當(dāng)今世界，物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)飛速發(fā)展，確保設(shè)備運(yùn)行最新固件對(duì)于維持安全性、功能和性能至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)無線更新 (OTA) 更新很可能效率低下；特別是，在帶寬受限的環(huán)境（例如，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)）下，傳輸完整固件不僅會(huì)引發(fā)顯著延遲，還會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。為應(yīng)對(duì)這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，Silicon Labs（芯科科技） 提供Delta DFU（設(shè)備固件更新）技術(shù)僅傳輸當(dāng)前固件與新固件之間的差異數(shù)據(jù)，從而大幅縮小了更新文件，傳輸時(shí)間也隨之縮短。數(shù)據(jù)量減少不僅可以加快更新流程，還能最大限度地降低目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的能耗，進(jìn)一步提升固件更新效率。

在這篇博客中，我們探討了 Delta DFU 的優(yōu)勢、對(duì)固件更新效率的影響，以及在真實(shí)場景中取得的切實(shí)成果。

了解 Delta設(shè)備固件更新

DeltaDFU 的核心工作原理是將設(shè)備的當(dāng)前固件映像與需要應(yīng)用的新固件進(jìn)行比較。然后，創(chuàng)建增量補(bǔ)丁文件，其中僅包含兩個(gè)版本之間所做的更改。這個(gè)增量文件比完整固件映像小得多，因此空中下載傳輸時(shí)間顯著縮短。Delta DFU 流程已與 Simplicity Commander 工具和 Gecko Bootloader 集成，確保在各種設(shè)備和無線協(xié)議之間實(shí)現(xiàn)廣泛的兼容性。

DeltaDFU 的主要優(yōu)勢在于，它能夠最大限度地減少更新期間需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。倘若帶寬有限或者需要同時(shí)更新多個(gè)設(shè)備，則成效尤為顯著。

固件更新安全性和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

安全性是固件更新流程的一個(gè)關(guān)鍵要素。雖然在本地 PC上完成 Delta Diff 流程，這樣可以最大限度地緩解安全風(fēng)險(xiǎn)，但是 Delta 補(bǔ)丁進(jìn)程需要通過無線協(xié)議接收 Delta 文件，因此協(xié)議容易遭到篡改。為解決這個(gè)問題，Gecko 引導(dǎo)裝載程序會(huì)在應(yīng)用 Delta 文件之前對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，確保更新合法且未經(jīng)篡改。此外，還可以對(duì)固件更新進(jìn)行加密并應(yīng)用加密簽名，防止未經(jīng)授權(quán)修改固件更新，進(jìn)一步增強(qiáng)安全性。

同時(shí)，Delta DFU 的設(shè)計(jì)還十分注重可重用性和集成難易度。旨在與 Simplicity Commander 和 Gecko Bootloader 無縫協(xié)作，充分利用兩款工具的優(yōu)勢來優(yōu)化更新流程。而且，該系統(tǒng)適應(yīng)性極強(qiáng)，允許在不同平臺(tái)中搭配各種無線協(xié)議使用。

使用 Deta DFU 取得的成果

在 153 個(gè)藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上開展了測試，結(jié)果表明更新效率提升效果令人振奮，使用 Delta 更新時(shí)成效尤為顯著。Delta 更新如何顯著縮小文件大小及縮短更新時(shí)間，使其成為大型設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的理想解決方案，這是最令人印象深刻的發(fā)現(xiàn)之一。

153 個(gè)節(jié)點(diǎn)：

例如，雖然使用 LZMA 壓縮文件更新完整映像需要近 5 小時(shí)，但 LZMA 壓縮增量更新文件可將時(shí)間縮短至短短 36 分鐘 - 用時(shí)減少 80% 以上。在這項(xiàng)分析中，我們專注研究 GCC 編譯器結(jié)果，但 Delta 更新機(jī)制獨(dú)立于編譯器，因此可以與任何編譯器有效配合使用。

值得注意的是，這些測試是在非受控環(huán)境下完成，很多外部因素（例如，干擾）可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生影響。此類環(huán)境頗具代表性，也是許多現(xiàn)實(shí)用例的典型特色。不過同樣表明，通過微調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置及優(yōu)化針對(duì)特定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淞可矶ㄖ频膮?shù)可以進(jìn)一步提升速度。因此，此處顯示的更新時(shí)間僅供參考，但 Delta 更新在節(jié)省時(shí)間方面的潛力毋庸置疑，在大型藍(lán)牙 LE 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)尤為顯著。

總之，結(jié)果表明 Delta 更新意義非凡，不僅可以最大限度地減少停機(jī)，還能提升大型設(shè)備組的運(yùn)營效率。事實(shí)證明，即使條件欠佳，也能大幅改進(jìn)固件更新流程。

結(jié)語：通過 Delta DFU 推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng) OTA 更新

芯科科技Delta DFU 技術(shù)體現(xiàn)了 OTA 更新領(lǐng)域的重大進(jìn)步，為維護(hù)和更新物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供了一種高效方法。Delta DFU 僅專注于傳輸固件版本之間的差異數(shù)據(jù)，顯著縮小了更新文件大小，從而加快更新速度并減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。盡管本報(bào)告的測試結(jié)果是使用藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)得出的結(jié)論，但 Delta DFU 技術(shù)獨(dú)立于協(xié)議，它可以與我們的任何無線協(xié)議無縫集成，因而是一項(xiàng)面向現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的強(qiáng)勁多功能解決方案。

隨著物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)展，能夠在眾多設(shè)備上有效管理固件更新變得越來越重要。應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，Delta DFU 推出了一種安全高效的可擴(kuò)展方法，確保設(shè)備能夠以最小的干擾和最高的效率保持最新狀態(tài)。無論在帶寬受限的環(huán)境下還是大規(guī)模部署中，Delta DFU 均有望在未來的固件管理領(lǐng)域發(fā)揮至關(guān)重要的作用。