基于网络驱动层的机载设备固件升级方法及系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010299868.1 (22)申请日 2020.04.16 (71)申请人 中电科航空电子有限公司 地址 610000 四川省成都市高新西区新业 路88号天奥产业园 (72)发明人 晋良银李岩 (74)专利代理机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 代理人 张超 (51)Int.Cl. H04L 12/24(2006.01) H04L 12/805(2013.01) G06F 8/65(2018.01) (54)发明名称 一种基于网络驱动层的机载设备固件升。

2、级 方法及系统 (57)摘要 一种基于网络驱动层的机载设备固件升级 方法， 机载设备包括网络驱动层和存储设备， 包 括步骤： S1： 接收升级开始命令， 并发送收到升级 开始命令的确认信息； S2： 接收升级数据包命令， 并根据升级数据包命令， 将升级数据写入存储设 备中； S3： 接收升级数据包传输完成命令， 并发送 收到传输完成命令的确认信息； S4： 接收升级校 验码； S5： 对比升级校验码， 判断升级是否成功； 步骤S1-S5均在网络驱动层完成。 本发明由机载 设备的网络驱动层来进行各种软件升级命令的 接收和处理， 而不占用机载设备应用层空间， 针 对存储空间较小且没有网络协议栈的机。

3、载设备， 达到了对其安全稳定的进行软件在线升级的目 的。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 111541562 A 2020.08.14 CN 111541562 A 1.一种基于网络驱动层的机载设备固件升级方法， 其特征在于， 所述机载设备包括网 络驱动层和存储设备， 包括以下步骤： S1： 接收升级开始命令， 并发送收到所述升级开始命令的确认信息； S2： 接收升级数据包命令， 并根据所述升级数据包命令， 将升级数据写入所述存储设备 中； S3： 接收所述升级数据包传输完成命令， 并发送收到所述传输完成命令的确认信息； S4： 接收升级校验码； S5： 对比所述升级校验码， 判断。

4、升级是否成功； 所述步骤S1-S5均在所述网络驱动层完成。 2.根据权利要求1所述的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法， 其特征在于， 所述 升级数据包命令包括升级数据编号、 升级数据长度和升级数据内容， 步骤S2包括以下子步 骤： S201： 通过所述升级数据编号和所述存储设备中软件存储的起始位置， 计算出需要覆 盖的数据段起始位置； S202： 根据所述升级数据长度和所述数据段起始位置， 将所述升级数据内容写入所述 存储设备的指定位置。 3.根据权利要求2所述的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法， 其特征在于， 步骤 S5包括以下子步骤： S501： 计算所述存储设备中升级后软件的校验。

5、码； S502： 对比所述存储设备中升级后软件的校验码和所述升级校验码， 判断机载设备固 件升级是否成功； S503： 当所述机载设备固件升级成功时， 发送升级成功命令。 4.根据权利要求1所述的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法， 其特征在于， 所述 步骤S3包括： 若未收到所述升级数据包传输完成命令， 则执行步骤S2。 5.根据权利要求1所述的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法， 其特征在于， 当升 级失败且升级次数小于三次时， 重复步骤S1-S5。 6.一种使用权利要求1-5任一所述的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法的系 统， 其特征在于， 包括管理终端和机载设备， 所述机载设备。

6、包括网络驱动层和存储设备； 所述管理终端用于： 向所述机载设备发送升级开始命令， 向所述机载设备发送升级数 据包命令， 向所述机载设备发送所述升级数据包传输完成命令， 向所述机载设备发送升级 校验码； 所述网络驱动层用于： 向所述管理终端发送收到所述升级开始命令的确认信息； 根据 所述升级数据包命令， 将升级数据写入所述存储设备中， 向所述管理终端发送收到所述传 输完成命令的确认信息， 对比所述升级校验码， 并判断升级是否成功， 向所述管理终端发送 升级成功命令。 7.根据权利要求6所述的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法的系统， 其特征在 于， 所述管理终端与所述机载设备之间传输协议的网络。

7、最大传输单元MTU， 大于所述升级数 据包命令的字节长度。 8.根据权利要求6所述的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法的系统， 其特征在 权利要求书 1/2 页 2 CN 111541562 A 2 于， 所述升级数据包命令包括升级数据编号、 升级数据长度和升级数据内容， 所述网络驱动 层通过所述升级数据编号和所述存储设备中软件存储的起始位置， 计算出需要覆盖的数据 段起始位置， 并根据所述升级数据长度和所述数据段起始位置， 将所述升级数据内容写入 所述存储设备的指定位置。 9.根据权利要求6所述的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法的系统， 其特征在 于， 所述网络驱动层计算所述存储设备中。

