Çok döngülü Kablosuz Aydınlatma Denetleyicisi için MCU Çevrimdışı İndiricinin Tasarımı ve Uygulanması
Liu Xuelan1, Tian Hongwei2
(1. Bilgi Mühendisliği Bölümü, Jiangsu Meslek Yüksek Okulu, Taizhou, Jiangsu 225300; 2. Uygulamalı Teknoloji Okulu, Soochow Üniversitesi, Suzhou 215325, Jiangsu)
: Şu anda MCU indiricileri, dış ortamlarda taşınması uygun olmayan, çoğunlukla çevrimiçi indiricilerdir.Taşınabilir çevrimdışı indiriciler az ve pahalıdır.Bu nedenle, çok döngülü kablosuz aydınlatma denetleyicilerinin gerçek ihtiyaçlarına göre, taşınabilir bir AW serisi MCU tasarlanmıştır. Çevrimdışı indirici. HCS08 çekirdek CPU ve arka plan hata ayıklama denetleyicisinin derinlemesine anlaşılmasıyla, SD kart ve EEPROM çift bellek kullanan indirme donanımı ve yazılımı tasarlanır ve program indirmenin güvenilirliğini sağlayabilen yazılım dikkatlice tasarlanır. İndirici gerçek projelerde uygulandı, kararlı bir şekilde çalışıyor ve etkisi iyi.
: TP393 belge kimlik kodu: ADoi: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2016.24.028
Alıntı biçimi Liu Xuelan, Tian Hongwei. Çok döngülü kablosuz aydınlatma denetleyicisi için MCU çevrimdışı indiricisinin tasarımı ve uygulaması J. Mikrobilgisayar ve Uygulama, 2016,35 (24): 98-100.
0 Önsöz
Gömülü ürünlerde MCU program indirmesi, hedef yonganın Flash silinmesi ve doğrulanması gibi işlevleri sağlarken aygıt yazılımı programının hedef çipe indirilmesi sürecini ifade eder. Şu anda, Freescale MCU'lar için program indiricileri genellikle çevrimiçi programlamaya dayanmaktadır. Yaygın olarak kullanılanlar, PE şirketleri ve Freescale şirketleri tarafından üretilen hata ayıklayıcılardır. Bu hata ayıklayıcılar karmaşık ve pahalıdır. Çevrimdışı indiriciler söz konusu olduğunda, Yalnızca PE şirketi bir Cyclone çevrimdışı indirici sağlar, fiyat daha yüksektir.
AW serisi MCU, Freescale Semiconductor tarafından motor kontrolü, otomasyon kontrolü ve otomotiv uygulamaları için başlatılan endüstriyel sınıf bir MCU'dur. Bol çevre birimi modüllerine, geniş bellek kapasitesine ve güçlü parazit önleme özelliğine sahiptir. Bu nedenle, MC9S08AW60 çok döngülü bir kablosuz olarak seçilmiştir. Aydınlatma denetleyicisinin temel MCU'su. Gerçek işlemde, kullanıcı işlevsel gereksinimlerindeki değişiklikler nedeniyle, MCU programını yükseltmek için siteye gitmek gerekir, ancak yerinde indirme programı, taşınması sakıncalı olan bir dizüstü bilgisayar ve çevrimiçi bir indirici ile gerçekleştirilmelidir.
HCS08 serisi CPU çekirdeğinin analizine dayalı olarak, bu makale BDM hata ayıklayıcısının donanım devresini tasarlar ve çok döngülü kablosuz aydınlatma denetleyicisi MCU taşınabilir çevrimdışı indiriciyi tasarlar.Aynı zamanda, tüm indirme işleminin güvenilirliğini sağlamak için indirme yazılımını verir. Ölçümler.
