固件升级时无版本兼容问题的Flash用户数据存储方案问询

背景 #

我负责开发基于STM32的嵌入式系统，系统依赖各类配置数据运行，配置以键值对形式存在，值类型包含INT、UINT、FLOAT、CHAR*，当前通过以下C结构体提供配置服务：

typedef struct {
    int Param1;
    char Param2[16];
    float Param3;
    ...
} MY_CONFIG;

由于配置可由用户动态修改，我选择将其存储在Flash中，最初采用直接写入结构体到Flash扇区的简单方案。但固件升级时会遇到版本兼容性问题：比如新增Param4、Param2长度从16改为32或删除Param1等变更，都会导致Flash中存储的旧配置结构体与新固件的结构体布局不匹配。核心需求是固件升级后保留原有用户配置（降级无需考虑）。

已尝试的两种方案 #

方案1：版本化结构体 #

为结构体添加版本字段，每次配置变更都创建新的版本结构体：

typedef struct {
    int Version;
    int Param1;
    char Param2[16];
    float Param3;
    ...
} MY_CONFIG_V1;

typedef struct {
    int Version;
    int Param1;
    char Param2[32]; // 扩容
    float Param3;
    ...
} MY_CONFIG_V2; // 每次变更都新建结构体

同时编写版本升级函数，新固件读取Flash中的Version字段后，调用对应升级函数转换配置：

void config_upgrade_v1_to_v2(MY_CONFIG_V2 *pNewConfig, MY_CONFIG_V1 *pOldConfig)
{
    pNewConfig->Param1 = pOldConfig->Param1;
    strcpy(pNewConfig->Param2, pOldConfig->Param2);
    ...
}

缺点：即使微小变更也需要大量重复工作，多版本结构体导致代码冗余，维护性极差。

方案2：ASCII键值对存储 #

将配置转换为KEY=VALUE格式的ASCII字符串存储到Flash，示例如下：

PARAM1=6500
PARAM2=SOME STRING
PARAM3=3.333334

旧固件保存时为每个参数生成对应字符串写入Flash；新固件读取时逐行解析键值对：未知键直接丢弃，已知键则解析值到当前MY_CONFIG结构体，无对应键的新参数使用默认值。
缺点：解决了版本兼容问题，但内存占用和读写时的CPU开销较大。

问题 #

是否存在兼顾版本兼容性与内存、CPU开销的中间方案？我认为核心应该是通过唯一标识关联数据含义，而非仅依赖结构体中的位置偏移。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David