基于C#的瑞芯微寫號系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

鄧小丁 謝志能

摘要：為解決現(xiàn)有瑞芯微寫號軟件寫號時間長、多次掃碼、不能防止重復(fù)號等問題，提出采用工廠模式對IMEI、藍牙、WiFi、SN等號碼一起寫入的方法。軟件采用C/S架構(gòu)，使用SQL Server數(shù)據(jù)庫，基于C#語言實現(xiàn)。寫號前將IMEI、藍牙、WiFi、SN等號碼的對應(yīng)關(guān)系導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。寫號時，掃描任何一個號碼都可將其它幾個對應(yīng)號碼提取出來。檢查這些號碼之前是否用過，然后在bootloader時進入工廠模式，將號碼寫入設(shè)備內(nèi)。與原有方法進行對比實驗，結(jié)果表明，該方法寫號時間縮短12秒以上，效率提高50%以上，同時能防重及快速查找未寫號數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：google key;rockchip;bootloader;IMEI;工廠模式;Android

DOI：10.11907/rjdk.201192 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

中圖分類號：TP319文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-7800（2020）006-0146-04

0 引言

國家大力發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)，很多高科技企業(yè)投入芯片制造。福州瑞芯微電子提供了平板電腦、手機、POS機等芯片解決方案。平板電腦、手機、POS機等產(chǎn)品在研發(fā)、測試、生產(chǎn)時，需要將國際移動設(shè)備識別碼（International MobileEquipment Identity，IMEI）、藍牙地址（Bluetooth address，BT）、無線保真（Wireless-Fidelity，WIFI）的MAC地址（Media Access Control Address，MAC）、SN碼（Serial Number，SN）等寫入設(shè)備。谷歌從Android 8.0開始要求每個設(shè)備有Google key密鑰，這就需要將Google key密鑰寫入設(shè)備?，F(xiàn)有寫號軟件存在以下問題：①需要進入Android系統(tǒng)后利用adb命令寫號，系統(tǒng)啟動時間長、寫號慢;②同時寫入IMEI等多個號碼時，需要掃描每個號碼的條形碼或手工輸入號碼，操作步驟多、效率低;③不能同時將Google key和IMEI等號碼寫入設(shè)備，需要用2個軟件分別寫入，影響效率;④對寫入的號碼無防錯功能，容易將號碼寫混，如將SN寫入到IMEI;⑤對已經(jīng)寫過的號碼無記錄，不能防止重復(fù)寫入同一個號碼;⑥不能查詢出未寫號數(shù)據(jù)。

瑞芯微是國內(nèi)新興的芯片企業(yè)，國內(nèi)外對其芯片寫號研究寥寥無幾，但在嵌入式引導(dǎo)加載程序（bootloader）上研究很多。bootloader通過硬件觸發(fā)或軟件命令可以讓設(shè)備快速進入一個微小系統(tǒng)。對智能設(shè)備寫號不需要完整的Android系統(tǒng)，只需要簡單的USB通信及讀寫存儲器特殊區(qū)域即可。本文設(shè)計新的瑞芯微寫號系統(tǒng)，在設(shè)備開機時通過bootloader引導(dǎo)進入一個簡易工廠模式，使設(shè)備能進行USB通信及對存儲器進行讀寫即可。通過SQL獲取其對應(yīng)的所有號碼并檢查是否重復(fù)使用，將所有號碼同Google key一起寫入設(shè)備以縮短寫號時間，提高生產(chǎn)效率。

1 軟件設(shè)計需求

1.1 使用環(huán)境及功能要求

Windows XP以上系統(tǒng)均能使用，CPU 1GHz以上，內(nèi)存512MB以上，硬盤512MB以上。功能要求如下：

（1）在bootloader時引導(dǎo)進入工廠模式，避免進入耗時很長的Android系統(tǒng)。

（2）掃描IMEI、BT、WiFi、SN中的任意一個號，提取出對應(yīng)的其它幾個號。

（3）同時寫入IMEI、BT、WiFi、SN和Google key。

（4）同一個號普通模式下只寫一次;同一個號用管理員帳號可重復(fù)寫多次。

（5）IMEI、BT、WiFi、SN可以根據(jù)第一個號和數(shù)量自動計算全部號碼并記錄到數(shù)據(jù)庫中，也可用Excel表將這些號碼直接導(dǎo)人數(shù)據(jù)庫。

