Amazon FreeRTOS：如何利用内置引导程序功能实现物联网设备的OTA升级

在物联网(IoT)时代，云连接已变得越来越简单，但现场固件升级仍然是一个挑战。FreeRTOS提供了一种解决方案，即通过其OTA特性实现设备上的引导程序更新。本文将探讨如何利用FreeRTOS中的引导程序功能快速部署解决方案。

Amazon FreeRTOS概述

Amazon FreeRTOS是实时操作系统，它包含了与AWS通信所需的全部库。它基于FreeRTOS内核，并集成了连接和安全库，以便安全地与AWS进行通信。OTA特性位于单独的OTA库中，需要单独配置才能包含在a:FreeRTOS下载中。

a:FreeRTOS OTA服务包括必要的软件，使得开发人员能够执行以下操作：

对固件进行数字签名和加密。

安全地部署新固件映像到单个设备、设备组或整个集群。

当设备加入组、重新启动或重新配置时，将固件部署到目标设备。

验证部署后的真实性和完整性。

监视部署进度。

调试失败的部署。

这些特性通过运行多种AWS服务提供，如OTA管理器服务、AWS IoT作业服务、串流服务和代码签名服务。虽然让所有部分协同工作对开发人员来说是一项复杂任务，但本文将专注于入门以及实验室环境下成功设置a:FreeRTOS的一些经验教训和技巧。

选择硬件

目前,a:FreeRTOS支持多种开发板，包括Texas Instruments SimpleLink Wi-Fi CC3220SF Wireless LaunchPad development kit, Microchip Technology PIC32MZ EF Curiosity Development Board, STMicroelectronics STM32L4 Discovery Kit IoT Node, NXP Semiconductors LPC54018 IoT Module and Espressif Systems ESP32 DEVKITC.

图1：Texas Instruments' CC3220SF-LaunchXL is a fully integrated solution that can run Amazon FreeRTOS OTA. It includes a Wi-Fi module, minimizing physical size and power consumption.

为了简化过程，本文将重点介绍SimpleLink Wi-Fi CC3220SF. 由于其集成Wi-Fi模块，CC3220SF节省了电路板空间并降低能耗。此外，其外部存储可以存储固件映像并在引导过程中恢复映像，因此具有意义且更为复杂。如果读者能够在CC3220SF上成功设置OTA，那么其他平台也不会有问题。

最后，CC3220SF是首款支持OTS演示应用处理器，因此设计人员可以放心，该处理器已经经过全面审查。

配置Amazon FreeRTOS for OTA upgrade

默认情况下，OTA库不包含预配置的a:FreeRTOS包中。在手动配置这些库后，可以开始创建自定义配置。在AWS IoT控制台中，点击“Create new”按钮以开始自定义（图4）。

然后，在配置过程中，只需设置几项即可完成：

选择硬件平台，这会引入所有特定于电路板文件及驱动程序。但是，不会自动添加OTA特性。在“Library”部分，要添加OTA library（如图6所示），这将包括所有相关演示例子供参考或采纳使用。

一旦完成此操作，便可创建并下载该配制，然后导入aws_demos项目至代码调试器，并执行若干任务，如终端、证书及安全密钥等，以及修改OTE演示非常简单，只需打开aws_demo_runner.c模块找到DEMO_RUNNER_RunDemos函数，在vStartMQTTEchoDemo调用前添加注释，而vStartOTADemoTask调用取消注释，然后编译构建项目便可执行（图7）。

总结

通过本文，您了解到了如何使用内置于Amazon FreeRtos中的引导程序功能来快速实施物联网设备上的OTAsolutions。这涉及到选取合适的硬件平台，如Texas Instruments' SimpleLink Wi-Fi CC3220SFWireless LaunchPad development kit，以及正确地配置您的Cloud Services like AWSIoT控制台以确保您可以成功运行ota demo tasks.

请记住，对于任何嵌入式系统开发者而言，让现有的解决方案尽可能完善对于提高效率至关重要。这意味着利用现有的技术栈，而不是从头再次建立一个新的基础架构，从而使产品区别化更加容易，同时减少时间投入给差异化功能上去。