Бродин В. Б., Шагурин И. И. Микроконтроллеры (1999) (1095894), страница 63
Текст из файла (страница 63)
340 МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ АРКИ РА ПРОГРАММИ ВАНИ ИНТЕРФЕЙС Команды менто второго уровня позволяют сохранить содержимое памяти трасс в файле (Каче Тгасе), заносить трассировочную информацию прямо в файл в текстовом формате (Тгасе-ТО-Ие), очистить память трасс. Запись трассировочной информации прямо в файл полезна при ее больших объемах, когда емкости памяти трасс не хватает.
4.2.3. Средства программирования БИС памяти, микроконтроллеров и ПЛИС Современный этап развития микроэлектронной аппаратуры характеризуется бурным процессом внедрения цифровых микросхем, программируемых вне завода-изготовителя. Наряду с традиционными микросхемами энергонезависимой памяти микропроцессорных систем и микроконтроллеров в последние годы широко применяется гтазЬ-память, а логические микросхемы малой и средней степени интеграции заменяются на высокоинтегрированные программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС).
Вопросам архитектуры новой элементной базы и программным средствам автоматизации проектирования (САПР) посвящено в последнее время немало литературы. Здесь мы рассматрим средства, используемые на последнем этапе проектирования — при записи кода из файла в микросхему. Анализируется комплекс основных параметров, характеризующих профессиональные программаторы, и аппаратно-программные средства программатора ККОМ, разработанного в лаборатории В Микропроцессорные системы Р МИФИ. Анализ рынка показывает, что современные профессиональные программа- торы должны отвечать следующим требованиям: + программировать возможно более широкую номенклатуру БИС, в том числе в корпусах различных типов; + обеспечивать наращивание номенклатуры программируемых БИС без существенного увеличения аппаратных средств и стоимости прибора; + работать с входными файлами стандартных типов (.Ьех, Лт|п, )ед и т.д.); + верифицировать запрограммированную микросхему на соответствие кода входному файлу, в том числе при изменении напряжения питания микросхемы в рабочем диапазоне; КР иметь удобный интерфейс управляющей программы; Е иметь высококачественные розетки под корпуса различных типов; + обеспечивать защиту от неправильной установки корпуса микросхемы в розетку.
Важнейшим является требование универсальности (разумеется, при соблюдении режимов программирования, указанных в документации на микросхемы). Оно связано с тем, что современные разработчики-профессионалы использует всю гамму программируемых БИС для достижения максимально ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МИКРОП ЕССОРННХ КОНТРОЛЛЕРОВ З41 высоких характеристик изделия. Коллектив действует в условиях сильной конкуренции, жестких требований по срокам разработки и стоимости изделия. Складывается набор функционально-топологических и программных модулей, а конкретный контроллер быстро «собирается» с использованием программируемых БИС. Следует заметить, что универсальность в данном случае подразумевает программирование полного набора важнейших типов программируемых микросхем, а не длинный перечень однотипных изделий, выпускаемых разными производителями (и взятый из списка аналогов).
В набор важнейших типов в настоящее время входят: + БИС микроконтроллеров с репрограммируемой н Вазй-памятью; + микросхемы памяти с ультрафиолетовым стиранием; Ф микросхемы памяти с электрическим репрограммированием; + микросхемы Ваз!т-памяти; «Р микросхемы памяти, программируемые пережигапием перемычек; + БИС програмируемой логики — ПЛИС. Возможность наращивания функций уже купленного прибора всегда полезна, но для программаторов это жизненно необходимо, поскольку имеющий место бум микроэлектроники приводит к непрерывной замене версий уже существующих типов микросхем и появлению новых семейств.
Первые два из перечисленных выше условий приводят к необходимости формирования различных диаграмм программирования и коммутации сигналов на различные выводы корпусов. Эта задача решается в общем виде при создании программатора на основе микросхем цифро-аналоговых преобразователей, таймеров и программируемых сильноточных коммутаторов.
