Ein in Zukunft an Bedeutung stark zunehmender Bereich der Computernetze ist die automatisierte mobile Datenerfassung mittels Sensorknoten, welche batteriebetrieben und völlig autark in einem drahtlosen Sensornetz zu verschiedenen Zwecken eingesetzt werden können. Das Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen arbeitet selbst an einer proprietären Implementierung solcher Sensorknoten und der dazugehörigen Software. Wie in den meisten Bereichen der Informatik steigt mit zunehmenden Möglichkeiten die Komplexität der Software auf den Geräten, was zwangsläufig dazu führt, dass in der Software verstärkt Fehler auftreten können.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Konzept und eine Implementierung eines Bootloaders entwickelt, welcher eine Aktualisierung der Software dieser Sensorknoten ermöglicht. Dabei wurde auf die Anforderung, größtmögliche Ausfallsicherheit beim Installationsvorgang eines Firmware-Images zu gewährleisten, eingegangen. Das Konzept sieht vor, dass verschiedene Sicherungsmechanismen einen unbenutzbaren Sensorknoten verhindern sollen und mehrere Firmware-Images auf dem Sensorknoten verwaltet werden können. Die prototypische Implementierung realisiert die Teile des Konzepts, welche ohne ohne Kenntnis des endgültigen Aktualisierungsmechanismus (in Bezug auf Teilaktualisierungsverfahren und Übertragungsmethodik) implementiert werden konnten.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Allgemeine Grundlagen
- 2.1 Drahtlose Sensornetze
- 2.2 Bootloader
- 2.2.1 PC Bootloader
- 2.2.2 Eingebettete Systeme
- 2.3 Bestehende Bootloader-Implementierungen
- 2.3.1 Atmel AVR Mikrocontroller.
- 2.3.2 Deluge Softwareverteilungssystem
- 2.4 Dateiformate
- 2.4.1 TI TXT
- 2.4.2 Intel HEX
- 3 Sensorknoten Plattform
- 3.1 Hardware
- 3.1.1 Adressraum des MSP430
- 3.1.2 Evaluation-Board.
- 3.1.3 Speichermöglichkeiten
- 3.2 Software der Sensorknoten .
- 3.2.1 MuTa Betriebssystem
- 3.2.2 Vernetzung der Sensorknoten
- 3.3 Entwicklungsumgebung
- 3.1 Hardware
- 4 Konzeption
- 4.1 Anforderungen an den Bootloader
- 4.2 Bootloader Fähigkeiten des MSP430
- 4.3 Aufteilung der Funktionalität
- 4.4 Ablauf eines Firmware Updates
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Bootloader-Konzepts für die Aktualisierung von Software auf Sensorknoten, die in drahtlosen Sensornetzwerken eingesetzt werden. Das Ziel ist es, ein zuverlässiges und sicheres Verfahren zur Aktualisierung der Firmware auf den Sensorknoten zu entwickeln, das Ausfälle während des Installationsprozesses verhindert.
- Entwicklung eines Bootloader-Konzepts für Sensorknoten
- Sicherstellung der Ausfallsicherheit bei Firmware-Updates
- Verwaltung mehrerer Firmware-Images auf dem Sensorknoten
- Anpassung des Bootloaders an die Anforderungen des MSP430 Mikrocontrollers
- Prototypische Implementierung der wichtigsten Konzepte
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 bietet eine Einführung in das Thema der Diplomarbeit und stellt den Kontext der Arbeit dar. Kapitel 2 erläutert die allgemeinen Grundlagen, die für das Verständnis des Bootloader-Konzepts relevant sind, einschließlich der Funktionsweise von drahtlosen Sensornetzwerken, Bootloadern und eingebetteten Systemen. Kapitel 3 beschreibt die Hardware- und Software-Plattform der Sensorknoten, auf denen der Bootloader implementiert wird. Kapitel 4 präsentiert das Konzept des Bootloaders, einschließlich der Anforderungen, der Funktionsweise und der Implementierung.
Schlüsselwörter
Drahtlose Sensornetze, Bootloader, Firmware-Updates, Sensorknoten, MSP430 Mikrocontroller, Ausfallsicherheit, Firmware-Image, Software-Aktualisierung, Integrierte Schaltungen, Prototypische Implementierung, MuTa Betriebssystem, Evaluation-Board, Intel HEX, TI TXT.
- Quote paper
- Sven Salzwedel (Author), 2008, Entwurf und Implementierung eines Bootloader-Konzepts zur Programmierung eines Embedded Systems auf Basis der Texas Instruments MSP430 Mikrocontroller Familie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/286669