8、升级后软件的校验码； 所述网络驱动层对比所述 存储设备中升级后软件的校验码和所述升级校验码， 判断机载设备固件升级是否成功。 10.根据权利要求6所述的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法的系统， 其特征在 于， 当升级失败且升级次数小于三次时， 所述机载设备重新进行升级。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111541562 A 3 一种基于网络驱动层的机载设备固件升级方法及系统 技术领域 0001 本发明涉及飞机机载设备领域， 具体涉及一种适合内存较小且不依赖网络协议栈 的基于网络驱动层的机载设备固件升级方法及系统。 背景技术 0002 随着我国民用航空工业的发展， 飞机机队数量和航空运输。

9、量的迅猛增长， 同时随 着信息化技术的发展， 航空公司对机载设备的各方面性能提出了更高的要求， 尤其是对机 载设备安全和稳定地升级的需求越来越高。 部分机载设备内存很小， 存储设备空间较小且 没有网络协议栈。 现有技术首先需要启动一个单独的进程用于软件升级， 然后升级软件通 过网络驱动层及网络协议栈传输到机载设备内存中， 最后通过应用层的程序将升级软件写 入存储设备指定的位置， 如图2所示。 由于大部分设备有足够的内存资源， 且系统自带协议 栈， 现有的设备软件在线升级方法是在应用层进行升级， 在应用层实现升级方便且简单。 但 对于内存很小、 存储设备空间较小且没有网络协议栈的机载设备， 首先。

10、可能没有足够的资 源用于开启额外的进程， 其次没有足够的内存空间用于暂存升级软件， 还可能没有网络协 议栈用于接收处理升级软件数据， 因此常规的设备软件在线升级方法无法适用于硬件资源 有限且没有网络协议栈的机载设备。 针对此类机载设备， 目前多数情况是通过仿真器进行 软件升级， 存在升级过程需要专用的软件和设备， 操作繁琐等问题。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是： 常规的设备软件在线升级方法无法适用于航空领 域机载设备内存小且没有网络协议栈的特点， 而通过仿真器进行软件升级， 存在升级过程 需要专用的软件和设备， 操作繁琐的问题。 本发明的目的在于提供一种适合没有网络协议 栈的。

11、机载设备的超低资源占用软件在线升级的加载方法。 0004 本发明通过以下述技术方案实现： 0005 一种基于网络驱动层的机载设备固件升级方法， 所述机载设备包括网络驱动层和 存储设备， 包括以下步骤： 0006 S1： 接收升级开始命令， 并发送收到所述升级开始命令的确认信息； 0007 S2： 接收升级数据包命令， 并根据所述升级数据包命令， 将升级数据写入所述存储 设备中； 0008 S3： 接收所述升级数据包传输完成命令， 并发送收到所述传输完成命令的确认信 息； 0009 S4： 接收升级校验码； 0010 S5： 对比所述升级校验码， 判断升级是否成功； 0011 所述步骤S1-S5。

12、均在所述网络驱动层完成。 0012 本发明由机载设备的网络驱动层来进行各种软件升级命令的接收和处理， 而不占 用机载设备应用层的空间， 通过在机载设备的网络驱动层实现了对内存与存储空间较小且 说明书 1/5 页 4 CN 111541562 A 4 没有网络协议栈的机载设备进行软件在线升级。 由于内存太小的设备， 在正常运行功能的 时候已经占用较多的内存资源， 此时再开启新的进程进行升级， 极可能造成内存耗尽而使 系统崩溃。 本发明在设备的驱动层做固件软件升级， 则不需要开启新的进程， 不会影响系统 运行。 0013 进一步的， 所述升级数据包命令包括升级数据编号、 升级数据长度和升级数据内 。

13、容， 步骤S2包括以下子步骤： 0014 S201： 通过所述升级数据编号和所述存储设备中软件存储的起始位置， 计算出需 要覆盖的数据段起始位置； 0015 S202： 根据所述升级数据长度和所述数据段起始位置， 将所述升级数据内容写入 所述存储设备的指定位置。 0016 在机载设备网络驱动层(具体实现位置主要是在网络驱动层的中断上下文， 下文 统称网络驱动层)实现软件升级数据包的接收和识别， 并直接将升级软件数据写入存储设 备中， 升级过程无需启动新的进程， 也不需要占用额外的内存空间， 升级过程简单方便， 而 且不会影响应用层软件的正常运行， 对于内存与存储空间较小且没有网络协议栈的机载设。

