基于STM32单片机的差分升级(增量升级)算法

DiffIAP – STM32单片机可用的差分升级(增量升级),适用于物联网车联网IAP升级OTA升级

应用背景

随着目前物联网,车联网,智能设备的增多,需要远程升级设备程序的场景增多,以往的IAP升级和OTA升级都是整包升级,bin文件过大导致升级过程依赖通信的带宽和延迟,差分升级(增量升级)恰好可以解决这个问题,两者各有优缺点,可以相辅相成.

差分升级介绍

差分升级又叫增量升级，
是通过差分算法将源版本与目标版本之间差异的部分提取出来制作成差分包，再经过压缩算法生成特别小的补丁包,接着不管通过什么方式(网络传输,串口,232,485,CAN总线,USB总线等)把补丁包下载至设备的Flash存储中,然后在设备通过打补丁还原算法将差异部分在源版本上进行还原从而升级成目标版本的过程。
差分升级方案不仅可以节省MCU内部的资源空间、还可以节省下载流程及下载和升级过程中的功耗。从另一个角度说，通过将差分部分下发到设备保证了版本的安全性。

STM32单片机移植差分升级(增量升级)算法

本应用的底层采用开源的差分算法BsDiff和无损压缩算法LZ77,全部使用C语言编写,支持跨平台移植,接口简洁方便移植,已验证成功移植到PC端的QT平台下和嵌入式端的STM32平台下.

PC端QT平台下测试

制作差分文件
旧文件和新文件大小为174k字节,只更改了LED灯的闪烁频率,经过差分算法后生成的补丁文件只有93个字节,补丁文件大小取决于新旧文件的差异大小(文章末尾有上位机下载连接,用户可自行测试)

打补丁还原新文件
打补丁还原算法运行所需RAM大小1k多,可完美在STM32等单片机中运行.
如下图打补丁生成的新文件和目标文件完全一致.

移植接口介绍

STM32平台下:
新旧文件和补丁文件的存放位置为MCU内部Flash中(通过下载接口写入flash内),所以存放地址为Flash空间的地址

1. 程序目录架构:

2. 移植时只需在flash.c和flash.h内实现4个接口
   动态内存申请和释放的接口以及flash读写的接口
   
   3. 根据新旧文件通过上位机软件生成补丁包后,不管通过什么方式下载至单片机的flash存储内.

   4. 使用时只需调用 一个函数就可实现打补丁还原算法
      
      QT平台下
      新旧文件和补丁文件的存放位置为RAM中(通过文件系统的读写函数读到内存中),所以存放地址为内存的首地址
      使用时只需调用 一个函数就可实现打补丁还原算法
      
      

整包升级和差分升级的优缺点

需要源码的请添加微信deiois咨询

测试上位机软件

https://download.csdn.net/download/zhou74281/19550982

参考

https://blog.csdn.net/zDavid_2018/article/details/109490846
http://www.abupdate.com/index.php?catid=13