1 tasarım fikri
Taşınabilir indirici, SD kartı, yazdırılacak onaltılık hedef dosyanın depolama taşıyıcısı olarak kullanır, LCD ekran işlevi ile, MCU modelini ve hedef dosyayı düğmesine basarak seçin ve seçimden sonra hedef MCU'da program yazma işlemini yürütün, indirin Cihaz güç kaynağı olarak 9 V Ni-MH şarj edilebilir pil kullanır ve harici EEPROM konfigürasyon parametrelerini saklamak için kullanılır.Aynı zamanda güvenilirlik için EEPROM, yakılacak hedef dosyayı saklamak için de kullanılır.İndiricinin modül yapısı Şekil 1'de gösterilmiştir.
Taşınabilir indiricinin tasarımı, HCS08 çekirdeğinin, arka planda hata ayıklama denetleyici modülünün ve nesne dosyası formatının analizinin derinlemesine anlaşılmasını gerektirir.
1.1S19 kayıt dosyası
S19 kayıt dosyası [1], Freescale HC08, HCS08, HCS12 serisi mikrodenetleyicilerin makine kod dosyasıdır. Karakter kayıtlarını kullanan sabit formatlı bir nesne kod dosyasıdır.S19 dosyasındaki her kayıt bir satırı kaplar ve her satır aşağıdakilerden oluşur: Veri segmentinin 5 parçasından oluşur ve veri segment tanımı Tablo 1'de gösterilmiştir.
1.2 Arka planda hata ayıklama modu BDM
Arka plan hata ayıklama modu [2] BDM (Arka Plan Hata Ayıklama Modu), Freescale Semiconductor tarafından sunulan tek kablolu bir hata ayıklama modudur ve S08, S12 ve Coldfire serisi MCU'lar tarafından desteklenen bir hata ayıklama modudur. Bu yongaların tümü, indirici tarafından gönderilen komutların alınmasından ve ayrıştırılmasından sorumlu bir arka plan hata ayıklama denetleyicisine (Arka Plan Hata Ayıklama Denetleyicisi, BDC) [3] sahiptir. Denetleyiciyi çalıştırarak, geliştiriciler düşük düzey hata ayıklama, Flash silme ve programlama ve şifreleme uygulayabilir İşleme ve diğer işlevler.
BDM arabirimi tek kablolu bir arabirimdir, kullanılan iletişim pimi BKGD'dir, diğeri 2 güç kaynağı pini ve sıfırlama pimi RESET'tir, indirici, küçük bir alan kaplayan ve üretim için uygun olan çift sıralı 6 pimli bir arabirimdir.
2 Carrier donanım tasarımı
Taşınabilir indirici, ana kontrol MCU olarak AW60'ı kullanır. İndiricinin donanım tasarımı, BDM arayüz modülü, likit kristal ekran modülü, anahtar giriş modülü, SD kart modülü ve SPI arayüzü ile iletişim kuran EEPROM modülü dahil olmak üzere işlevsel gereksinimlere dayanmaktadır. Burada esas olarak BDM'yi tanıtıyoruz. Arayüz devresi Şekil 2'de gösterilmektedir.
Üç durumlu tampon 74HC125, ana kontrol çipinin çıkış sinyali ile hedef çipin 3,3 V veya 5 V'luk sinyal voltajına uyum sağlarken sinyalin [4] sürüş kabiliyetini sağlayan hedef MCU arasına bağlanır. Şekil 2'den, BKGD verilerinin hedef MCU'ya gönderilmesi gerektiğinde, indirici BKGD_DRV'nin önce düşük seviyeli bir sinyal çıktısı verdiği ve 75HC125-3'ün yüksek empedanslı bir durumdan çalışma durumuna geçtiği görülmektedir.Bu anda, 0 veya BKGD_OUT pini aracılığıyla çıkış yapabilir. 1 sinyal, hedef MCUnun BKGD pini bu sinyali alır ve diğer pimler benzer şekilde çalışır.
