自嵌入式系統(tǒng)問世以來，現(xiàn)場固件更新一直是每個嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。訪問諸如JTAG或SWD編程器之類的編程工具以及對編程端口進(jìn)行物理訪問通常需要使用額外接口（如USB，CAN，串行端口等）來更新固件。隨著許多設(shè)備現(xiàn)在可以訪問Internet并成為IoT設(shè)備，越來越需要執(zhí)行無線更新。在今天的帖子中，我們將使用Amazon Web Services（AWS）和FreeRTOS看看如何進(jìn)行OTA。

使用AWS的OTA概述

OTA更新可能會使開發(fā)人員第一次（或多次）遇到更新感到有些恐懼，該過程涉及很多部分，但總體而言，OTA流程可以分解為以下所示的簡單圖表：

如您所見，固件更新包含三個主要部分：

發(fā)布新固件更新的OEM

存儲并更新AWS

接收固件更新的已部署設(shè)備

顯然，在此示例中，AWS在整個過程中扮演著非常重要的角色。首先，將新的固件映像上傳到S3存儲桶，該存儲桶用于存儲固件映像。接下來，將新固件添加到S3存儲桶中，OEM將使用IoT核心版調(diào)度一項作業(yè)，該作業(yè)將通知已部署的設(shè)備有可用的固件更新。最后，已部署的設(shè)備下載新映像，對其進(jìn)行驗證，然后更新其應(yīng)用程序代碼。屆時，將更新設(shè)備并運行新的應(yīng)用程序代碼，直到進(jìn)程重新啟動并且有新的更新可用為止。

微控制器中的OTA支持

概述確實使OTA更新看起來很簡單，這是因為開發(fā)人員已經(jīng)完成了所有繁重的工作。如果團(tuán)隊決定他們要從頭開始構(gòu)建自己的解決方案，他們會發(fā)現(xiàn)他們將投入大量的開發(fā)工作。團(tuán)隊確實不想建立自己的OTA解決方案，而是利用現(xiàn)有的解決方案，以便他們可以專注于自己的產(chǎn)品功能和差異化因素。對于計劃使用FreeRTOS的團(tuán)隊，他們可以利用Amazon的FreeRTOS庫和OTA示例來極其快速地啟動并運行OTA解決方案。

AWS OTA解決方案的一個好處是，許多微控制器供應(yīng)商都支持該解決方案。例如，如果您要訪問AWS合作伙伴設(shè)備目錄，您會發(fā)現(xiàn)有數(shù)十家芯片供應(yīng)商合作伙伴支持了近60種不同的開發(fā)板?，F(xiàn)在，并非所有這些都支持OTA解決方案，但是相當(dāng)一部分支持。這為開發(fā)人員提供了廣泛的設(shè)備可供選擇，此外，開發(fā)人員還可以將示例移植到其他處理器上。

OTA功能和能力

在過去的幾周中，我將特別在Infineon / Cypress PSoC 64 Standard Secure–AWS Wi-Fi BT Pioneer Kit上嘗試通過FreeRTOS來測試AWS OTA演示代碼。我提到此套件是因為從安全角度來看，它特別有趣，因為它們不僅支持“傳統(tǒng)” OTA或引導(dǎo)加載程序，而且還盡力確保不僅可以安全地更新固件，還確保引導(dǎo)微控制器上的處理過程建立了安全的信任根。

并非所有OTA或Bootloader解決方案都是一樣的，而且在許多情況下，還存在自定義和配置的空間。例如，默認(rèn)情況下，PSoC 64 OTA演示被配置為為推送到S3存儲桶的固件提供標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制文件輸出。但是，在Cypress工具鏈中，有一個Secure SDK工具，其中包含可用于加密固件映像的幾種策略。然后，安全引導(dǎo)加載器上的設(shè)備會在對新固件映像進(jìn)行寫入之前對其進(jìn)行解密和驗證。

在查看適用于微控制器的潛在OTA解決方案時，應(yīng)牢記以下幾個功能：

微控制器建立信任根

微控制器包括一個安全的引導(dǎo)程序（用于驗證完整性，驗證和解密映像）

固件映像可以加密

易于生成固件更新

易于管理已部署設(shè)備的數(shù)量

結(jié)論

OTA更新正迅速成為幾乎所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的要求。這些解決方案可幫助開發(fā)人員以最少的精力在現(xiàn)場更新固件，從而使他們比起引導(dǎo)加載程序和OTA等通用設(shè)備設(shè)計元素，將更多的精力放在產(chǎn)品上。在嘗試使用Cypress PSoC 64開發(fā)板和AWS OTA演示進(jìn)行實驗時，我發(fā)現(xiàn)我能夠配置AWS和開發(fā)板在第一次進(jìn)行固件更新的時間大約為一個小時，這很不錯，因為從頭開始啟動這樣的解決方案通常需要幾個月的時間。
編輯：lyn