Примером может служить прибор 1.аЬТОО1з-48 фирмы Адчапсес!т. Аппаратная компонента этого программатора создана на основе четырех микросхем ЦАП (для Чсс — напряжение питания, к'РР.-ЧРР, — напряжений программирования) и универсальных программируемых МОЯРБТ-коммутаторов.
Это позволяет подать на любой вывод программируемой микросхемы одно из четырех указанных напряжений с 8-разрядным разрешением, либо логические уровни ТТЛ «О»/«1»ГГ«!т181т2», либо синхросигнал. Программатор способен выполнять верификацию запрограммированной микросхемы при напряжениях питания 5 В, 5 В+5%, 5 В»10%. Все микросхемы в О1Р корпусах вставляются в единственную универсальную 48-контактную розетку. Коммутация копусов типа Р|СС, БОР ТЕОР ОРР и 5П1Р осугдествляется с использованием переходных узлов (стоимостью $100-200 за каждый).
Цена этого программатора для отечественного рынка довольно высока ($1250 в базовом варианте без переходных узлов). Однако эффективная стоимость (в расчете на каждое семейство программируемых микросхем) универсальных программаторов ниже, чем специализированных. Поэтому З4г МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ АРХИТЕКТУРА ПРОГРАММИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕЙС специализированные программаторы применяются в основном при парал- лельном тиражировании в условиях серийного производства.
Сложной является задача создания коммутирующего узла для работы с корпусами различных типов. Обычно она решается созданием переходных устройств типа О1Р— Р(.СС, Р1Р— ЯРР и т.д. Фирма «Рата 1/О» в старших моделях программаторов применяет универсальный коммутирующий узел на основе управляемой токопроводятцей панели в комбинации с универсальной рамкой, осуществлятощей позиционирование корпуса.
Требует уточнения критерий «удобство интерфейса пользователя» по отношению к управляющей программе программатора. Многолетний опыт показывает, что разработчика, работающего с прибором ежедневно, раздражает обилие несистематизированной информации, помещенной в тесных (из-за полос прокрутки и панелей управления) окнах. Основным требованием к интерфейсу является тщательная методическая проработка отображаемой информации, уменьшение уровней вложенности меню. С другой стороны, важную роль играет наличие в документации информации об особенностях программирования микросхем различных серий.
Структура современных программаторов вполне определилась. Большинство из них реализуется либо в виде периферийного устройства персонального компьютера, подключаемого через один нз внешних интерфейсных разъемов (К5-232, Севы ошх), либо в виде платы расширения, размещаемой внутри компьютера, с выносом коммутирующего узла посредством гибкого кабеля. Интерфейс с пользователем, загрузку рабочего файла, конфигурацито аппаратных средств программатора выполняет управляющая программа, функционирующая в среде операционной системы инструментального компьютера.
Программатор ККОМ, разработанный в лаборатории «Микропроцессорные системы» МИФИ, сочетает качества универсального профессионального прибора с приемлемой ценой. Компромисс достигнут за счет структурных решений, все перечисленные выше важнейшие требования выполняются. Временные диаграммы программирования формируются с использованием трех микросхем ЦАП. Кроме возможности программировать широкую номенклатуру микросхем памяти и ПЛИС, это дало возможность реализовать специальный режим программирования (Ярес1а1), в котором напряжение программирования задается с клавиатуры управляющей ПЭВМ с шагом 0,25 В.
Вместо дорогостоящих программмируемых коммутаторов использована коммутация с использованием пассивных катрнджей в виде небольших сменных печатных плат. На основе предварительного анализа были выделены группы программируемых микросхем, имеющих аналогичные функции выводов. Для каждой группы разработан свой катридж, осуществляю- ГЛАВА «ПРОЕКТИРОВАНИЕ МИКРОП ССОРНЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ 343 щий коммутацию исходного набора сигналов программирования на выво- ды универсальной розетки. Конструктивно программатор состоит из двух частей; платы ЦАП, вставляемой в слот инструментального компьютера, и двух плат силовых ключей, заключенных в типовой корпус фирмы «Вор!а».
