J'ai remarqué qu'en ce qui concerne les microcontrôleurs, il y a plusieurs façons de les programmer. Je suis en quelque sorte familiarisé avec l'USB, car mes Arduino peuvent être programmés via USB.
Qu'est-ce qu'une interface JTAG ou SPI?
En fin de compte, je sais que ces interfaces permettent de flasher la puce avec de nouvelles instructions, mais en quoi diffèrent-elles? Y at-il des avantages de l'un sur l'autre?
Les microcontrôleurs ATMEGA, comme celui de l’arduino, qui sortent directement de l’usine, ne peuvent être programmés qu’à l’aide de l’interface SPI ou JTAG.
SPI signifie «Serial Peripheral Interface». Il s'agit d'un moyen pour les microcontrôleurs de communiquer entre eux ou avec le monde extérieur. On l'appelle aussi parfois 3 fils parce qu'il utilise trois fils pour communiquer. Pour programmer une puce, vous aurez besoin d'un programmateur spécial qui lit les commandes USB pour piloter les lignes SPI afin de programmer la puce. L’un des plus populaires semble être l’ USBTinyISP d’Adafruit . SparkFun est une très bonne introduction à la programmation SPI. Les applications les plus courantes pour la programmation des puces Atmel AVR sont avrdude (ligne cmd), ponyprog (ne fonctionne pas avec les nouveaux programmeurs) et, dans certains cas, AVR Studio (si votre programmeur le prend en charge). L'avantage de la programmation SPI est que vous pouvez programmer n'importe quelle puce Atmel directement de l'usine afin de ne pas toujours avoir besoin d'un Arduino dans vos projets.
Là où SPI est "juste un autre" protocole série, JTAG est un protocole spécialement conçu pour programmer et déboguer des microcontrôleurs. Tous les microphones d’Atmel ne prennent pas en charge JTAG, mais ceux qui sont utilisés dans l’Arduino. Le protocole JTAG peut être utilisé pour des choses intéressantes comme "l'émulation de circuit" et le débogage, ce qui signifie qu'il vous permet de voir l'état du programme dans votre microcontrôleur en cours d'exécution. Pour ce faire, vous aurez besoin d'un programmateur spécial. Vu ma réponse pour une autre question .
Pour programmer une puce via USB, vous devez d'abord la programmer avec un "bootloader" utilisant SPI ou JTAG. Une fois chargé avec le chargeur de démarrage, le système sera programmable à partir de n'importe quel PC utilisant un convertisseur USB-série. L'inconvénient est que le chargeur de démarrage prend un peu de mémoire et que cette méthode ne vous permet pas de voir l'état de la puce en cours d'exécution.
Bien que j'aimerais beaucoup explorer les différentes méthodes de programmation disponibles, quelqu'un d'autre l'a déjà fait. Voici le tutoriel de Dean Camera sur AVRFreaks, méthodes de programmation AVR :
Reproduit avec la permission explicite préalable, bien sûr!
la source
J'aimerais ajouter quelque chose à la discussion.
SPI est une interface très commune pour les puces. L'allusion à 3 fils est le mode SPI dans lequel vous n'utilisez pas la broche de sélection de la puce.
I2C est le principal concours d’interface car il n’utilise que deux fils, quel que soit le nombre de puces, alors que le SPI requiert un autre fil par interface, mais qu’il est plus lent.
En enseignant, je considère l’enseignement des interfaces comme l’une des tâches les plus importantes.
Wiki de la communauté disponible pour ceux qui veulent développer mes informations.
la source
D'un point de vue général, ces interfaces ne diffèrent que par les programmeurs et les micro-contrôleurs qui les prennent en charge. Tant que vous avez une correspondance entre le programmeur et le micro-contrôleur, je ne m'inquiète pas.
Au fur et à mesure que vous approfondissez, vous constaterez que ce sont les broches utilisées par l'interface sur le micro-contrôleur qui importent le plus - si vous utilisez ces broches pour les capteurs, les signaux peuvent interférer lors de la programmation du dispositif. La solution la plus simple en cas de problème est de déconnecter les capteurs lors de la programmation.
Certaines interfaces (y compris JTAG) permettent de déboguer le périphérique - mais vous avez besoin d'un programmeur (et d'un logiciel pour le piloter) prenant également en charge cette fonctionnalité. Dans une question précédente, on m'avait dirigé vers le Dragon pour le débogage des périphériques AVR. J'ai l'intention d'en obtenir un et de le jouer lorsque mes projets actuels seront presque terminés.
la source
Comme vous le mentionnez, série, spi (2 fils, 3 fils?), Usb, jtag, swd, etc. sont tous utilisés.
Oui, il y a des avantages et des inconvénients. Jtag, par exemple, est pour tous les cas que je connais intégré au matériel, initialement et principalement utilisé pour autre chose que le débogage du processeur, mais il arrive qu'ils l'utilisent aussi pour cela. Si jtag est disponible, il s'agit généralement de la meilleure interface pour cette raison, à quelques exceptions près. Par exemple, si les broches ne sont pas dédiées à jtag, vous pourriez avoir un bogue dans le code et / ou utiliser intentionnellement une de ces broches pour un autre élément rendant l’accès à la puce impossible à l’aide de jtag (s’il démarre le logiciel en repositionne ces épingles). Une autre exception est si le noyau du processeur peut être bloqué par un bogue dans le logiciel en flash et qu'un noyau bloqué n'est pas débogué via jtag. J'appellerais cela un bug dans la conception du matériel, mais j'ai récemment traité cela d'une partie commerciale.
