项目实战系列：基于瑞萨RA6M5构建多节点OTA升级-系统设计＜一＞
项目背景
原嵌入式控制系统采用分布式模块化架构，由12个功能板卡（通信控制、信号采集、驱动执行等）组成。系统维护阶段存在以下痛点：
- 低效的本地烧录机制：各板卡固件升级需通过JTAG接口逐一手动连接JLINK仿真器，单次全系统升级耗时达0.5~1小时；
- 人工操作风险：工程师需现场拆装设备并核对版本号，近两年记录显示15%的升级失败源于人为操作失误；
- 缺乏远程管理能力：无法实现异常状态回传、版本一致性校验等工业4.0基础需求。
为突破传统维护模式瓶颈，本项目提出"通过总线挂载主控板实现多模块OTA升级"设计方案：
- 新增智能升级协调器：通过CAN/RS485总线与原有板卡互联，支持IEEE 802.3（Ethernet）或802.11ah（Wi-Fi HaLow）远程通信协议；
- 构建空中下载（OTA）管道：主控板集成瑞萨RA6M5芯片，实现固件包解密、差分升级、回滚验证等关键功能；
- 开发多节点并发烧录算法：基于时间片轮询机制，将全系统升级耗时从小时级压缩至10分钟以内。
一、系统硬件资源
1，MCU选型
MCU：R7FA6M5BH3CFC，Cortex-M33内核
主频：200MHz SRAM：512KB FLASH：2M CodeFlash和8K DataFlash
2，开发板外设资源
二、系统功能
1，IOT远程升级
1）系统通过有线/无线网络从阿里云下载固件到终端的存储设备中，校验正确后更新系统；
2，本地升级
1）系统通过USB/SD卡导入固件存储在终端存储设备中，校验正确后更新系统
3，子系统升级
1）解压固件，识别固件属性，通过RS485传输到子系统，子系统再更新固件；
4，系统运行状态采集上传
1）采集系统运行状态，如按键触发、温度或功能使用，上传到云端
三、系统架构设计
3.1 内网子系统
内网子系统功能：
1）通过485/CAN，监听过滤系统指令，将过滤后的指令通过物联网子系统上传到云端；
2）将本地存储区的固件通过485/CAN上传到总线，分发到目标终端，完成远程升级；
3.2 终端输入子系统
终端输入子系统功能：
1）从SD卡/U盘读取固件并转存到本地存储区；
3.3 物联网子系统
物联网子系统功能：
1）获取阿里云升级固件并存储到本地存储区；
2）上传系统状态到阿里云；
四、系统设计层级结构
