Yêu cầu sản phẩm trên thị trường các thiết bị Nhúng có kết nối Internet đang thay đổi nhanh hơn yêu cầu đối với các sản phẩm truyền thống. Ngoài ra, mạng 3G/4G được áp dụng rộng rãi và đang phát triển. Các áp lực về thời gian để tiếp cận thị trường nhanh hơn, có khả năng ảnh hưởng đến thời gian thử nghiệm của sản phẩm. Vì những lý do này, việc nâng cấp firmware có thể tăng thêm giá trị đáng kể cho các sản phẩm bằng cách cho phép các nhà phát triển nâng cao chức năng sản phẩm theo thời gian và triển khai sửa lỗi sau khi sản phẩm được triển khai.Với mục tiêu nghiên cứu và chia sẻ các kiến thức và thực nghiệm về nhật chương trình từ xa cho các thiết bị nhúng kết nối Internet, nhóm nghiên cứu tại Cộng đồng Kỹ thuật TAPIT rút ra những kết luận sau:
- Nhóm nghiên cứu đã trình bày được cập nhật chương trình từ xa là một tính năng quan trọng đang được quan tâm phát triển, mang lại khả năng thay thế chương trình hiện tại đang chạy trên vi điều khiển của một hệ thống nhúng bằng một chương trình mới với những thay đổi, bổ sung các tính năng của thiết bị, hay cập nhật những thiếu sót về bảo mật chỉ trong thời gian ngắn mà không cần thao tác trực tiếp lên thiết bị.
- Nhóm nghiên cứu đã cung cấp được nền tảng cơ sở khoa học kỹ thuật về cập nhật chương trình từ xa cho các thiết bị nhúng có kết nối Internet với các yếu tố: Cấu trúc tập tin chương trình, tổ chức bộ nhớ, giao thức truyền nhận dữ liệu, tính toàn vẹn dữ liệu và quy trình khởi động thiết bị nhúng.
- Nhóm nghiên cứu đã trình bày về thiết kế của một phần cứng thử nghiệm, sử dụng dòng vi điều khiển STM32, vi xử lý ARM Cortex – M được sử dụng phổ biến trên thị trường. Thiết bị có khả năng kết nối vào Internet sử dụng công nghệ mạng 4G thông qua module EC21 của hãng Quectel.
- Nhóm nghiên cứu đã đề xuất được phương pháp cập nhật chương trình từ xa hỗ trợ được nhiều thiết bị nhúng với các lựa chọn khác nhau về biện pháp tổ chức và bố trí các chương trình trong bộ nhớ Flash, biện pháp lưu trữ nội dung tập tin chương trình tạm thời trong bộ nhớ SRAM trước khi ghi vào bộ nhớ Flash. Nhóm nghiên cứu đã có những phân tích đối với từng biện pháp giúp người phát triển có thể lựa chọn được biện pháp phù hợp tùy theo thiết bị và nhu cầu thực tế của họ.
- Nhóm nghiên cứu đã trình bày về thiết kế của thư viện cập nhật chương trình từ xa, các thuật toán được áp dụng trong thư viện và chương trình thực nghiệm dựa trên thư viện xây dựng được. Các kết quả thực nghiệm trên mô hình cụ thể đã cho thấy được thư viện được xây dựng có tỉ lệ cập nhật thành công 100%, ít tốn tài nguyên bộ nhớ, thời gian thực hiện một quá trình OTA nhanh và có thể áp dụng vào các dự án thực tế.
Định hướng phát triển tiếp theo của nhóm nghiên cứu là tiếp tục nghiên cứu và bổ sung thêm các tính năng như bảo mật khi truyền tập tin chương trình qua môi trường Internet bằng cách tích hợp xác thực server/ xác thực client TLS/SSL và mã hóa dữ liệu tập tin chương trình; nghiên cứu bổ sung các hàm chức năng của thư viện hỗ trợ cho các hệ thống tiết kiệm năng lượng.
Trong quá trình thực hiện đề tài, các thành viên cũng nhận thấy được tính năng OTA thật sự mang lại nhiều lợi ích cho các thiết bị nhúng, nhưng bên cạnh đó cũng sẽ có một số cạm bẫy mà các nhóm phát triển sản phẩm cần nhận thức và nên tránh. Nhu cầu của thị trường và sự cạnh tranh dẫn đến việc phát hành một chương trình ứng dụng phải được thực hiện trong một thời gian ngắn. Điều này có thể dẫn đến việc chương trình và sản phẩm không ổn định hoặc không được kiểm tra kĩ lưỡng và tối ưu. Và vì OTA không phải là một tính năng chính của sản phẩm nên trong nhiều trường hợp người dùng cuối không nhận các bản cập nhật. Vì vậy các nhóm phát triển sản phẩm nên cân nhắc cẩn thận, tránh không lạm dụng OTA.
Chúc các bạn thành công!
Thay mặt Nhóm nghiên cứu,
Thuong Nguyen