以HC32L196芯片為例,設置最小的分塊單位為1K,將新老兩份固件都按1K去劃分,劃分多少塊按兩份固件中最大的一個決定,不足的那個后面補0,例如新的固件35.3K,老固件34K,那么最終按新固件大小劃分,即按1K劃分,將兩份固件劃分為36塊,劃分之后,兩個固件對應序號的塊分別進行比較,將新固件不同于老固件的塊進行標記和壓縮,最后將所有不同的塊壓縮為一個包,即差分升級包,到此差分升級包制作完成。AMetal SDK中提供了一個專門用于制作差分包的上位機工具,借助該工具可簡單完成差分文件的制作。

圖 5 差分固件格式

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