Sur l'AVR, par exemple, le PDI, que je pense que les gens pourraient appeler spi ici, peut-être pas. il apparaît au moins sur le xmega que le pdi et le jtag externe alimentent une interface pdi commune en interne. Ainsi, les broches pdi vous donnent un accès direct à cela au lieu de la surcharge jtag. tant que cette interface fonctionne quand un logiciel en flash a accroché le noyau, ce serait l'interface idéale pour cette famille. Le protocole est publié et relativement simple, et intégré au matériel. il présente toutefois l’inconvénient d’un bus de données bidirectionnel, comme i2c.
Arm a un jtag avec moins de fils appelé swd qu’ils ne veulent pas forcément publier. les outils open source l'implémentent cependant. Il s’agit en théorie d’un jtag en série, les différents signaux jtag sont envoyés séquentiellement sur un fil plutôt que parallèlement sur de nombreux fils. je suppose qu’à l’intérieur de la partie, il est à nouveau parallélisé et alimente la logique Jtag normale. Cela a le désavantage d’ARM de vouloir le garder semi-secret, et les débogueurs jtag d’ARM étant une douleur royale à utiliser de toute façon. Donc, cela représente beaucoup de travail. Si / quand openocd le fait fonctionner, alors l'histoire peut être différente. Vous devez également vous préoccuper des épingles réutilisées et de ce qui se passe avec un noyau bloqué.
Un certain nombre de fournisseurs utilisent une solution dans laquelle ils ont une ou plusieurs zones de mémoire flash de démarrage, en fonction de la manière dont une broche, deux ou trois sont tirées, dépend de la mémoire flash à partir de laquelle vous démarrez. Vous pouvez donc démarrer à partir de la mémoire flash de l'utilisateur ou à partir d'une mémoire flash disposant au moins d'un chargeur de démarrage basé sur un port série ou d'un chargeur de démarrage basé sur usb. Pour chaque fournisseur, ces solutions logicielles peuvent varier et varient, les modifications du protocole série de manière subtile ou plus que subtile, la solution usb peut changer un peu. Le bon et le mauvais, c’est que certains de ces flashs peuvent être lus, vous pouvez donc choisir de changer le chargeur de démarrage série, c’est à la fois bon et mauvais, bon en ce sens que vous pouvez choisir de le personnaliser pour votre produit, dommage que ce soit possible. pour effacer accidentellement et brique la partie, au moins la brique pour cette interface.
Les outils Jtag coutaient des milliers de dollars, mais maintenant ils ne l’ont plus, pour environ 15 $, vous pouvez obtenir un panneau de discussion ftdi et le réutiliser avec openocd. Pour 50 $ plus ou moins, vous pouvez obtenir une solution usb basée sur ftdi qui fonctionne immédiatement avec openocd. Vous pouvez obtenir un lien J non commercial pour un montant compris entre 75 et 80 dollars. Et puis il y a ceux de plusieurs milliers de dollars qui sont rapides, sûrs mais ne valent pas l'argent en général. Vous les achetez quand vous êtes une énorme société avec beaucoup d’argent à dépenser et que vous voulez payer une pension alimentaire. Lorsque vous payez ces prix, vous obtenez le produit que vous souhaitez et vous obtenez immédiatement des réponses aux questions du support technique. Comme Linux gratuit vs Windows ou RHEL par exemple, le support linux est gratuit mais vous obtenez ce que vous obtenez. Quoi qu’il en soit, jtag est beaucoup plus attrayant,
Vous devriez avoir dans votre arsenal de débogage et de développement des outils jtag quand et où vous le souhaitez. sparkfun a une base usb basée sur ftdi sur des cartes série et les parties ftdi peuvent être réutilisées dans des gros bangers, vous pouvez les utiliser pour spi ou i2c ou pdi ou jtag ou d’autres interfaces. Obtenir idéalement des cartes conçues pour le bus / la pièce qui vous intéresse et utiliser le logiciel libre / open source qui va avec. Également en utilisant ces cartes série, disposant idéalement d’une alimentation de 3,3 V et de 5 V (environ 15 $ chacune que vous utilisez pour les lillypads et les arduino minis, etc.) pour la connexion à des ports série pour les différents micros dotés d’un protocole série. Je trouve plus facile d’écrire mon propre chargeur sur la base de ces protocoles, en particulier les personnes arduino / avr où la source du chargeur de démarrage est publiée et constitue un sous-ensemble considérable du standard supposé qu’elles prennent en charge. YMMV.
En bref, il n’existe pas de bonne solution, ils ont tous des avantages et des inconvénients. Soyez prêt à soutenir au moins deux d'entre eux. usb et serial ou usb et jtag ou jtag et serial, etc. Il suffit de poser des pastilles ou des trous pour les broches sur le tableau et de ne pas nécessairement les peupler. Pour votre développement personnel ou en laboratoire, disposez d'une suite complète d'outils et soyez prêt à passer de l'un à l'autre lorsque vous briquez des puces et devez récupérer des cartes ou pour développer votre propre chargeur de démarrage, micrologiciel USB, etc.
la source