[發明專利]嵌入式系統的快速安全啟動裝置以及啟動方法

有效

• 申請號: 201410054372.2
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103793250B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 彭騫;梁紅軍;趙正;祁焱;沈亞非;陳凱;秦明;唐奇林
• 申請（專利權）人: 武漢精立電子技術有限公司
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445;G06F11/14
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 黃行軍,李滿

技術領域

本發明涉及嵌入式系統應用技術領域，具體地指一種嵌入式系統的快速安全啟動裝置以及啟動方法。

背景技術

現有的嵌入式系統的啟動裝置由微控制單元、閃存和外部隨機存取存儲器組成，嵌入式設備上電后，先通過引導程序（Bootloader）對系統的硬軟件進行基本的初始化工作，然后進入系統啟動流程。嵌入式系統的啟動通常有兩種方式，一種是直接從閃存上啟動，另一種是將鏡像文件從閃存中復制、解壓到外部隨機存取存儲器中，再從外部隨機存取存儲器運行，相比而言，由于后者有拷貝和解壓的過程，啟動時間比較長，但后者在內存中運行的是鏡像文件的拷貝，安全性比較高，在一些對安全要求高的場合使用比較多。

但這種安全性有一定的局限，因為閃存上的鏡像文件一旦損壞系統將無法啟動。有的系統雖然通過引導程序對鏡像文件進行校驗以判斷文件的合法性，但這會增加啟動時間，如果鏡像文件比較大，將嚴重影響用戶的體驗。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種嵌入式系統的快速安全啟動裝置以及啟動方法，該裝置和方法能提高嵌入式系統啟動時的速度和安全性。

為實現此目的，本發明所設計的嵌入式系統的快速安全啟動裝置，它包括閃存、外部隨機存取存儲器、微控制單元，所述閃存和外部隨機存取存儲器的數據線均連接上述微控制單元的數據總線、閃存和外部隨機存取存儲器的地址線均連接上述微控制單元的地址總線，其特征在于：它還包括循環冗余校驗碼校驗器，其中，所述循環冗余校驗碼校驗器的數據線連接上述微控制單元的數據總線，循環冗余校驗碼校驗器的地址線連接上述微控制單元的地址總線。

所述微控制單元為具有內部隨機存取存儲器的微控制單元。

所述循環冗余校驗碼校驗器為現場可編程門陣列循環冗余校驗碼校驗器。

一種利用上述嵌入式系統的快速安全啟動裝置的嵌入式系統啟動方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：嵌入式系統的快速安全啟動裝置上電，微控制單元內部的固件程序將閃存上的引導程序拷貝到微控單元的內部隨機存取存儲器中，然后微控制單元內部的固件程序跳轉到引導程序的入口啟動引導程序；

步驟2：所述引導程序取出閃存上嵌入式系統鏡像文件的循環冗余校驗碼記錄值；

步驟3：所述引導程序將存儲在閃存上嵌入式系統鏡像文件的一個分段加載到外部隨機存取存儲器中；

步驟4：在步驟3進行的同時，引導程序控制循環冗余校驗碼校驗器通過直接內存存取方式從閃存上取出嵌入式系統鏡像文件中的一個分段，該分段與步驟3中的分段位置一樣；

步驟5：控制循環冗余校驗碼校驗器對上述提取的嵌入式系統鏡像文件中的分段進行循環冗余校驗處理，所述引導程序將循環冗余校驗處理的結果與步驟2中取出的嵌入式系統鏡像文件相應分段對應的循環冗余校驗碼記錄值進行比較，如果循環冗余校驗處理的結果與步驟2中取出的嵌入式系統鏡像文件相應分段對應的循環冗余校驗碼記錄值一致，則說明嵌入式系統鏡像文件中的這一個分段沒有損壞，將該分段加載到外部隨機存取存儲器中；如果循環冗余校驗處理的結果與步驟2中取出的嵌入式系統鏡像文件相應分段對應的循環冗余校驗碼記錄值不一致，則說明嵌入式系統鏡像文件中的這一個分段損壞，則引導程序從存儲在閃存上的嵌入式系統備份鏡像文件中取出與步驟3的嵌入式系統鏡像文件分段對應的嵌入式系統備份鏡像文件分段，引導程序將嵌入式系統備份鏡像文件分段，加載到外部隨機存取存儲器中來替換上述損壞的嵌入式系統鏡像文件分段；

步驟6：對嵌入式系統鏡像文件剩下的所有分段按照步驟3～步驟5的操作，在外部隨機存取存儲器內加載經過循環冗余校驗處理后的嵌入式系統鏡像文件；

步驟7：引導程序跳轉到上述經過循環冗余校驗處理的嵌入式系統鏡像文件加載后的內核系統的入口地址，即完成嵌入式系統的啟動工作。

本發明中由于新增了循環冗余校驗碼校驗器，且新增的循環冗余校驗碼校驗器是基于現場可編程門陣列實現的，而現場可編程門陣列能以快速的邏輯運算能力完成循環冗余校驗工作，通過這種方式加載嵌入式系統，可以使得嵌入式設備系統快速又安全的啟動。