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文 | 无际（微信:2777492857）
全文约2443字，阅读大约需要 10 分钟
雷猴啊，我是无际。
第一次接触嵌入式软件OTA升级的时候，我整个人也是懵的。Flash划分？什么鬼？不是直接把新程序烧进去就完事了吗？
结果一上手才发现，这玩意没那么简单，尤其是Flash怎么分，如果Flash划分没弄好，升级失败，设备直接变砖，可能会被老板拎出去“祭天”。
我做过2,3款产品都有OTA功能，包括我们无际单片机特训营的项目6，也带OTA功能，用的是我们自研的云平台。
可以通过后台-我的固件，添加Bin程序文件，然后服务器会自动下发到每一套设备。
这个项目里OTA的升级方式，就是以前我们产品上用到方法，所以还是有点心得。
今天我来和大家聊聊嵌入式软件OTA升级中，Flash的几种主流划分方式。
看完这篇文章，你会彻底搞懂每种方式的原理、优缺点，以及在实际项目里该怎么选最适合你的方案。
1. Flash划分是啥？
咱们先聊聊基础概念。单片机里的Flash是个非易失性存储器，平时存着程序代码和一些关键数据。
OTA升级就是要远程更新这块Flash里的内容。而Flash划分，就是把这块内存分成几个区域，每个区域干啥都有明确分工，比如放Bootloader、当前程序或者升级包。划分得好，升级就稳；划分得不好，设备可能直接“报废”。
接下来，我会详细讲讲几种常见的Flash划分方式，包括原理、优缺点和适用场景，还会带点例子帮你理解。
1.1 常见的Flash划分方式
1.1.1 双区备份：简单粗暴的“双保险”
原理：
双区备份是最直白的一种方式。把Flash分成两块，一个是当前运行的程序区，另一个是备份区或者升级区。
升级时，新程序下载到备份区，检查没问题后，切换过去跑新程序。要是升级失败，还能切回老程序，相当于买了个保险。
优缺点：
优点：简单好上手，升级失败也能救回来，安全性高。
缺点：得占双倍Flash空间，资源不够的项目用不了。
适用场景：
Flash空间多的时候，比如STM32F4这种，或者有外接Flash的系统。
怎么搞：
拿STM32举例，假设Flash有512KB，可以分成两个256KB的区，一个存当前程序，一个存新程序。
Bootloader里设个标志位，告诉系统从哪个区启动。升级时，新程序下到备份区，校验OK后改标志位，重启就切过去了。要是失败，标志位不变，依然跑老程序。
注意啥：
得确保Bootloader能正确切换，别把中断向量表搞乱了，不然程序跑飞你都不知道去哪找。
1.1.2 增量更新
原理：
增量更新不像双区备份那么“豪”，它只传新旧程序的差异部分。
设备收到差异包后，自己把这部分“补丁”打到当前程序上，生成新程序。就像你修衣服，只补破洞，不用整件重做。
优缺点：
优点：升级包小，省带宽省空间。
缺点：设备端得自己合并差异，CPU和内存压力大，实现也麻烦。
适用场景：
Flash空间不够，但CPU和RAM还凑合的项目。
怎么搞：
服务器端用工具（比如bsdiff）算出新旧程序的差异，生成个小升级包。
设备收到后，跑个合并程序，把差异补到老程序上，生成新程序。
这过程可能需要点临时空间，所以RAM得够用。
注意啥：
合并过程得快，别让用户等太久。还有，差异包得校验，别补错了“洞”。
4.2.3 压缩差分
原理：
压缩差分是增量更新的升级版。不仅算差异，还把差异包压缩一下，传到设备后再解压、合并。比如本来10KB的差异包，压缩后可能只剩5KB。
优缺点：
优点：升级包超小，特别适合带宽差的场景。
缺点：设备端得解压再合并，计算量更大，复杂度也高，写这个算法比较头痛。
适用场景：
带宽很烂（比如GPRS）或者存储空间紧张的项目。
怎么搞：
服务器端用压缩算法（比如gzip）把差异包压得更小。设备端收到后，先解压，再按增量更新的步骤合并。
注意啥：
解压和合并挺吃资源的，得确认设备CPU和RAM扛得住。
1.1.3 AB分区：无缝切换
原理：
AB分区有点像双区备份，但更灵活。Flash分成A区和B区，两个区轮流用。升级时，新程序下到空闲区，校验通过后切过去跑。要是失败，切回老区，基本不影响用户。
优缺点：
优点：安全又流畅，升级体验好。
缺点：还是得双倍Flash，资源占用多。
适用场景：
对用户体验要求高的东西，比如智能音箱、智能手表这种消费品。
怎么搞：
Bootloader里记着当前跑的是A还是B。升级时，新程序下到空闲区，校验OK后改状态，重启切换。失败就切回去，简单又稳。
注意啥：
两个区得保持对等，别一边大一边小，不然浪费空间。
1.1.4 动态分区：灵活多变
原理：
动态分区不固定每个区的用途，而是根据需求随时调整。比如Flash分成Bootloader区、程序区和数据区，程序区大小可以根据程序实际需要变大变小。
优缺点：
优点：超级灵活，适应性强。
缺点：实现复杂，Bootloader得支持动态加载。
适用场景：
程序大小老变，或者升级很频繁的项目。
怎么搞：
Bootloader得有点“聪明”，能根据程序大小动态分配空间，可能得弄个简单文件系统。这需要更多代码和资源。
注意啥：
得测试好，别分配错了，把Bootloader覆盖了就GG。
2. 怎么选合适的方案？
选Flash划分方式，得看这几点：
•Flash空间：多就用双区备份或AB分区，少就选增量更新或压缩差分。
•CPU和RAM：增量更新和压缩差分吃资源，设备得撑得住。
•带宽：差就用压缩差分，省流量。
•升级频率：频繁就试试动态分区。
•可靠性：要求高就选双区备份或AB分区。
没有完美的方案，只有合适的方案，具体看你的项目。
3. 踩坑指南
•Bootloader别动：它是升级应用程序的程序，得保护好，别被覆盖，这个一被覆盖，彻底无法OTA了。
•中断向量表：位置固定时（比如STM32），得重定向，不然程序跑不起来。
•校验升级包：用CRC或者签名，确保没传错。
•回滚机制：失败时能退回去，别让设备变砖。
•用户体验：尽量后台升级，别让用户干等着。
希望这篇文章能帮你在OTA升级的路上少踩坑，选对Flash划分方式，让你的设备稳如老狗，客户满意度爆棚。
end
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