RK3588平台双存储（SPI+PCIE）OTA升级方案教学文档

 

 

一、方案概述

 

1.1 背景与目标

 

在嵌入式设备中，单一存储介质可能存在容量限制或可靠性风险。RK3588 平台的双存储 OTA 升级方案支持SPI（如 SPI NAND/NOR）与 PCIE 存储（如 PCIE SSD） 混合部署场景，通过统一升级引擎实现跨存储设备的固件管理，解决多存储介质下的升级兼容性问题，同时保障升级过程的安全性与可靠性。

 

 

1.2 核心特性

 

•混合存储支持：同时适配 SPI（MTD 设备）与 PCIE（块设备）存储，支持不同类型分区独立升级。

 

 

•固件格式扩展：新增多存储固件格式，兼容原有单存储固件。

 

 

•精细化存储识别：每个分区独立标记存储类型（MTD / 非 MTD），替代全局判断。

 

 

•安全校验增强：针对不同存储类型优化校验逻辑，确保数据完整性。

 

 

二、环境配置与编译准备

 

2.1 Buildroot 配置（rk3588.config）

 

开启升级功能并指定新升级引擎，确保编译时包含必要组件：

 

 

# 开启升级相关功能     BR2_PACKAGE_RECOVERY=y     # 使用新升级程序（替代原有流程）     BR2_PACKAGE_RECOVERY_USE_UPDATEENGINE=y     # 编译recovery二进制文件     BR2_PACKAGE_RECOVERY_RECOVERYBIN=y     # 编译新升级引擎二进制文件     BR2_PACKAGE_RECOVERY_UPDATEENGINEBIN=y     # 关闭UI（适用于无显示场景）     BR2_PACKAGE_RECOVERY_NO_UI=y

2.2 依赖调整（glibc.mk）

 

为兼容双存储升级引擎，将 glibc 版本从 2.38 降级至 2.31：

 

 

# 原版本     # GLIBC_VERSION = 2.38-27-g750a45a783906a19591fb8ff6b7841470f1f5701     # 调整后版本     GLIBC_VERSION = 2.31-54-g6fdf971c9dbf7dac9bea552113fe4694015bbc4d

注：版本调整需根据实际兼容性测试结果确认。

 

 

三、核心技术实现

 

3.1 存储类型定义与标识

 

3.1.1 存储类型枚举（rkimage.h）

 

定义支持的存储类型，包含 SPI 与 PCIE：

 

 

typedef enum {         STORAGE_FLASH_CODE = 1<<0,      // 闪存         STORAGE_EMMC_CODE = 1<<1,       // eMMC         STORAGE_SD0_CODE = 1<<2,        // SD卡0         STORAGE_SD1_CODE = 1<<3,        // SD卡1         STORAGE_SPINOR_CODE = 1<<9,     // SPI NOR（MTD设备）         STORAGE_SPINAND_CODE = 1<<8,    // SPI NAND（MTD设备）         STORAGE_USB_CODE = 1<<7,        // USB存储         STORAGE_PCIE_CODE = 1<<11       // PCIE存储（块设备）         // 其他存储类型...     } STORAGE_CODE;

3.1.2 固件标签标识（defineHeader.h）

 

通过标签区分固件类型：

 

 

// 多存储固件标签（SPI+PCIE等混合存储）     #define SSFW_TAG 0x57465353       // 普通单存储固件标签     #define RKFW_TAG 0x57464B52

3.2 多存储固件格式设计

 

双存储固件采用分层打包结构，外层为容器，内层包含各存储设备的独立固件：

 

 

update_ssfw.img（外层容器）     ├── STORAGE_FW_HDR（头部，4KB）     │   ├── tag: SSFW_TAG（标识多存储固件）     │   ├── head_size: 头部大小     │   ├── entry_count: 存储设备数量（如2个：SPI和PCIE）     │   └── entry_size: 每个存储条目的大小     ├── STORAGE_ENTRY（条目表，可变长）     │   ├── [SPI存储条目]     │   │   ├── storage: STORAGE_SPINAND_CODE（存储类型）     │   │   ├── offset: SPI固件在内层的偏移量     │   │   └── size: SPI固件大小     │   └── [PCIE存储条目]     │       ├── storage: STORAGE_PCIE_CODE     │       ├── offset: PCIE固件在内层的偏移量     │       └── size: PCIE固件大小     ├── SPI固件（内层，RKFW格式）     └── PCIE固件（内层，RKFW格式）

3.3 固件解析流程

 