（6）IMEI、BT、WiFi、SN與工單號綁定，寫號時如果號碼對應(yīng)的工單與軟件設(shè)置不一致則進行攔截。

（7）能查詢已寫號數(shù)據(jù)，也能查詢一個生產(chǎn)工單未寫號數(shù)據(jù)。

1.2 現(xiàn)有寫號工具分析

對現(xiàn)有寫號工具各項耗時進行測試統(tǒng)計，結(jié)果如表1、表2所示。

對表1分析如下：①啟動Android系統(tǒng)消耗總時間的60%以上，達17.5s。這樣快速進入工廠模式寫號可縮短寫號總時間;②查看設(shè)備管理器這個動作耗時3s，可修改成由軟件判斷從而節(jié)省時間;③掃描條形碼，寫1個號時，需要4s，寫2個號時，需要5.8s，寫5個號時，需要7.7s，可修改成只掃描其中一個號，然后通過數(shù)據(jù)庫提取其它號碼，使時間減少為4s左右;④寫號時間不管寫1個號還是5個號，都需要16ms，只占總時間0.1%不到，無需優(yōu)化。因此，通過優(yōu)化軟件，可以節(jié)省的時間是：①Android系統(tǒng)啟動時間。利用bootloader進人工廠模式估計需要7s，時間減少60%;②查看設(shè)備管理器3s及掃描多個號碼時間。

對表2進行分析，其動作除寫key外，其它操作和寫號是一樣的。如果將寫號工具與寫key工具合并成一個工具，則寫key只需要0.03s，時間減少99.7%。另外，這兩個工具是在兩個工位上操作的，優(yōu)化成1個工位操作，節(jié)省時間會更多且節(jié)省一個操作員。

2 軟件設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 軟件流程設(shè)計

軟件流程如圖1所示：①導(dǎo)人SN、IMEI、BT、WiFi、key等號碼的對應(yīng)關(guān)系表，或自動生成這些號碼并導(dǎo)人數(shù)據(jù)庫;②掃描設(shè)備上的任意一個條形碼，根據(jù)掃描的條形碼從數(shù)據(jù)庫中提取相對應(yīng)的其它號碼;③讀取數(shù)據(jù)庫判斷是否重復(fù)寫號;④連接設(shè)備并寫號;⑤將記錄上傳數(shù)據(jù)庫。

2.2 設(shè)備端工廠模式設(shè)計

設(shè)備啟動前先啟動bootloader，在bootloader程序中判斷是正常啟動還是進人工廠模式。工廠模式設(shè)計成maskrom、loader兩種方式。進入maskrom方式需要對芯片的Flash CLK引腳進行短接;進入loader方式，在設(shè)備開機時按住“音量+”鍵。設(shè)計成maskrom和loader兩種模式主要是應(yīng)對SMT貼片生產(chǎn)和組裝生產(chǎn)兩種情況。SMT貼片生產(chǎn)的主板沒有按鍵，所以采用CLK引腳進行短接。

2.3 自動檢測設(shè)備連接電腦

瑞芯微終端要在正常連接電腦后才能對其進行讀寫等操作，因此可在程序中不斷讀取設(shè)備管理器中的信息，以此判斷瑞芯微終端有無連接電腦。實現(xiàn)方法是利用setupapi.dll中的SetupDiGetClassDevs、SetupDiEnumDeviceInfo、SetupDiGetDeviceRegistryProperty、SetupDiDestroyDevicelnfoList函數(shù)獲取電腦設(shè)備管理器上的所有信息，然后判斷有無Rockusb Device信息即可。

2.4進入Rockusb模式

只有進入Rockusb模式后，才能對特定的VENDOR分區(qū)寫入用戶定義的數(shù)據(jù)，如WiFi、SN等。如果是其它模式，則需要通過RK_SwitchToRockusb或RK_AdbToRock.usb將設(shè)備切換成loader模式。相應(yīng)代碼如下：

2.5 寫入WiFi地址數(shù)據(jù)

