[发明专利]一种应用于星载软件在线更新的BootLoader设计方法

说明书

本发明公开了一种应用于星载软件在线更新的BootLoader设计方法，基于Cortex‑M4的微处理器，将片上FLASH分为BootLoader程序区、标志位区、用户代码区，利用外部扩展的NOR FLASH和SRAM(Staitic Random‑Access Memory,j静态随机存取存储器)来接收和存储地面站传输待更新的程序文件，并根据地面站的指令判断是否进行更新。本发明将BootLoader与IAP（In Application Programming，在应用编程）结合，通过地面站发送更新数据包给通信机，然后发给星载计算机完成星载软件的在线更新或分时更新，同时提供星载软件的回溯操作，从而大大提高了星载软件的可靠性、健壮性和后期软件的可维护性。

技术领域

本发明涉及嵌入式启动技术领域与微小卫星的星载软件维护和提高其可靠性的领域，尤其涉及一种应用于星载软件在线更新的BootLoader设计方法。

背景技术

随着嵌入式产品中高端的微处理器ARM(Advanced RISC Machine)的加入以及软件的不断开发，使得整个嵌入式系统拥有了完整的架构，嵌入式在生活中应用的越来越广泛，其在航天领域也得到了广泛的应用。嵌入式中的微处理器的启动代码即BootLoader程序在不同的硬件架构中不尽相同，它不仅要完成设备启动后存储器、堆栈、寄存器、全局变量和基本硬件模块的初始化，还可以对其扩展，完成更多的功能。所以启动代码的设计直接影响了整个开发的运行进程。

目前我国航天技术得到巨大发展，空间任务的日趋多样化，具有低成本、功能密度高、研制周期短、发射方式灵活等特点的微小卫星已成为航天领域的新热点。微小卫星星务管理系统以星载计算机为主完成星务管理任务，它是卫星电子系统的核心部分，不仅担负着卫星数据的处理功能，而且还需要完成星上设备状态与工作温度的监控、卫星姿态控制、传感器数据采集以及执行各种搭载实验等任务。对于星载软件的可靠性和可维修性要求非常高，目前卫星都是针对特定的载荷在轨实现单一的飞行任务，无法完成注入新任务和功能更新，对其可靠性大都是采用双模冗余或三模冗余的措施，这样的实现有很大的限制。

本发明设计的一种应用于微小卫星的星载软件远程在线更新的BootLoader设计方法，是远程更新技术建立在嵌入式系统的IAP技术上，能够实现星载软件远程在线更新，大大提高了星载软件的可靠性、可维护性和健壮性。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提出题一种应用于星载软件在线更新的BootLoader设计方法。本发明将BootLoader与IAP结合，通过地面站向通信机模块传输，通信机与星载计算机通信完成远程在线更新系统，极大的提高了星载软件的可靠性、可维护性和健壮性。

本发明采用的技术方案为：一种应用于微小卫星的星载软件远程在线更新的BootLoader设计方法，包括步骤：

步骤1：根据星载计算机上STM32F407ZGT6处理器，片上FLASH具有有1M的内存空间，用来存储程序并运行程序，将其分为三个区，即BootLoader区、标志位区、用户代码区，同时对于外部NOR FLASH存储器分为三个区，即存储用户代码1区、存储用户代码2区、剩余区，然后启动BootLoader程序；

步骤2：在BootLoader程序中初始化串口、I2C总线、外部SRAM、外部NOR FLASH、片上FLASH、定时器，完成初始化工作后，判断标志位区的更新标志是否接收到远程更新指令;

步骤3：若通信机模块接收到更新指令，发送应答信息给地面站，接着判断该指令是开始新一轮的更新还是承接前一次的继续更新，如果是新一轮的更新则向地面站请求更新数据包，数据包号为1，如果是承接上一次的继续更新，则向地面站请求数据包，数据包号为上一次最后接收到的数据包号增加1；