14、 备具有较高的应用价值。 本发明通过向机载设备发送固定包长的软件升级数据信息， 当机 载设备网络驱动层接收到网络信息后， 将根据升级数据中相应字段识别出软件升级数据包 并将数据包直接烧写到指定位置。 0017 进一步的， 步骤S5包括以下子步骤： 0018 S501： 计算所述存储设备中升级后软件的校验码； 0019 S502： 对比所述存储设备中升级后软件的校验码和所述升级校验码， 判断机载设 备固件升级是否成功； 0020 S503： 当所述机载设备固件升级成功时， 发送升级成功命令。 0021 进一步的， 所述步骤S3包括： 若未收到所述升级数据包传输完成命令， 则执行步骤 S2。 00。

15、22 进一步的， 当升级失败且升级次数小于三次时， 重复步骤S1-S5。 0023 一种使用基于网络驱动层的机载设备固件升级方法的系统， 包括管理终端和机载 设备， 所述机载设备包括网络驱动层和存储设备； 0024 所述管理终端用于： 向所述机载设备发送升级开始命令， 向所述机载设备发送升 级数据包命令， 向所述机载设备发送所述升级数据包传输完成命令， 向所述机载设备发送 升级校验码； 0025 所述网络驱动层用于： 向所述管理终端发送收到所述升级开始命令的确认信息； 根据所述升级数据包命令， 将升级数据写入所述存储设备中， 向所述管理终端发送收到所 述传输完成命令的确认信息， 对比所述升级校。

16、验码， 并判断升级是否成功， 向所述管理终端 发送升级成功命令。 0026 进一步的， 所述管理终端与所述机载设备之间传输协议的网络最大传输单元MTU， 大于所述升级数据包命令的字节长度。 0027 进一步的， 所述升级数据包命令包括升级数据编号、 升级数据长度和升级数据内 容， 所述网络驱动层通过所述升级数据编号和所述存储设备中软件存储的起始位置， 计算 出需要覆盖的数据段起始位置， 并根据所述升级数据长度和所述数据段起始位置， 将所述 说明书 2/5 页 5 CN 111541562 A 5 升级数据内容写入所述存储设备的指定位置。 0028 进一步的， 所述网络驱动层计算所述存储设备中升。

17、级后软件的校验码； 所述网络 驱动层对比所述存储设备中升级后软件的校验码和所述升级校验码， 判断机载设备固件升 级是否成功。 优选的， 当升级失败且升级次数小于三次时， 所述机载设备重新进行升级。 0029 本发明与现有技术相比， 具有如下的优点和有益效果： 0030 在网络驱动层进行升级， 实现了内存较小且没有网络协议栈的机载设备在线升 级， 解决了该类设备升级困难的问题， 提高了此类机载设备升级效率。 0031 内存太小的设备， 正常运行功能的时候已经将内存资源用的差不多了。 此时再开 启新的进程进行升级， 可能造成内存耗尽而使系统崩溃。 本发明在驱动层做这个工作， 则不 需要开启新的进程。

18、， 不会影响系统运行。 0032 本发明通过机载设备的网络驱动层来进行升级命令的识别和处理， 避免了通过应 用程序进行软件升级， 尤其适应于具有内存小、 存储设备空间有限且没有网络协议栈特点 的机载设备。 而且机载设备升级过程无需专用的软件和设备， 操作简单方便。 本发明使得航 空领域机载设备的升级有了新的突破， 便于机载设备的批量固件升级。 附图说明 0033 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解， 构成本申请的一部 分， 并不构成对本发明实施例的限定。 在附图中： 0034 图1为本发明示意图； 0035 图2为现有技术流程图； 0036 图3为实施例1流程图； 0037 图。

19、4为软件升级命令格式表。 具体实施方式 0038 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下面结合实施例和附图， 对本 发明作进一步的详细说明， 本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明， 并不作 为对本发明的限定。 0039 实施例1。 0040 如图1所示， 本发明主要是在机载设备网络驱动层(具体实现位置主要是在网络驱 动层的中断上下文， 下文统称网络驱动层)实现软件升级数据包的接收和识别， 并直接将升 级软件数据写入存储设备中， 升级过程无需启动新的进程， 也不需要占用额外的内存空间， 升级过程简单方便， 而且不会影响应用层软件的正常运行， 对于内存与存储空间较小且没 有。

