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Runtime Firmware Update for 32-Bit Microcontrollers with Instruction Cache Under Concurrent Task Execution
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AI
DOI：10.3390/s26185813.png)
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摘要
En 中文
智能传感器设备越来越需要远程固件更新来部署新功能、安全补丁和算法改进，而无需中断服务。运行时固件更新在嵌入式传感系统中仍是一个重大挑战，特别是在实时和高可用性应用中，服务中断和系统重启是不可取的。本文提出了一种创新的运行时固件更新机制，适用于32位嵌入式系统架构，并与自定义运行时调度器（RTS）集成。所提出的方法能够在不重启的情况下实现动态Flash程序存储器（FPM）重编程，同时保持并发任务执行，适用于需要连续运行的自智能传感器和边缘物联网设备。实现了三种更新粒度：应用级、函数级和行级，并进行了实验评估。减小更新粒度显著降低了系统停机时间和更新数据大小。在用于验证概念的演示更新中，函数级更新将传输的补丁大小减少到相当于应用级更新所需数据的约35%，而行级更新通过将FPM写入操作分布在多个RTS周期中，将最大连续系统不可用时间减少到约16 ms。该机制还集成了指令缓存失效、动态任务验证和故障恢复程序。使用智能电能质量监测传感器测试平台进行的实验证明了其可行性，同时提高了可用性、减少了更新开销并保持了操作连续性。
Keyword:
runtime firmware update
smart sensors
Internet of Things
real-time systems
concurrent tasks
in-application programming
期刊
IF:
3.5
论文数:
7.2W
被引数:
20.9W
机构
引用论文
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