工业现场总线揭秘FreeRTOS OTA特性的实用技巧与智慧
AmazonFreeRTOS可以显著简化物联网设备与云服务的连接过程，但面临的主要挑战之一是如何安全地在现场进行固件升级。引导程序升级通常依赖于设备架构和通信外设，且几乎所有嵌入式系统中都包含了引导程序。开发人员应利用现有解决方案，而不是从头开始开发，以便将更多时间投入到产品差异化和特性上。本文旨在探讨如何利用AmazonFreeRTOS内置的引导程序功能（空中升级OTA）快速实现物联网设备上的引导程序解决方案。
AmazonFreeRTOS OTA概述
AmazonFreeRTOS是一个实时操作系统，它提供了连接AWS所需的一切库。它基于FreeRTOS内核，并集成了连接和安全库以支持与AWS的安全通信。OTA特性位于单独的OTA库中，需要单独配置才能包含在a:FreeRTOS下载中。
a:FreeRTOS OTA服务包括必要软件来执行以下操作：
对固件进行数字签名和加密
安全部署新固件映像到单个设备、设备组或整个集群
在设备加入组、重新启动或重新配置时自动部署固件
验证部署后的固件真实性和完整性
监视部署进度
调试失败的部署
这些特性通过AWS服务如OTA管理器、AWS IoT作业服务、串流服务以及代码签名服务等提供支持。尽管让所有这些部分协同工作对于开发者来说是一项繁琐任务，本文将重点介绍入门步骤以及实验室设置成功使用a:FreeRTOS的一些经验教训和技巧。
选择测试硬件
a:FreeRTOS目前支持多种开发板，包括Texas Instruments' SimpleLink Wi-Fi CC3220SF Wireless LaunchPad development kit, Microchip Technology's PIC32MZ EF Curiosity Development Board, STMicroelectronics' STM32L4 Discovery Kit IoT Node, NXP Semiconductors' LPC54018 IoT Module, and Espressif Systems' ESP32 DevKitC development board.
图1：Texas Instruments’ CC3220SF-LaunchXL是一个可以运行Amazon FreeRTOS OTA 的全套解决方案，这个微控制器集成一个Wi-Fi模块，最大限度减小物理尺寸并降低能耗。
本文将重点介绍SimpleLink Wi-Fi CC3220SF，因为它是唯一集成Wi-Fi模块的a: FreeRTOS 微控制器。此外，由于其复杂而高效的存储恢复功能，该平台具有很高的地位。如果读者能够在CC3220SF上成功设置OTA，那么其他平台也不会有问题。此外，由于CC3220SF是OTA演示应用支持第一款处理器，所以设计师可以确信处理器已经经过全面审查。
除了选择合适硬件之外，专业编程器，如Segger Microcontroller Systems’ J-Link Ultra+，也是必不可少的一部分。这不仅会提高编程速度，还会提供额外调试功能，如应用跟踪和 RTOS 感知调试，对理解黑盒应用至关重要。此外，可以使用TagConnect TC201510 插头轻松将编程器连接到目标板，同时可能还需要TC2050 - ARM 201020 引脚适配器来转接TC2050，以便连接板侧电缆。
配置 Amazon FreeRT OS 以实现 OTA 升级
默认情况下，不包含预配置 a : FreeRT OS 包中的 OTA 库。在手动配置这些库之前，首先登录 AWSIoT 控制台并进入 Amazon FreeRT OS 菜单，然后点击“Create new”按钮开始创建自定义配置（图4）。
在该过程中，只需几项设置即可完成对 OTA 特性的配置，其中包括：
选择硬件。
选择所包含 a : FreeR T OS 库。
设置配置名称。
对于本例，我们应该选择 “CC3220SF-LAUNCHXL”。这样做会引入所有特定于电路板文件及驱动。但是，只选取电路板并不自动引入 OTA 特性。在库部分，我们必须添加 OTA 库（如图6 所示），这将包含我们可以参考或采纳演示项目中的示例代码。
一旦创建了自定义软件包，便可下载后，将 aws_demo 工程导入到代码调试工具中，并按照指南中的步骤进行终端、证书及安全密钥等基本设置。一旦确认已连通 AWS，则执行剩余操作即可开启其他任务，如修改演示项目以允许空中更新机制，即使只是简单地注释掉 vStartMQTTEchoDemo 并取消注释 vStartOTAUpdateDemoTask 也足够了，然后快速编译生成项目，使其准备好启用引导模式下运行该项目（如图7 所示）。
最后，要运行这个经典例子，你需要根据前提条件指南对 AWS 进行正确设置。这涉及创建 S3 存储桶授予账户权限，为你的应用建立角色策略，以及为访问者授予访问权限，从而确保数据传输得以无缝实施。这一步极为关键，因为你要确保数据完全被保护起来，同时保持用户体验顺畅，让他们能够随时随地访问自己的内容，无论是在家还是远方旅行之处。在这一点上，一般认为人们越能自由移动，他们就越可能寻求更好的方式来获取信息，更频繁地更新他们的人生方式，这就是为什么你应当坚持完美无缺、高效且易用的事物。你现在拥有了一种强大的工具——一个能够帮助你提升用户体验并让生活更加便捷的地方，在这里，每一次点击都会带给你新的发现，每一次加载都会展现出更美好的未来。而现在，您只需点击一下，就能揭开这一切未来的秘密！
