一、概述

ESP32应用程序可以在运行时通过Wi-Fi或以太网从特定的服务器下载新映像，然后将其闪存到某些分区中，从而进行升级。

在ESP-IDF中有两种方式可以进行空中(OTA)升级:

• 使用 app_update 组件提供的原生API

• 使用 esp_https_ota 组件提供的简化API，它在原生OTA API上添加了一个抽象层，以便使用HTTPS协议进行升级。

分别在 native_ota_example 和 simple_ota_example 下的OTA示例中演示了这两种方法。

1.1 OTA工作流程

1.2 OTA数据分区

ESP32 SPI Flash 内有与升级相关的（至少）四个分区：OTA data、Factory App、OTA_0、OTA_1。其中 FactoryApp 内存有出厂时的默认固件。

首次进行 OTA 升级时，OTA Demo 向 OTA_0 分区烧录目标固件，并在烧录完成后，更新 OTA data 分区数据并重启。

系统重启时获取 OTA data 分区数据进行计算，决定此后加载 OTA_0 分区的固件执行（而不是默认的 Factory App 分区内的固件），从而实现升级。

同理，若某次升级后 ESP32 已经在执行 OTA_0 内的固件，此时再升级时 OTA Demo 就会向 OTA_1 分区写入目标固件。再次启动后，执行 OTA_1 分区实现升级。以此类推，升级的目标固件始终在 OTA_0、OTA_1 两个分区之间交互烧录，不会影响到出厂时的 Factory App 固件。

为了简单起见，OTA示例通过在menuconfig中启用CONFIG_PARTITION_TABLE_TWO_OTA选项来选择预定义的分区表，该选项支持三个应用程序分区:工厂分区、OTA_0分区和OTA_1分区。有关分区表的更多信息，请参阅分区表.

二、API说明

以下原生 OTA 接口位于 app_update/include/esp_ota_ops.h。

2.1 esp_ota_begin

2.2 esp_ota_write

2.3 esp_ota_end

2.4 esp_ota_set_boot_partition

2.5 esp_ota_get_boot_partition

2.6 esp_ota_get_running_partition

2.7 esp_ota_get_next_update_partition

三、编程流程

3.1 OTA详细过程逻辑

3.2 OTA分区操作流程

节选自 esp-idfexamplessystemotanative_ota_example 中的例程

static void ota_example_task(void *pvParameter){

    esp_err_t err;

    /* update handle : set by esp_ota_begin(), must be freed via esp_ota_end() */

    esp_ota_handle_t update_handle = 0 ;

    const esp_partition_t *update_partition = NULL;

    ESP_LOGI(TAG, 'Starting OTA example');

    //获取OTA app存放的位置

    const esp_partition_t *configured = esp_ota_get_boot_partition();

    //获取当前系统执行的固件所在的Flash分区

    const esp_partition_t *running = esp_ota_get_running_partition();

    if (configured != running) {

        ESP_LOGW(TAG, 'Configured OTA boot partition at offset 0x%08x, but running from offset 0x%08x',

                 configured->address, running->address);

        ESP_LOGW(TAG, '(This can happen if either the OTA boot data or preferred boot image become corrupted somehow.)');

    }

    ESP_LOGI(TAG, 'Running partition type %d subtype %d (offset 0x%08x)',

             running->type, running->subtype, running->address);

    esp_http_client_config_t config = {

        .url = CONFIG_EXAMPLE_FIRMWARE_UPG_URL,

        .cert_pem = (char *)server_cert_pem_start,

        .timeout_ms = CONFIG_EXAMPLE_OTA_RECV_TIMEOUT,

    };#ifdef CONFIG_EXAMPLE_FIRMWARE_UPGRADE_URL_FROM_STDIN

    char url_buf[OTA_URL_SIZE];

    if (strcmp(config.url, 'FROM_STDIN') == 0) {

        example_configure_stdin_stdout();

        fgets(url_buf, OTA_URL_SIZE, stdin);

        int len = strlen(url_buf);

        url_buf[len - 1] = '';

        config.url = url_buf;