20、网络协议栈的机载设备具有较高的应用价值。 如下将结合图3适合机载系统的软件升级 流程图以及图4软件升级命令格式表， 对本实施例进行详细说明： 0041 1.机载设备管理终端利用网络协议向指定机载设备发送软件升级命令。 且所使用 的网络传输协议的网络最大传输单元必须大于图4所有命令的数据长度。 0042 2.机载设备在网络驱动层接收网络数据， 然后根据端口号以及图4中软件升级标 识符和升级命令类型字段识别软件升级开始命令； 并向机载设备管理终端回复软件升级开 始命令ACK以表明该机载设备存在并且准备好升级。 说明书 3/5 页 6 CN 111541562 A 6 0043 3.机载设备管理终端。

21、接收到软件升级开始命令ACK后， 开始向机载设备发送软件 数据包。 升级软件文件将以1Kbyte固定数据长度进行分片， 但最后一片数据可能会小于 1Kbyte； 每一片数据将按照数据被分割前其起始地址的相对地址进行编号， 该编号将在发 送软件升级数据包命令时填写到图4中升级数据编号字段中， 而不超过1Kbyte大小的数据 片将在发送软件升级数据包命令时填写到图4中升级数据内容字段中， 同时将数据长度填 写到升级数据长度字段。 0044 4.机载设备管理终端按照图4所示构造软件升级数据包命令并向机载设备发送该 命令。 0045 5.机载设备在驱动层接收并识别到软件升级数据包命令后， 并利用命令中。

22、升级数 据编号以及该存储设备上软件存储的起始位置计算出需要覆盖的数据段的起始位置， 然后 根据命令中升级数据长度将升级数据内容字段中的数据写到存储设备上的指定位置。 0046 6.如果机载设备管理终端数据发送完成， 将向机载设备发送数据包传输完成命 令。 0047 7.机载设备接收到数据包传输完成命令后表明软件传输完成并跳转到步骤8， 否 则表明软件数据包传输未完成并跳转到步骤4。 0048 8.机载设备向机载设备管理终端发送数据传输完成ACK。 0049 9.机载设备管理终端接收到数据传输完成ACK， 管理终端将计算并发送升级软件 的校验码。 0050 10.机载设备在网络驱动层接收到校验码。

23、后， 从存储设备中读取设备中升级后的 软件并计算该软件的校验码， 将机载设备管理终端发送的校验码与机载设备计算的校验码 进行对比以验证软件升级是否成功。 0051 11.如果校验码相同表明软件升级成功则升级结束， 机载设备在驱动层向机载设 备管理终端发送升级成功命令； 否则表明升级失败， 机载设备在驱动层向机载设备管理终 端发送升级失败命令并跳转到步骤1， 如果升级3次依然失败， 则停止升级。 0052 12.该发明在网络驱动层完成机载设备的软件在线升级， 既不会影响系统的正常 运行， 也无需启动专项的升级进程， 升级过程资源占用低， 操作简单， 适用于内存较小， 存储 设备较小且没有网络协议。

24、栈的机载设备。 0053 实施例2 0054 在实施例1的基础上， 进一步的具体的操作方式如下： 0055 1.在机载设备管理终端与机载设备上部署相应的软件并启动。 0056 2.将升级文件放到管理终端对应目录下， 确保管理终端与待升级机载设备网络互 相连通。 0057 3.启动管理终端上的升级软件， 选择需要升级的设备。 0058 4.启动升级功能， 管理终端向机载设备发送软件升级开始命令。 0059 5.管理终端等待正在升级的机载设备回复软件升级开始命令ACK后开始发送升级 软件数据， 机载设备开始升级。 0060 6.当管理终端接收到升级成功的消息后， 将该升级状态消息显示到终端上， 并。

25、向 下一个机载设备发送升级命令。 0061 7.当管理终端接收到升级失败消息后， 将该升级状态消息显示到终端上， 并重新 说明书 4/5 页 7 CN 111541562 A 7 向该机载设备发送升级命令， 如果对该机载设备进行3次升级均失败， 则停止该设备的升级 并向下一个机载设备发送升级命令。 0062 8.所有机载设备升级完成后， 升级结束， 升级状态信息显示在管理终端上。 0063 以上所述的具体实施方式， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施方式而已， 并不用于限定本发明 的保护范围， 凡在本发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含 在本发明的保护范围之内。 说明书 5/5 页 8 CN 111541562 A 8 图1 图2 说明书附图 1/3 页 9 CN 111541562 A 9 图3 说明书附图 2/3 页 10 CN 111541562 A 10 图4 说明书附图 3/3 页 11 CN 111541562 A 11 。