原创 为你的设备实现远程固件更新

写在前面

以往在烧写芯片时，往往需要将芯片主板从系统中取出，离开电路后，才能用编程器烧写程序。也就是说芯片不能脱离系统而进行写入。

这个在众多应用环境中带来了很多的不便及困扰。比如：一些早期的STB机顶盒，还未有操作系统的涉入，但是如果系统程序需要做优化升级，但是产品早已发给客户端，挨家挨户的取做升级，显然是不太可能的事情。

这就引发了人们对于在线编程的探讨。

关键字：在线编程，ISP，IAR，固件更新，程序烧写，远程，TCP/IP，CATV；

• 应用探讨

很多时候, 我们很难将设备取下来并对其进行更新 :

气象站，交通控制系统，CATV光纤收/发器。

再或我们一些Arduino爱好者, 做的一些远程监控家中空气湿度、温度的小应用等等太多的设备，那么如能都应用远程更新固件就再方便不过了。

在室外,某些放置于高处的气象站的设备,不便于取下来, 而又不想丢失一部分气象数据；用于高压站或是不便操作地点附近的监控系统，或是交通系统中的道路监控；CATV的光纤收/发器，渐渐也走进千家万户，这么多的设备更新起来太麻烦了。

那么今天就为大家介绍我们开发的这款远程固件更新应用，为您解决这些问题！

那么如何能够实现‘不离线’，远程更新固件程序呢？

• 有关在线编程

常见的有两种在线编程技术——ISP和IAP

ISP（在系统可编程），即逻辑器件不用脱离系统，就可以进行程序写入。

ISP实现起来相对容易，通常的做法是利用上位机软件通过串口来改写单片机的内部存储器。条件是单片机需要具备非易失性存储器，用来存储由上位机传来的程序和数据。实现ISP的硬件接口支持JTAG、串口、无线等等。该接口通常固化在单片机所在的电路板上，芯片烧写时无需返厂或技术人员亲临现场，用户只需要通过计算机上的RS232接口或者USB接口就可以自行改写程序。

IAP（在应用可编程），即逻辑器件不用脱离应用，就可以进行程序写入。

IAP实现起来相对要复杂一些，单片机内部需要有两个存储区，一块被称为BOOT区，一块被称为APP区。单片机上电后，首先运行在BOOT区，满足改写程序的条件时，则对APP区的程序进行改写操作，程序改写完成后，单片机重新启动；如果不满足改写程序的条件时，程序指针直接跳转到APP区，开始执行存放在APP区的程序。实现IAP的硬件接口支持串口、无线、网口等等。由于网口的原因，一方面工作人员可以不用亲临现场即可实现固件的远程更新，另一方面，可以通过以太网的广播、组播数据包实现多个用户的同时全部更新，节省人力物力资源。

• 远程固件更新程序应用原理

由于一些类型模块被固化在其他设备当中，因此我们想到开发这款应用程序——Nuri，来实现对该模块固件的远程更新，避免了繁琐复杂的手动连接。只要设备连接到网络，就能够对其进行设置或重置。同时，通过网络的广播和组播，还可实现对多个设备的同时更新，省时省力。

那么以 W5200E01-M3为例，给大家讲解一下在线更新固件的应用原理。

在W5200E01-M3中，通过ISP的方式来烧写BOOT程序。之后由BOOT程序远程更新APP程序时，采用的是IAP方式。

注：W5200E01-M3模块是一款嵌入W5200 （使用全硬件TCP/IP协议）开发板，单片机使用的是STM32F103CB（有128KB的FLASH存储空间），可以将固件程序存储在该存储器中。

上位机通过电缆与下位机相连。下位机进行数据预处理，组成一定的数据格式，通过RS-232串行口，将数据送到上位机，上位机采用串口终端方式接收数据，保证采集数据的实时处理。

那么在远程固件更新的过程中。PC机作为上位机，接收数据，进行固件程序的更新。

• 操作过程

操作过程就十分容易：

（W5200E01-M3中已装载有固件boot.bin）

1. 利用220V@AC~5V@DC电源适配器通过USB数据线为W5200E01-M3模块供电（或者直接通过USB数据线连接至电脑，为W5200E-M3模块提供稳定的5V电源）。同时，利用网线将该模块连接到以太网中。
2. 然后，打开我们开发的应用程序ConfigTool_Nuri.exe，出现如下界面:

1  主程序界面

1. 点击“Search”图标，进行设备搜索。找到设备后

设备信息即更新到“Device”，“Connection”和“Option”标签下。点开左侧串口转以太网下面的设备MAC地址前面的“加号”，可以查看该硬件设备的固件版本信息，如图所示，当前版本信息为0.1。

2  查看固件版本

1. 接下来进行基本操作：更改设备IP地址和恢复出厂设置。

更改设备IP地址：

修改Device IP address中的内容为192.168.11.101，然后点击“Setting”图标，即完成了硬件设备的IP地址更改操作。设备的IP地址被设置为192.168.11.101。如下图所示

3  设置IP地址

恢复出厂设置：

点击“Factory Reset”图标，实现恢复出厂设置的功能，再点击“Search”图标更新界面信息，发现Device IP address又恢复为192.168.11.100，即完成了恢复出厂设置的操作。

4  恢复出厂设置

1. 点击“Firmware Upload”图标，弹出窗口，要求选择固件。
2. 选定新版本的固件后，确认升级。耐心等待固件升级完成。固件升级完成后会出现提示。

升级完成后，点击“Search”图标，更新显示信息：可以看到固件版本从0.1升级为1.0。

5  更新显示信息

需要注意的内容：

远程更新固件时，主机与设备必须处于同一网段内，否则更新将不被允许。

远程更新固件时，W5200硬件开关必须处于“RUN”运行模式下，而不是“PROM”编程模式，否则更新将不被允许。

感谢您的关注！

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