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，连接设备到云端变得越来越重要。Amazon FreeRTOS正是为此而生，它能帮助开发者简化这个过程。但是，即使有了更简单的云连接，许多开发者仍然面临着如何现场升级其设备固件这一挑战。固件升级通常通过引导程序完成，而这些引导程序可能以多种形式存在，取决于设备架构和可用的通信外设。

为了解决这个问题，本文将探讨如何利用Amazon FreeRTOS中的内置引导程序功能（也称为空中升级, OTA）来快速实现物联网设备上的引导程序解决方案。

首先，让我们了解一下Amazon FreeRTOS是什么，以及它提供了哪些OTA特性。FreeRTOS是一款实时操作系统，它包含了所有与AWS进行安全通信所需的库。此外，还包含一个单独的OTA库，这需要被单独配置才能包含在a:FreeRTOS下载中。

使用a:FreeRTOS OTA服务，你可以执行以下操作：

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、组或集群。

当设备加入组、重新启动或重新配置时，将新的固件部署至该机器。

验证已部署的新固件是否真实且完整。

监控部署进度，并调试失败的部署过程。

这些特性通过AWS提供，如OTA管理器服务、AWS IoT作业服务等。这一切看起来似乎很复杂，但本文将重点介绍入门以及实验室中成功设置a:FreeRTOS的一些经验教训和技巧。

首先，我们需要选择合适的硬件平台。在目前支持多种开发板的情况下，一些例子包括Texas Instruments' SimpleLink Wi-Fi CC3220SF Wireless LaunchPad Development Kit、Microchip Technology's PIC32MZ EF Curiosity Development Kit等等。在这篇文章中，我们将专注于SimpleLink Wi-Fi CC3220SF，因为它不仅集成了Wi-Fi模块，而且由于其安全特性而具有较高的地位。如果你能够在CC3220SF上成功设置OTA，那么其他平台上的问题就不会让你困扰了。

除了选择正确的硬件之外，还需要专业编程器，比如Segger Microcontroller Systems' J-Link Ultra+。专业编程器会降低程序速度并提供额外调试功能，如应用跟踪，这对于理解黑盒应用非常重要。你还可以使用Tag-Connect's TC201510 插头轻松地将编程器连接到目标板，或者使用TC2050-ARM201020 引脚适配器转接TC2050，以便连接板侧电缆。

然后，我们要配置Amazon FreeRTOS以实现OTA升级，默认情况下，OTA库未包含在预配置的a:FreeRTOS包中，因此必须手动配置它们。在AWS IoT控制台中，你可以点击“Create new”按钮开始创建自定义配置，并选择硬件平台、添加必要库以及设置名称等步骤。一旦完成这些操作，你就能创建你的软件配置，并下载用于进一步工作。

最后，要运行我们的示例代码，只需按照指南修改终端设置及证书，然后打开aws_demo_runner.c文件并取消对vStartMQTTEchoDemo调用注释，同时取消对vStartOTAUpdateDemoTask调用注释即可。这意味着你已经准备好运行你的第一段空中更新代码了！

总结来说，从Cloud to Edge 的路径充满挑战，但借助于 Amazon FreeRT OS 和 AWS 可以为您的IoT 设备带来更加智能、高效且易于维护的心脏——无论是在研发阶段还是生产环境里。