本文档介绍了 Mission Planner 中的固件更新系统，该系统允许用户下载固件并将其刷写到基于 ArduPilot 的自动驾驶仪硬件上。固件更新系统负责处理电路板检测、固件选择、下载以及上传到各种飞行控制器电路板的操作。

有关固件安装后配置参数的信息，请参阅参数编辑器。

固件更新系统概述

Mission Planner 提供了两个主要的固件更新界面：

1. ConfigFirmware - 带有车辆类型图标的传统界面
2. ConfigFirmwareManifest - 较新的基于清单的接口

两个接口都使用相同的底层系统来检测电路板、下载固件文件以及将固件上传到自动驾驶仪硬件。

固件更新工作流程

固件更新过程遵循以下一般流程：

关键组件

1. 固件类

该类Firmware是固件更新系统的核心组件：

• 从在线来源检索固件列表
• 处理固件下载
• 管理电路板检测和固件上传过程
• 在更新过程中提供进度更新

主要方法包括：

• getFWList()：从在线来源检索固件列表
• updateLegacy()：固件更新过程的主要方法
• UploadFlash()、UploadPX4()、 和UploadVRBRAIN()：特定于主板的上传方法

2. 板材检测系统

该BoardDetect类别标识连接到计算机的自动驾驶仪硬件的类型：

检测过程采用：

• USB设备识别
• 端口枚举
• 针对董事会的询问
• 引导加载程序识别

3.上传系统

该类px4uploader.Uploader在引导加载程序模式下处理与自动驾驶仪硬件的低级通信：

上传者：

• 实现引导加载程序协议
• 处理设备识别
• 管理固件上传过程
• 对上传的固件进行验证
• 提供进度和状态更新

固件更新用户界面

Mission Planner 提供两个主要的固件更新界面：

1. 传统的ConfigFirmware接口

此界面以可点击的图标显示不同类型的载具（直升机、飞机、探测车等）。它：

• 根据车辆类型显示固件选项
• 显示固件版本信息
• 处理固件选择和更新过程
• 使用进度信息更新 UI

关键方法：

• updateDisplayName()：使用固件版本信息更新 UI
• findfirmware()：启动固件更新过程
• fw_Progress1()：处理进度更新

2.基于Manifest的ConfigFirmwareManifest接口

这个较新的接口使用固件清单系统：

• 检索可用固件的完整列表
• 将固件与检测到的板类型进行匹配
• 提供更好的兼容性信息
• 使用 APFirmware 类解析清单数据

关键方法：

• LookForPort()：扫描兼容主板并处理固件更新
• GetBoardID()：根据设备信息识别电路板类型
• fw_Progress1()：使用进度信息更新 UI

固件下载过程

固件下载过程包括：

1. 固件源选择：

   • 官方 ArduPilot 固件服务器
   • Beta/开发固件
   • 自定义固件文件
   • 历史版本

2. 固件列表检索：

   • 从固件服务器下载清单文件
   • 解析 JSON 固件信息
   • 将固件与主板类型匹配

3. 固件文件下载：

   • 下载固件文件的HTTP请求
   • 下载过程中的进度跟踪
   • 下载文件的临时存储

固件上传过程

固件上传过程包括以下关键阶段：

1. 董事会准备：

   • 检测板类型
   • 将主板设置为引导加载程序模式（如果需要）
   • 验证主板与固件的兼容性

2. 固件处理：

   • 处理固件文件格式（.px4、.apj、.hex）
   • 检查固件板兼容性
   • 准备上传固件二进制文件

3. 上传执行：

   • 擦除目标内存
   • 写入固件数据
   • 验证上传的数据

4. 验证并重启：

   • 计算校验和以验证完整性
   • 使用新固件重新启动主板
   • 向用户报告状态

电路板检测流程

主板检测是固件更新过程的关键部分：

1. 端口扫描：

   • 枚举可用的串行端口
   • 检查具有已知 VID/PID 的 USB 设备
   • 检测引导加载程序模式设备

2. 板识别：

   • 查询设备的板卡类型信息
   • 使用 USB 描述符进行识别
   • 与已知板类型匹配

3. 特殊情况：

   • 处理 ChibiOS 引导加载程序
   • 识别较新的主板类型
   • 后备识别方法

该系统支持多种板类型，包括：

• Pixhawk系列（PX4v2、PX4v3、PX4v4等）
• 立方体自动驾驶仪
• VRBrain/VRCore
• 基于Arduino的自动驾驶仪（APM）
• 专用板（Bebop、Disco 等）

基于清单的固件系统

较新的基于清单的固件系统提供：

1. 结构化固件元数据：

   • JSON 格式的完整固件目录
   • 主板识别信息
   • 版本详细信息

2. 改进的兼容性检查：

   • 精准的板型匹配
   • 基于USB ID的识别
   • 引导加载程序字符串匹配

3. 发布渠道：

   • 官方稳定版本
   • Beta 版本
   • 开发构建

固件认证和安全

一些主板实施了安全机制：

1. 真品证书：

   • 验证董事会真实性
   • 公钥验证
   • 签名检查

2. 安全引导程序：

   • 安全引导加载程序的特殊处理
   • DFU 模式用于安全更新
   • 身份验证协议

概括

Mission Planner 固件更新系统为更新基于 ArduPilot 的自动驾驶仪硬件提供了全面的解决方案。它：

1. 检测连接的自动驾驶板
2. 提供兼容固件选项
3. 下载并处理固件文件
4. 将固件上传到硬件
5. 验证安装成功

该系统支持广泛的硬件、各种固件源，并包括强大的错误处理和用户反馈机制。