基于C#的瑞芯微寫號系統設計與實現

鄧小丁 謝志能

摘要：為解決現有瑞芯微寫號軟件寫號時間長、多次掃碼、不能防止重復號等問題，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，使用SQL Server數據庫，基于C#語言實現。寫號前將IMEI、藍牙、WiFi、SN等號碼的對應關系導入數據庫。寫號時，掃描任何一個號碼都可將其它幾個對應號碼提取出來。檢查這些號碼之前是否用過，然后在bootloader時進入工廠模式，將號碼寫入設備內。與原有方法進行對比實驗，結果表明，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據。

關鍵詞：google key;rockchip;bootloader;IMEI;工廠模式;Android

DOI：10.11907/rjdk.201192 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

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

0 引言

國家大力發展芯片產業，很多高科技企業投入芯片制造。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機等產品在研發、測試、生產時，需要將國際移動設備識別碼（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）等寫入設備。谷歌從Android 8.0開始要求每個設備有Google key密鑰，這就需要將Google key密鑰寫入設備。現有寫號軟件存在以下問題：①需要進入Android系統后利用adb命令寫號，系統啟動時間長、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對已經寫過的號碼無記錄，不能防止重復寫入同一個號碼;⑥不能查詢出未寫號數據。

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

1 軟件設計需求

1.1 使用環境及功能要求

Windows XP以上系統均能使用，CPU 1GHz以上，內存512MB以上，硬盤512MB以上。功能要求如下：

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

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

（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寫多次。

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

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

（7）能查詢已寫號數據，也能查詢一個生產工單未寫號數據。

1.2 現有寫號工具分析

對現有寫號工具各項耗時進行測試統計，結果如表1、表2所示。

對表1分析如下：①啟動Android系統消耗總時間的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查看設備管理器這個動作耗時3s，可修改成由軟件判斷從而節省時間;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，然后通過數據庫提取其它號碼，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，無需優化。因此，通過優化軟件，可以節省的時間是：①Android系統啟動時間。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，優化成1個工位操作，節省時間會更多且節省一個操作員。

2 軟件設計與實現

2.1 軟件流程設計

軟件流程如圖1所示：①導人SN、IMEI、BT、WiFi、key等號碼的對應關系表，或自動生成這些號碼并導人數據庫;②掃描設備上的任意一個條形碼，根據掃描的條形碼從數據庫中提取相對應的其它號碼;③讀取數據庫判斷是否重復寫號;④連接設備并寫號;⑤將記錄上傳數據庫。

2.2 設備端工廠模式設計

設備啟動前先啟動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，在設備開機時按住“音量+”鍵。設計成maskrom和loader兩種模式主要是應對SMT貼片生產和組裝生產兩種情況。SMT貼片生產的主板沒有按鍵，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。實現方法是利用setupapi.dll中的SetupDiGetClassDevs、SetupDiEnumDeviceInfo、SetupDiGetDeviceRegistryProperty、SetupDiDestroyDevicelnfoList函數獲取電腦設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分區寫入用戶定義的數據，如WiFi、SN等。如果是其它模式，則需要通過RK_SwitchToRockusb或RK_AdbToRock.usb將設備切換成loader模式。相應代碼如下：

2.5 寫入WiFi地址數據

目前大多數芯片廠家的WiFi地址都是以6個字節的16進制數據存儲于特定分區，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地址前需要進行轉換才能將其寫入特定分區內。相關代碼如下：

2.6 寫入GoogleKey數據

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

2.7數據庫設計

數據庫采用ms sql 2008，設計兩個表，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的數據信息，實現掃描一次即獲得所有數據，節約員工掃描時間，表結構如圖2所示。

另一個表是Record，表結構如圖3所示。Record用于存儲用戶的寫號記錄。當寫號時，員工掃描條形碼，通過查詢語句聯合表Record和DataTable。如果Record表中存在此條碼記錄，則此號碼之前已經寫過，不能重復寫號，除非利用重寫權限重寫。

3 主要界面及效果

經過測試驗證，系統運行正常，軟件主界面如圖4所示。

設備開機時按住“音量+”鍵進入loader模式。通過掃描一個條碼后獲取其它對應的數據并判斷是否重復寫號，然后通過USB線對設備進行IMEI、SN、BT、WiFi、GooZlcKey寫入并記錄到數據庫中。

對新舊工具的設備啟動時間進行測試對比，如表3所示。新寫號系統開機時進入maskrom或loader模式需要7s左右，比舊工具具節約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，結果如表4所示。新寫號系統通過自動檢測設備方式比舊工具節約80%以上時間。掃描條碼耗時，當只寫一個號時，新舊工具無差異，當寫兩個號時，新系統比舊工具節約30%以上時間，當寫4個號時，新系統比舊工具節約40%以上時間，原因是節省了多次掃描時間。

對新開發的寫號系統總耗時進行測試統計并與原寫號工具比對，結果如表5所示。

統計結果顯示，采用新寫號系統后，在不寫google key前提下不管寫幾個號，寫號時間都節約50%左右，這是因為設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省對總時間影響不大。在同時寫SN、WiFi、BT、IMEI和Google key情況下節約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 結語

本文分析了現有寫號工具存在的問題。基于C#的瑞芯微寫號系統，利用bootloader、工廠模式、Android分區、SQL數據庫、C#等技術設計開發了新的寫號系統。實踐表明該系統節約了寫號時間、減少了操作員工，為企業節約了成本，提高了國產瑞芯微公司“一站式”解決方案競爭力。