Module Bluetooth : Faire voler le firmware dans l’air

Pourquoi les mises à jour sans fil sont importantes Désouder un QFN de 3 mm pour corriger une faute de frappe n’est l’idée de personne de l’amusement. Un module Bluetooth avec capacité de mise à jour sur l’air (OTA) transforme la radio elle-même en un câble de programmation, permettant au firmware de passer du smartphone à la mémoire flash sans un seul fil de connexion. Le résultat est un temps d’arrêt réduit, des clients plus heureux et un produit qui évolue longtemps après avoir quitté l’usine. L’anatomie d’une transaction OTA Une mise à jour typique commence par une application mobile qui diffuse un fichier de firmware signé via BLE. Le module reconnaît chaque bloc de 20 octets, l’écrit dans un tampon DFU interne et vérifie le hash SHA-256 à la fin. Si la signature est valide, le chargeur de démarrage échange l’ancienne image contre la nouvelle et redémarre. Temps total : moins de deux minutes pour une image de 256 kB. Ballet du chargeur de démarrage : Doubles banques et astuces d’échange Les modules modernes divisent la mémoire flash en deux banques. La banque A exécute l’application ; la banque B reçoit la mise à jour. Une fois la nouvelle image vérifiée, le chargeur de démarrage inverse un seul registre et redémarre. Si l’alimentation échoue au milieu de l’échange, un contrôle CRC échoue et le chargeur de démarrage revient à la banque A — aucun appareil bloqué, aucun e-mail en colère. Réalité de la vitesse BLE : 20 octets par paquet BLE 5.2 Long Range atteint un maximum de 251 octets par paquet, mais la plupart des chargeurs de démarrage restent à 20 octets pour rester dans la MTU par défaut. Cela signifie 12 800 paquets pour une image de 256 kB. Avec une PHY de 1 Mbps et un intervalle de connexion de 100 ms, le transfert se termine en 21 minutes — acceptable pour une mise à jour unique, douloureux pour les correctifs nocturnes. Les ingénieurs compressent donc les binaires avec LZ4 ou des scripts de delta-diff, réduisant la taille de 40 % et le temps à 12 minutes. Sécurité : Signé, scellé, livré Les signatures ECDSA à courbe elliptique vérifient le firmware avant que tout octet ne soit écrit. Une clé publique de 256 bits est fusionnée dans la puce lors de la production ; la clé privée correspondante réside sur un module de sécurité matériel dans l’usine. Si un pirate modifie l’image, le contrôle de signature échoue et le chargeur de démarrage refuse l’échange — aucun exploit JTAG nécessaire. Réalité du budget énergétique : 40 µA en écoutant Un module nRF52840 consomme 40 µA en mode DFU inactif — négligeable pour une passerelle alimentée par le réseau, mais notable pour un tracker à pile bouton. Les ingénieurs planifient donc les mises à jour pendant la journée, lorsque une bande photovoltaïque peut recharger la batterie, ou les reportent jusqu’à ce que l’appareil soit placé sur un chargeur. L’OTA ne doit jamais réduire la durée de vie publicitaire de cinq ans du produit. Histoire du monde réel 1 : Remise en forme de bracelet de fitness Une usine de Shenzhen expédie 50 000 bracelets de fitness avec le firmware v1.0. Six mois plus tard, un bug fausse les données de fréquence cardiaque. Le fournisseur diffuse la version v1.1 via l’application compagnon ; les utilisateurs acceptent la mise à jour pendant leur prochain entraînement. Aucun appareil n’est retourné, aucun stock de détail n’est rappelé et la réputation de la marque est sauvée en 48 heures. Histoire du monde réel 2 : Retrofitting de serrure intelligente Une serrure intelligente européenne est expédiée avec le cryptage v2.0. Lorsque TLS 1.3 est imposé, le fournisseur diffuse la version v3.0 via BLE. La serrure télécharge le delta en 90 secondes, vérifie la signature ECDSA et redémarre. Les propriétaires de maison se réveillent avec une serrure qui parle le cryptage le plus récent — pas de serrurier, pas de tournevis, pas de drame. La route à suivre : Mises à jour delta et inondation mesh Bluetooth 6.0 introduira la compression delta-diff et l’inondation mesh, permettant à des milliers d’appareils de se mettre à jour simultanément sans encombrer les ondes. La même radio qui prenait autrefois 20 minutes poussera un correctif de 10 kB en moins de 30 secondes, transformant le « firmware » en une fonction vivante qui évolue aussi vite que votre smartphone.