    } else {

        ESP_LOGE(TAG, 'Configuration mismatch: wrong firmware upgrade image url');

        abort();

    }#endif#ifdef CONFIG_EXAMPLE_SKIP_COMMON_NAME_CHECK

    config.skip_cert_common_name_check = true;#endif

    esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);

    if (client == NULL) {

        ESP_LOGE(TAG, 'Failed to initialise HTTP connection');

        task_fatal_error();

    }

    //连http服务器

    err = esp_http_client_open(client, 0);

    if (err != ESP_OK) {

        ESP_LOGE(TAG, 'Failed to open HTTP connection: %s', esp_err_to_name(err));

        esp_http_client_cleanup(client);

        task_fatal_error();

    }

    esp_http_client_fetch_headers(client);

    //获取当前系统下一个（紧邻当前使用的OTA_X分区）可用于烧录升级固件的Flash分区

    update_partition = esp_ota_get_next_update_partition(NULL);

    ESP_LOGI(TAG, 'Writing to partition subtype %d at offset 0x%x',

             update_partition->subtype, update_partition->address);

    assert(update_partition != NULL);

    int binary_file_length = 0;

    /*deal with all receive packet*/

    bool image_header_was_checked = false;

    while (1) {

        int data_read = esp_http_client_read(client, ota_write_data, BUFFSIZE);

        if (data_read < 0) {

            ESP_LOGE(TAG, 'Error: SSL data read error');

            http_cleanup(client);

            task_fatal_error();

        } else if (data_read > 0) {

            if (image_header_was_checked == false) {

                esp_app_desc_t new_app_info;

                if (data_read > sizeof(esp_image_header_t) + sizeof(esp_image_segment_header_t) + sizeof(esp_app_desc_t)) {

                    // check current version with downloading

                    memcpy(&new_app_info, &ota_write_data[sizeof(esp_image_header_t) + sizeof(esp_image_segment_header_t)], sizeof(esp_app_desc_t));

                    ESP_LOGI(TAG, 'New firmware version: %s', new_app_info.version);

                    esp_app_desc_t running_app_info;

                    if (esp_ota_get_partition_description(running, &running_app_info) == ESP_OK) {

                        ESP_LOGI(TAG, 'Running firmware version: %s', running_app_info.version);

                    }

                    const esp_partition_t* last_invalid_app = esp_ota_get_last_invalid_partition();

                    esp_app_desc_t invalid_app_info;

                    if (esp_ota_get_partition_description(last_invalid_app, &invalid_app_info) == ESP_OK) {

                        ESP_LOGI(TAG, 'Last invalid firmware version: %s', invalid_app_info.version);

                    }

                    // check current version with last invalid partition

                    if (last_invalid_app != NULL) {

                        if (memcmp(invalid_app_info.version, new_app_info.version, sizeof(new_app_info.version)) == 0) {

                            ESP_LOGW(TAG, 'New version is the same as invalid version.');

                            ESP_LOGW(TAG, 'Previously, there was an attempt to launch the firmware with %s version, but it failed.', invalid_app_info.version);

                            ESP_LOGW(TAG, 'The firmware has been rolled back to the previous version.');

                            http_cleanup(client);

                            infinite_loop();

                        }

                    }#ifndef CONFIG_EXAMPLE_SKIP_VERSION_CHECK

                    if (memcmp(new_app_info.version, running_app_info.version, sizeof(new_app_info.version)) == 0) {

                        ESP_LOGW(TAG, 'Current running version is the same as a new. We will not continue the update.');

                        http_cleanup(client);

                        infinite_loop();

                    }#endif

                    image_header_was_checked = true;

                     //OTA写开始

                    err = esp_ota_begin(update_partition, OTA_SIZE_UNKNOWN, &update_handle);

                    if (err != ESP_OK) {

                        ESP_LOGE(TAG, 'esp_ota_begin failed (%s)', esp_err_to_name(err));

                        http_cleanup(client);

                        task_fatal_error();

                    }

                    ESP_LOGI(TAG, 'esp_ota_begin succeeded');

                } else {

                    ESP_LOGE(TAG, 'received package is not fit len');

                    http_cleanup(client);