Şekil 2'deki BKGD_IN pininin MCU'nun iki pini PTC6 ve PTF0'a karşılık geldiğine ve PTF0'ın yazılımdaki zamanlayıcı 1 kanal 2'nin giriş yakalama pini olarak yapılandırıldığına dikkat edilmelidir.Bu, sürücüyü artırmak için değildir. Yetenek, ancak indirici ile hedef MCU-the SYNC komutu arasındaki hız uyuşmazlığını çözmek için BDM komut seti tarafından sağlanan bir talimatla işbirliği yapma. SYNC komut fonksiyonunu uygularken, PTF0, hedef MCU tarafından gönderilen seviye geçiş sinyalini yakalamak için kullanılan giriş yakalama modundadır ve hedef MCU tarafından gönderilen 128 düşük seviyeli çevrimi ölçerek çipin BDM kontrolörünün çalışmasını hesaplamak için kullanılır. Uyarlanabilir iletişimi gerçekleştirme sıklığı.
3 downloader yazılım tasarım noktası
BDM iletişimi tek kablolu iletişimdir.Altında yatan en temel işlem, bir veri bitinin okunması / yazılması işlemidir ve karşılık gelen komut setinin temel birimi 1 B'dir. Bu nedenle, yazılım tasarımının ana noktası BDM komutlarını anlamak ve kararlı ve güvenilir okumalar yazmaktır. / Yazma bayt verisi işlevi, aynı zamanda indiricinin indirmesinin güvenilirliğini artırmak için üç önlem sağlar.
3.1 BDM talimatına giriş
HCS08 çekirdeğinin BDM komutları iki türe ayrılmıştır [5]: Bir tür, herhangi bir işletim modunda yürütülebilen, belleğe erişimi okumak ve yazmak ve kesme noktalarını ve diğer işlevleri ayarlamak için kullanılan, katı talimatlar olarak adlandırılan bir talimattır ve katı talimatlar değildir CPU çalışmasını etkiler. BDM modunda CPU tarafından yürütülmesi gereken başka bir komut türü yazılım komutları olarak adlandırılır (kullanıcı programları çalıştırılamaz) Firmware talimatları esas olarak CPU'nun dahili kayıtlarında okuma ve değiştirme işlemleri sağlar.
3.2 Montaj alt yordamlarını okuyun ve yazın
İndirici ana kontrol çipinin ilk operasyonu, hedef MCU'nun frekansını ölçmektir Bu operasyon, yeterli uzunlukta düşük bir seviye göndererek senkronize olarak SYNC komutunu talep etmektir Ana kontrol çipi, hedef MCU tarafından gönderilen 128 düşük seviyeli çevrimi ölçer. Hedef MCUnun BDM denetleyicisinin çalışma frekansını dönüştürmek için, burada iki geçiş [6] arasındaki zamanı hesaplamak için giriş yakalama olarak PTF0 kullanılır.
Bu temelde, bir sonraki adım, daha kritik okuma / yazma bayt alt yordamının gerçekleştirilmesidir.İletişim sırasının tamamen BDM gereksinimlerine uygun olmasını sağlamak için alt yordam, montaj dilinde yazılmalıdır. Alan sınırlamaları nedeniyle, belirli montaj prosedürleri listelenmeyecektir. Programlama yaparken, her bir ifadenin ve döngü işleminin kapladığı süreyi dikkatlice hesaplamanız gerekir.Veri gönderme süreci ve kullanılan süre aşağıdaki gibidir:
(1) Ana çip yazma bitinin 0 hedef çipin BKGD pinine çalışması: hedef çipin BKGD pinini en az 12 saat döngüsü için aşağı çekin ve hedef çip, düşük seviyeyi tespit ettikten sonra 10. döngüde BKGD'ye cevap verecektir. Örnekleme yapın ve bu kısmı okuyun.
(2) Ana kontrol çipinin 1. bitini yazma işlemi: hedef çipin BKGD pinini 2 ila 4 saat döngüsü için aşağı çekin ve ardından BKGD terminalini yüksek yapmak için serbest bırakın Hedef MCU, düşük seviyeden sonra 10. düşük seviyeyi tespit eder. BKGD'yi periyodik olarak örnekleyin ve bu biti okuyun.