目前大多數(shù)芯片廠家的WiFi地址都是以6個字節(jié)的16進制數(shù)據(jù)存儲于特定分區(qū)，而掃描槍掃描或手工輸入的WiFi地址是12位字符串，因此在寫入WiFi地址前需要進行轉(zhuǎn)換才能將其寫入特定分區(qū)內(nèi)。相關(guān)代碼如下：

2.6 寫入GoogleKey數(shù)據(jù)

Google Key密鑰數(shù)據(jù)非常重要，需要將其寫入受保護的分區(qū)，以防黑客盜取。瑞芯微可選擇將GooCle Key密鑰數(shù)據(jù)寫入Android的MISC分區(qū)和vendor分區(qū)，通過指定不同的nID將密鑰存儲于某個存儲區(qū)域。可調(diào)用RK_WriteProvisioningData（USHORT nID，PBYTE pDataBuf-fer，USHORT nBufferSize，DWORD dwLayer=0）函數(shù)寫入Google Key密鑰。

2.7數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫采用ms sql 2008，設(shè)計兩個表，一個是DataTable，存儲用戶的IMEI、SN、BT、WIFI等信息。用戶在掃描一個條形碼后，可用查詢語句在此表中查詢到對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)掃描一次即獲得所有數(shù)據(jù)，節(jié)約員工掃描時間，表結(jié)構(gòu)如圖2所示。

另一個表是Record，表結(jié)構(gòu)如圖3所示。Record用于存儲用戶的寫號記錄。當(dāng)寫號時，員工掃描條形碼，通過查詢語句聯(lián)合表Record和DataTable。如果Record表中存在此條碼記錄，則此號碼之前已經(jīng)寫過，不能重復(fù)寫號，除非利用重寫權(quán)限重寫。

3 主要界面及效果

經(jīng)過測試驗證，系統(tǒng)運行正常，軟件主界面如圖4所示。

設(shè)備開機時按住“音量+”鍵進入loader模式。通過掃描一個條碼后獲取其它對應(yīng)的數(shù)據(jù)并判斷是否重復(fù)寫號，然后通過USB線對設(shè)備進行IMEI、SN、BT、WiFi、GooZlcKey寫入并記錄到數(shù)據(jù)庫中。

對新舊工具的設(shè)備啟動時間進行測試對比，如表3所示。新寫號系統(tǒng)開機時進入maskrom或loader模式需要7s左右，比舊工具具節(jié)約50%以上時間。

采用新舊工具進行人工操作，測試耗時并進行對比，結(jié)果如表4所示。新寫號系統(tǒng)通過自動檢測設(shè)備方式比舊工具節(jié)約80%以上時間。掃描條碼耗時，當(dāng)只寫一個號時，新舊工具無差異，當(dāng)寫兩個號時，新系統(tǒng)比舊工具節(jié)約30%以上時間，當(dāng)寫4個號時，新系統(tǒng)比舊工具節(jié)約40%以上時間，原因是節(jié)省了多次掃描時間。

對新開發(fā)的寫號系統(tǒng)總耗時進行測試統(tǒng)計并與原寫號工具比對，結(jié)果如表5所示。

統(tǒng)計結(jié)果顯示，采用新寫號系統(tǒng)后，在不寫google key前提下不管寫幾個號，寫號時間都節(jié)約50%左右，這是因為設(shè)備啟動時間占總時間比值高，因此查看管理器及掃描等人工操作時間節(jié)省對總時間影響不大。在同時寫SN、WiFi、BT、IMEI和Google key情況下節(jié)約70%以上時間，同時減少一個專門寫Gooclc key的員工，因為舊工具需要用兩個工具操作。因此，采用bootloader進人工廠模式寫號方法寫號總時間縮短12s以上，效率提高50%以上。

4 結(jié)語

本文分析了現(xiàn)有寫號工具存在的問題?；贑#的瑞芯微寫號系統(tǒng)，利用bootloader、工廠模式、Android分區(qū)、SQL數(shù)據(jù)庫、C#等技術(shù)設(shè)計開發(fā)了新的寫號系統(tǒng)。實踐表明該系統(tǒng)節(jié)約了寫號時間、減少了操作員工，為企業(yè)節(jié)約了成本，提高了國產(chǎn)瑞芯微公司“一站式”解決方案競爭力。