На корпусе установлена универсальная розетка, в которую устанавливаются все программируемые микросхемы в П1Р корпусах. Плата расширения и выносной блок связаны кабелем, позволяющим осуществлять параллельный обмен, что весьма важно при больших объемах программируемых данных и контрольной информации. Надежность программатора обеспечивается специальными схемами защиты, внутренним преобразователем напряжения, высококачественной импортной розеткой (нулевое усилие, рычаг зажима, позолоченные контакты). Программатор ККОМ в настоящее время обеспечивает программирование следующих типов микросхем: ЕР микроконтроллеры !П ге! 8748/49, 8751-8758; 87С51Гх; Па!!аз П587С520; А1п>е! АТ89С51/52, АТ89С1051/2051; К1816ВЕ48,49; Р1С16Схх; Ма!ого!а МС68НС705Р9/Р6; + микросхемы с ультрафиолетовым стиранием 2716-27040; К573РФ2-6,8,10; КС1626РФ1; + микросхемы с электрическим репрограммпрованием 28С04-28С040; 24Схх; 93Схх; 85Схх; К573РР2, К558РР2,3; К1801РР1; + Паз!>-память 28Г25Г>-28Г040; 29Г010-29Г040; 4> память, программируемая пережиганием перемычек 556РТ1,2,4-18, РТ161; 1623РТ1,2; + ПЛИС А!Еега ЕРМ 7032/64; ЕР220/224/22Ч10; РА1.16; К1556ХП4/ХП6/ ХЛ8 Этот список постоянно расширяется.
Кроме того, имеется возможность тестировать некоторые типы 8-разрядных микросхем ОЗУ. Удобство работы с программатором обеспечивают следующие сервисные функции: 4> редактирование буфера данных, в том числе заполнение буфера констан- той, маскирование информации в буфере (функции А1>!П, ОК, ХОК); + перестановка столбцов в массиве; «подсчет контрольной суммы содержимого буфера или ПЗУ; «верификация-просмотр содержимого ПЗУ; «представление функций выходов ПЗУ в псевдографической форме; 4Р сравнение содсржимого буфера н ПЗУ; ГЛАВА А. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МИКРОП ЕССОРНЫК КОНТРОЛЛЕРОВ 345 Командой Куре пользователь обычно начинает свою работу, выбирая тип программируемой микросхемы.
Каждому типу микросхемы соответствует файл конфигурации аппаратуры программатора, который инициируется при выборе и определяет функции выводов корпуса, временные диаграммы программирования, наличие битов защиты и т.д. Команда 1Р1зк дает возможность просмотреть вето файловую систему инструментальной ЭВМ и загрузить в буфер файл с кодом для программирования микросхемы.
Файл может быть одного из следующих типов: .Ьех, .Ьтп, .Е(шр, .)ед, .Е19. Код для программирования может быть считан и из эталонной микросхемы. По команде Впггег на экране постранично отображается содержимое памяти в шестнадцатиричном формате; курсор указывает на ячейку с адресом, который просматривался при последнем входе в данный режим. Основная часть работы пользователя сводится к редактированию информации в буфере.
В зависимости от выбранного типа ПЗУ обрабатываются 4-, 8- или 16-разрядные данные, для отображения которых используется 1, 2 и 4 знакоместа, соответственно. Возможно непосредственное редактирование всей информации в буфере. При редактировании буфера данных с помощью клавиш Р1..Р10 могут быть активизированы дополнительные сервисные функции. Имена функций и назначение клавиш в процессе работы индицируется в окне меню. Р1 — Яр!11. Обработка массива при работе с расслоенной (1пгег!еачет() памятью. Эта функция используется при подготовке данных для 16-разрядного микропроцессора с памятью, организованной в виде двух банков: по младшим и старшим байтам слова (например, 80х86). Р2 — Аде(г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