3.3 Program indirmenin güvenilirliği
İndirici için, indirmenin bütünlüğü ve güvenilirliği en önemli önceliktir. Çevrimdışı indirici, yazılımda aşağıdaki görevleri gerçekleştirmiştir:
(1) Program indirme geri alma işlevi: Kullanıcıların programı indirdikten sonra indirilen kod dosyasının yanlış olduğunu ancak hedef MCU silindiğini ve orijinal programın geri yüklenemediğini bulmasını önlemek için indirme yazılımına bir işlem eklendi, yani yazılıyor Hedef çipi yazmadan önce, hedef MCU'daki programı okuyun.Program okunduktan sonra, indiricinin dışındaki EEPROM'da saklanır.Kullanıcı programı geri almayı seçerse, indirici yazılım önceden okunan hedef dosyayı yeniden okur. Ve geri alma programlaması gerçekleştirin.
EEPROM, konfigürasyon parametrelerini depolamak için üç alana bölünmüş 128 KB kapasiteli 25LC1024'ü, hedef MCU'daki orijinal ürün yazılımı programını ve yakılacak hedef dosyayı seçer.
(2) SD kart arızasını önleme işlevi: İndirme işlemi sırasında SD kartın çıkarılması gibi yanlış işlemlerden kaynaklanan hedef dosya indirmesinin okunamamasını önlemek için, indirme yazılımı önce EEPROM'a yazılacak hedef dosyayı S19 saklar. İçinde, hedef MCU yalnızca EEPROM'a kopyalanan hedef dosyanın yeniden doğrulanmasından sonra silinir ve programlanır.
(3) Program indirme doğrulama işlevi: Hedef yonga başarıyla programlandıktan sonra, bazen anormal bir işlemle karşılaşabilir ve bulunması zor olabilir.Bu nedenle, program indirildikten sonra program doğrulama işlemi yapılmalıdır. Spesifik işlem, indirilen çipin programını okumak ve bayta göre EEPROM'da depolanan S19 dosyasıyla karşılaştırmaktır.Bir tutarsızlık varsa, kullanıcıya bir doğrulama hatası sorulur ve tekrar indirilmesi gerekir.
4. Sonuç
Bu makale, Freescale indiricisinin esas olarak çevrimiçi programlama ve piyasada MCU çevrimdışı indiricisinin olmaması sorununu hedeflemektedir. HCS08 CPU çekirdeğindeki BDC modülünün işlevlerinin ve talimatlarının derinlemesine anlaşılmasına dayanarak, bu makale çok döngülü bir kablosuz aydınlatma kontrolü tasarlar MCU'nun çevrimdışı bir indiricisidir ve gerçek ürünün program indirilmesinde başarıyla kullanılmıştır. Daha fazla iyileştirme yoluyla, HCS08 serisi MCU'ların daha fazla modelinin çip programlamasına uyarlanabilir.
Referanslar
[1] Wang Chaoyi, Wang Yihuai. Freescale S08 serisi makine kod dosyası indirme yazılımının geliştirilmesi J. Bilgisayar Uygulamaları ve Yazılım, 2011, 28 (12): 256258.
2 Freescale. HCS08 Ailesi Referans Kılavuzu Rev.2 Z .2007.
3 Freescale. HCS08 Arka Plan Hata Ayıklama Moduna Giriş Z. 2006.
[4] Xu Qing, Wang Yihuai. Gömülü mikrodenetleyici MC68HC912B32 için arka plan hata ayıklama modunun tasarımı ve uygulaması MC68HC912B32 J Elektronik Teknolojinin Uygulanması, 2006, 32 (6): 6164.
[5] Wang Yihuai, Zhang Shukui, Wang Lin. Gömülü Teknoloji Vakfı ve Uygulaması (İkinci Baskı) [M] Pekin: Tsinghua University Press, 2011.
[6] Shao Beibei Tek çipli mikrobilgisayarın gömülü uygulamasının çevrimiçi geliştirme yöntemi M Pekin: Tsinghua University Press, 2004.
