设计具有FoTA支持的嵌入式系统

Posted 2021-04-09

我正在设计一个支持触摸屏的嵌入式系统，并将与电机控制器进行通信。但是，该设备需要通过Wi-Fi模块支持固件更新。

以下是我的具体问题：使用ESP266可以有效地将数据发送到我的服务器（带有mysql数据库的Apache），但是这个模块可以用来下载固件更新吗？ （我很难在此找到任何东西。）如果不是什么会是一个更有效的模块/方法？

分发固件更新的典型服务器设置是什么样的？它会使用TCP / IP还是FTP？我不认为会分发更多这些设备，固件本身可能> = 50MB。

至于固件闪存，我正在考虑有一个专用于存储更新固件的内存位置，并让启动加载程序检查是否有新的固件。如果有，它将开始闪烁新固件。什么是确保这是原子的好方法？引导程序是最好的地方还是其他更合适的地方？

答案

分发固件以进行更新的理想方式对用户来说是最不痛苦的。

话虽如此，您希望安全性避免其他人干涉您的硬件。无论是FTP，还是HTTP甚至SSL / TLS加密变体都取决于偏好。

安全认证固件更新的要求是数字签名套件。如果您的系统能够运行IP堆栈，它可能有资源来进行签名验证。针对嵌入式系统优化的商业解决方案适用于4.5kB的ROM并完全从堆栈运行（以验证数字，请访问：https://www.segger.com/emlib-emsecure.html）。

这不会保护您的固件不被读出，但如果目标系统没有注意到它就无法修改。基本上，引导加载程序将验证签名并确定固件是否来自原始源并且未被篡改。

如果要在传输过程中保护固件不被读取，可以使用TLS / SSL解决方案替换签名软件。这会增加内存使用量。

如果我寻找同一家公司提供的解决方案，那么TLS堆栈的资源使用量在RAM中是7k（参见https://www.segger.com/pr-emssl-v2.html）。他们尚未发布ROM使用，但如果我没记错，它已经介于20到30 kByte之间。

如果您使用TLS，请创建自己的证书！不要依赖认证服务器，因为它们可能被感染。无论如何，这将是点2点连接，没有其他人参与，因此您知道要使用哪个证书，并且可以拒绝所有其他证书。

另一答案

在固件更新协议上：

• 不要使用普通FTP等不安全的协议。
• 使用基于TLS的东西，并检查服务器证书是否正确。
• 可能的协议是HTTPS，即通过TLS的简单HTTP GET。

关于可扩展性：

• 如果设备下载固件更新，则长时间分发来自不同设备的请求，例如，时间= 1am +（serialNumber MOD 240），以分钟为单位。