基于USB的便攜式設備固件升級程序的設計

1 引言
固件是系統(tǒng)最底層的工作軟件。便攜式設備功能與固件密切相關(guān)。固件能夠充分發(fā)揮硬件資源，彌補硬件缺陷與不足。因此。固件在便攜式設備中具有極大重要性。固件升級能夠進一步完善固件程序，增強便攜式設備功能。
在系統(tǒng)開發(fā)和用戶使用時．一旦系統(tǒng)提供設備固件更高版本。就要求設備通過固件升級程序對原有固件進行升級。因此，基于USB的即插即用、傳輸速率高的特點，設計一種通過USB接口升級設備固件的應用程序。該設計應用程序是基于便攜式設備的USB驅(qū)動程序．包括固件文件結(jié)構(gòu)定義、USB設備驅(qū)動程序與上層應用軟件的I，0操作、USB Bulk0nly傳輸模式、USB通信命令規(guī)范、NAND Flash壞塊信息表構(gòu)建等問題。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)利用PC機通過USB總線與便攜式設備進行通信，并在此通信基礎上完成固件升級的各種操作，其基本結(jié)構(gòu)如圖l所示。系統(tǒng)開發(fā)人員或終端用戶在獲取最新版本固件后，利用固件升級程序?qū)崿F(xiàn)PC機與便攜式設備的通信，并實現(xiàn)固件生成、讀取設備信息、USB-Boot二級代碼下載、固件升級等功能。

3 固件升級程序的設計
固件升級程序面向系統(tǒng)開發(fā)人員或終端用戶。由于用戶知識體系架構(gòu)的差異，程序界面力求友好、簡潔。功能要求：按預先定義的固件結(jié)構(gòu)生成固件文件：自動檢測設備是否連接，一旦設備連接，自動下載二級Boot loader并讀取設備Flash信息、固件版本信息；將固件文件下載至NAND Flash，從而完成固件升級操作。
3．1 固件頭的填充
固件文件的固件頭具有標識，索引功能。固件頭結(jié)構(gòu)決定后續(xù)固件升級工具擴展的難易。該設計的固件頭主要包括固件的版本、生成日期、廠商信息、模塊信息和資源文件在固件中的偏移、長度等信息。這些信息采用結(jié)構(gòu)體將其組織，以便讀取固件文件。同時在頭尾部預留若干字節(jié)的保留區(qū)，以備后續(xù)升級擴展。
固件頭的填充需要嚴格按照結(jié)構(gòu)體所定義的成員進行。函數(shù)GenerateHeader完成固件頭的生成，其函數(shù)原型為：

3．2 生成固件文件
固件文件主要由固件頭，啟動代碼，系統(tǒng)代碼，F(xiàn)ONTl2，F(xiàn)ONTl6，GBK字體和字庫資源文件，菜單資源文件，圖片資源文件等8個模塊組成。其中系統(tǒng)代碼、菜單資源文件、圖片資源文件的路徑由用戶指定，其余文件存儲于工程目錄下。圖2為固件生成流程。