HTTP協(xié)議固件升級(jí)(三)
固件激活階段的核心是實(shí)現(xiàn)“無縫切換”與“安全回退”,依賴設(shè)備端Bootloader的雙分區(qū)管理能力。校驗(yàn)通過后,設(shè)備會(huì)更新OTA狀態(tài)區(qū)的“激活標(biāo)記”,指定下一次啟動(dòng)時(shí)加載空閑分區(qū)的新固件,隨后觸發(fā)設(shè)備重啟;重啟后,Bootloader首先讀取OTA狀態(tài)區(qū),若激活標(biāo)記有效,則初始化新固件所在分區(qū),驗(yàn)證固件的魔法數(shù)(如固定的0xAA55)與版本兼容性,確認(rèn)無誤后跳轉(zhuǎn)到新固件執(zhí)行;若新固件啟動(dòng)失?。ㄈ鐔?dòng)后10秒內(nèi)未向Bootloader發(fā)送“啟動(dòng)成功”信號(hào)),Bootloader會(huì)自動(dòng)觸發(fā)回滾機(jī)制,清除激活標(biāo)記,重新加載原固件分區(qū),確保設(shè)備不會(huì)因新固件故障而“變磚”。部分高端設(shè)備(如STM32H7、ESP32-S3)支持“無縫升級(jí)”,即在應(yīng)用固件運(yùn)行的同時(shí),將新固件寫入備用分區(qū),寫入完成后無需重啟,通過內(nèi)存映射切換直接加載新固件,適用于對(duì)停機(jī)時(shí)間敏感的場(chǎng)景(如醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)生產(chǎn)線控制器)。
結(jié)果反饋階段是升級(jí)流程的收尾,設(shè)備需將最終的升級(jí)狀態(tài)(成功/失敗及原因)上報(bào)至云端,便于云端更新設(shè)備版本記錄與調(diào)整策略。若升級(jí)成功,設(shè)備發(fā)送“升級(jí)成功”請(qǐng)求,攜帶新固件版本與啟動(dòng)時(shí)間;云端收到后,將該設(shè)備的版本狀態(tài)更新為新版本,并停止向其推送舊版本升級(jí)指令。若升級(jí)失?。ㄈ缧r?yàn)失敗、激活失?。?,設(shè)備需上報(bào)失敗原因(如“哈希不匹配”“固件啟動(dòng)超時(shí)”),云端記錄失敗信息,根據(jù)原因制定重試策略——例如因“網(wǎng)絡(luò)中斷”失敗的設(shè)備,可在1小時(shí)后重新觸發(fā)升級(jí);因“固件損壞”失敗的設(shè)備,則需等待云端重新推送正確的固件。
HTTP固件升級(jí)的輕量化優(yōu)化是適配資源受限設(shè)備(如8位MCU、KB級(jí)RAM)的關(guān)鍵,需從協(xié)議棧、內(nèi)存占用、功耗控制三個(gè)維度展開。協(xié)議棧層面,選擇專為嵌入式設(shè)計(jì)的輕量級(jí)HTTP Client庫(kù)(如uHTTPc、Mongoose的嵌入式版本),這類庫(kù)通常僅保留HTTP/1.1的核心功能(如GET/POST請(qǐng)求、Range頭支持),去除冗余模塊(如Cookie、表單解析),代碼量可控制在10KB以內(nèi),RAM占用僅需2KB~5KB,遠(yuǎn)低于通用HTTP庫(kù)(如libcurl)。內(nèi)存優(yōu)化方面,除了采用“分塊下載-即時(shí)寫入”策略減少RAM占用,還可通過“固件壓縮”進(jìn)一步降低傳輸與存儲(chǔ)壓力——云端將固件通過gzip或LZ77算法壓縮,設(shè)備下載后在Flash中直接存儲(chǔ)壓縮固件,激活前再通過硬件或軟件解壓(如STM32的硬件解壓模塊),壓縮率通??蛇_(dá)30%~50%,例如1MB的固件壓縮后僅需600KB Flash空間,適配小容量Flash設(shè)備。功耗控制則需與設(shè)備的低功耗模式協(xié)同,例如在固件下載間隙(如等待云端分塊數(shù)據(jù)),讓網(wǎng)絡(luò)模塊(如ENC28J60)進(jìn)入睡眠模式,關(guān)閉未使用的外設(shè)(如UART、I2C),僅保留核心電路供電,將電流從幾十毫安降至微安級(jí);對(duì)于電池供電設(shè)備(如NB-IoT水表),可選擇在設(shè)備空閑時(shí)段(如夜間用水低谷)執(zhí)行升級(jí),避免升級(jí)過程與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集爭(zhēng)搶功耗資源。