3.3.1 解析入口（rkimage.c）

 

analyticImage函数根据固件标签判断类型，分支处理：

 

 

int analyticImage(const char *filepath, PRKIMAGE_HDR phdr, PRKIMAGE_STORAGE image_storage, int num) {         // 读取固件头部标签         if (rkimage_tag == SSFW_TAG) {             // 解析多存储固件（SPI+PCIE）             return analyticDualStorageImage(filepath, phdr, image_storage, num);         } else if (rkimage_tag == RKFW_TAG) {             // 解析普通单存储固件             return analyticRKFWImage(filepath, phdr, 0, fileSize);         }     }

3.3.2 多存储固件解析（analyticDualStorageImage）

 

1.读取外层容器头部，验证 SSFW_TAG；

 

 

2.解析条目表，获取 SPI 和 PCIE 固件的偏移量与大小；

 

 

3.分别解析内层 SPI 固件和 PCIE 固件（调用analyticRKFWImage）；

 

 

4.整合所有分区信息，并标记每个分区的存储类型（is_mtd）：

 

 

◦SPI 存储的分区（如 SPI NAND）标记为is_mtd = true；

 

 

◦PCIE 存储的分区标记为is_mtd = false。

 

 

3.4 升级执行适配

 

3.4.1 存储类型感知的烧写逻辑（flash_image.c）

 

将全局存储类型判断改为分区级判断，适配 SPI（MTD）与 PCIE（块设备）：

 

 

// 原逻辑：全局判断是否为MTD设备     // if (is_sdboot || is_usbboot || !isMtdDevice()) {     // 新逻辑：使用当前分区的is_mtd属性     if (is_sdboot || is_usbboot || !pcmd->is_mtd) {         // 块设备操作（如PCIE存储）：直接写入/dev/block路径     } else {         // MTD设备操作（如SPI存储）：通过mtd-utils工具操作     }

3.4.2 校验逻辑适配（md5sum.c）

 

为comparefile函数增加is_mtd参数，根据存储类型选择校验方式：

 

 

// 新增is_mtd参数     bool comparefile(..., bool is_mtd) {         if (is_mtd) {             // MTD设备校验（SPI存储）：使用mtd读取接口             checkdata_mtd(dest_path, md5sum_dest, dest_offset, checkSize);         } else {             // 块设备校验（PCIE存储）：使用普通文件读取接口             checkdata(dest_path, md5sum_dest, dest_offset, checkSize);         }     }

3.4.3 升级流程整合（update.c）

 

1.升级前解析固件时，通过image_storage记录各分区的is_mtd属性；

 

 

2.升级执行时，为每个分区的update_cmd设置is_mtd；

 

 

3.调用烧写函数（flash_normal/flash_bootloader）和校验函数（comparefile）时，传入is_mtd参数，确保操作与存储类型匹配。

 

 

四、关键技术点总结

 

技术点	作用	实现方式
多存储固件格式	支持 SPI 与 PCIE 固件打包	外层 SSFW 容器 + 内层 RKFW 固件
分区级存储标识	区分每个分区的存储类型	is_mtd属性（true=SPI，false=PCIE）
动态烧写适配	针对存储类型选择操作接口	块设备直接写入 / MTD 设备通过 mtd-utils
校验逻辑适配	确保不同存储类型的校验准确性	根据is_mtd选择校验方法

五、测试与验证

 

5.1 测试场景

 

1.基础功能测试：分别升级 SPI 和 PCIE 存储的分区，验证单独升级有效性；

 

 

2.混合升级测试：同时升级 SPI（如 uboot）和 PCIE（如 rootfs）分区，验证跨存储协同；

 

 

3.容错测试：升级中断后重启，检查是否支持断点续传或回滚；

 

 

4.兼容性测试：验证对原有单存储固件（RKFW_TAG）的兼容能力。

5.2 验证指标

 

•升级成功率：≥99.5%（1000 次测试）；

 

 

•升级速度：SPI NAND（≥8MB/s），PCIE SSD（≥30MB/s）；

 

 

•校验准确性：100% 识别数据篡改（通过人工修改固件测试）。

 

 

六、总结

 

本方案通过扩展固件格式、引入分区级存储标识、适配动态烧写与校验逻辑，实现了 RK3588 平台 SPI 与 PCIE 双存储的 OTA 升级。方案兼顾兼容性与灵活性，可满足复杂存储场景下的升级需求，为多存储设备的嵌入式系统提供可靠的固件更新能力。