基于 RAUC 的 Jetson OTA 升级全攻略


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基于 RAUC 的 Jetson OTA 升级全攻略

0. 引子:常见问题

在 Jetson 平台做 OTA 升级时,你可能会问:

  • RAUC 是什么?它和 meta-rauc 的关系?
  • Jetson 的 Bootloader 如何配合 OTA?
  • OTA 会不会刷新分区表?
  • 如何在 Yocto + meta-tegra 中集成 RAUC?
  • 健康检查与回滚机制怎么做?

本文将结合实战经验,从原理、关键技术到落地过程,完整讲清 RAUC 在 Jetson 上的 OTA 升级方案。


1. 核心概念

1.1 RAUC

RAUC(Robust Auto-Update Controller)是一个嵌入式 Linux 的安全升级框架,支持:

  • A/B 分区更新(冗余槽位,失败可回滚)
  • 签名校验(保证镜像来源和完整性)
  • 健康检查(启动验证,失败自动回滚)
  • 多槽位类型(不仅可更新 rootfs,还可更新内核、应用、Bootloader)

1.2 meta-rauc

  • Yocto Project 的一个 Layer,用来把 RAUC 集成进 Yocto 构建系统。

  • 提供:

    • RAUC 客户端的交叉编译与打包
    • 生成 .raucb 更新包的 bundle.bbclass
    • 示例配置与 keyring 支持

1.3 Jetson Bootloader(UEFI + nvbootctrl)

  • Jetson Linux 使用 UEFI 固件作为 Bootloader,支持 A/B 引导槽位

  • 通过 nvbootctrl 工具可:

    • 设置下一次启动的引导槽位
    • 标记启动成功 / 不可用
  • OTA 时,RAUC 会调用槽位切换脚本,脚本内部用 nvbootctrl 完成切换。


2. OTA 升级原理

  1. 固定分区表(出厂阶段):

    • EFI 分区(内核/DTB/extlinux.conf)
    • ROOTFS_A
    • ROOTFS_B
    • 可选数据分区
  2. 生成更新包(构建阶段):

    • Yocto + meta-rauc 构建 .raucb(包含 rootfs 镜像、manifest、签名)
  3. 设备端安装(运行时):

    • RAUC 校验 .raucb 签名
    • 写入 非当前槽位 rootfs
    • 调用槽位切换脚本 → nvbootctrl set-active-boot-slot
  4. 重启 + 健康检查

    • 从新槽位启动
    • 健康检查成功 → rauc status mark-good
    • 失败 / 超时 → Bootloader 回滚到旧槽位

3. Yocto 集成 RAUC(Jetson 示例)

3.1 添加 Layer

conf 复制代码
BBLAYERS += " \
  ${TOPDIR}/sources/meta-tegra \
  ${TOPDIR}/sources/meta-openembedded/meta-oe \
  ${TOPDIR}/sources/meta-rauc \
  ${TOPDIR}/sources/meta-myboard \
"

3.2 配置 local.conf

conf 复制代码
MACHINE = "jetson-orin-nano-devkit"
IMAGE_FSTYPES = "wic.bmap wic"
WKS_FILE = "jetson-ab.wks"

INHERIT += "rauc"
IMAGE_INSTALL:append = " rauc rauc-service"

RAUC_KEY_FILE = "${LAYERDIR_myboard}/recipes-core/rauc/files/dev.key.pem"
RAUC_CERT_FILE = "${LAYERDIR_myboard}/recipes-core/rauc/files/dev.cert.pem"

3.3 分区布局(WIC)

wic 复制代码
part EFI --source bootimg-efi --label EFI --fstype=vfat --size 256
part / --source rootfs --label ROOTFS_A --fstype=ext4 --fixed-size 2048
part / --source rootfs --label ROOTFS_B --fstype=ext4 --fixed-size 2048

3.4 RAUC system.conf

ini 复制代码
[system]
compatible=mycompany-jetson
bootloader=bootchooser
mountprefix=/mnt/rauc

[keyring]
path=/etc/rauc/dev.cert.pem

[slot.rootfs.0]
device=PARTLABEL=ROOTFS_A
type=ext4
bootname=A

[slot.rootfs.1]
device=PARTLABEL=ROOTFS_B
type=ext4
bootname=B

4. 健康检查与回滚

4.1 健康检查服务(示例)

bash 复制代码
#!/bin/sh
# /usr/local/bin/check_health.sh
if systemctl is-active myapp; then
    rauc status mark-good
else
    echo "Health check failed"
fi
  • 启动后运行该脚本,如果失败,Bootloader 会回滚到上一个槽位。

4.2 槽位切换脚本

bash 复制代码
#!/bin/sh
SLOT="$1" # A 或 B
if [ "$SLOT" = "A" ]; then
    nvbootctrl set-active-boot-slot 0
else
    nvbootctrl set-active-boot-slot 1
fi

5. 实战经验

  1. 不要在 OTA 中改分区表,A/B 分区布局应在出厂阶段固定。
  2. 公私钥分离:公钥证书放设备端,私钥保存在 CI/CD 或 HSM。
  3. 健康检查必须可靠,要能检测应用、网络等关键指标。
  4. 调试 OTA 流程:先用 U 盘 / 本地文件跑通 RAUC 流程,再接入网络分发平台。
  5. 引导器更新 :rootfs OTA 与 Bootloader OTA 分开,Bootloader 用 UEFI Capsule 或 nv_update_engine

6. 总结

RAUC + meta-rauc 在 Jetson 上的 OTA 升级方案核心是:

  • 出厂阶段用 Yocto 固定好分区布局
  • OTA 时 RAUC 只更新备用槽位内容,不动分区表
  • 通过 nvbootctrl 控制 Jetson UEFI 引导槽位
  • 健康检查确保升级可回滚

这种方式安全、可控,适合量产和长期维护的嵌入式 AI 项目。

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