Какие системы программирования вам известны опишите их назначение

6 — и 10-контактный AVR ISP заголовки

Внутрисистемное программирование (ISP). Также называемое внутрисхемным последовательным программированием (ICSP),-это способность некоторых программируемых логических устройств, микроконтроллерови других встроенных устройств программироваться во время установки в полную систему . А не требовать программирования чипа до его установки в систему. Он позволяет доставлять обновления микропрограммного обеспечения в встроенную память микроконтроллеров и связанных с ними процессоров. Не требуя специальной программной схемы на печатной плате. И упрощает проектные работы.

]

Существует несколько взаимоисключающих протоколов внутрисистемного программирования для программирования микроконтроллерных устройств. Включая микроконтроллеры PIC, AVRи пропеллер Parallax. ICSP была в основном реализована с помощью технологии микрочипов для программирования устройств PIC и dsPIC.

Основное преимущество этой функции заключается в том. Что она позволяет производителям электронных устройств интегрировать программирование и тестирование в единую производственную фазу и экономить деньги. А не требовать отдельного этапа программирования перед сборкой системы. Это может позволить производителям программировать чипы в производственной линии своей собственной системы вместо того. Чтобы покупать предварительно запрограммированные чипы у производителя или дистрибьютора. Что делает возможным применение изменений кода или дизайна в середине производственного цикла.

Микроконтроллеры обычно припаяны непосредственно к печатной плате и. Как правило. Не имеют схемы или места для большого внешнего кабеля программирования к другому компьютеру.

Как правило. Микросхемы. Поддерживающие ISP. Имеют внутреннюю схему для генерации любого необходимого программного напряжения из нормального напряжения питания системы и связи с программатором по последовательному протоколу.

Большинство программируемых логических устройств используют вариант протокола JTAG для ISP. Чтобы облегчить интеграцию с автоматизированными процедурами тестирования. Другие устройства обычно используют проприетарные протоколы или протоколы. Определенные более старыми стандартами. В системах достаточно сложных для того чтобы требовать умеренно большой клеевой логики Разработчики могут реализовать управляемую JTAG программную подсистему для устройств. Не являющихся JTAG. Таких как флэш-память и микроконтроллеры. Что позволяет выполнять всю процедуру программирования и тестирования под управлением одного протокола.

Начиная с начала 90-х годов мы стали свидетелями важной технологической эволюции в архитектуре микроконтроллеров. Сначала они были реализованы в двух возможных решениях: с OTP (однократно программируемым) или с памятью EPROM. В этих технологиях процесс стирания памяти требует. Чтобы чип подвергался воздействию ультрафиолетового света через специальное окно над упаковкой. В 1993 году компания Microchip Technology представила первый микроконтроллер с памятью EEPROM: PIC16C84. Память EEPROM может быть электрически стерта.

Эта функция позволила снизить затраты на реализацию. Удалив окно стирания над пакетом и инициировав технологию внутрисистемного программирования. С помощью ISP процесс прошивки может быть выполнен непосредственно на плате в конце производственного процесса. Эта эволюция дала возможность унифицировать этап программирования и функционального тестирования. А также в производственных средах и начать предварительное производство плат. Даже если разработка микропрограммного обеспечения еще не завершена. Таким образом. Можно было исправить ошибки или внести изменения позже.

В том же году, Atmel разработала первый микроконтроллер с флэш-памятью. Более простой и быстрый в программировании и с гораздо более длительным жизненным циклом по сравнению с памятью EEPROM.

Микроконтроллеры. Поддерживающие ISP. Обычно снабжены контактами. Используемыми периферийным устройством последовательной связи для взаимодействия с программатором. Памятью Flash/EEPROM и схемой. Используемой для подачи напряжения. Необходимого для программирования микроконтроллера. Коммуникационное периферийное устройство. В свою очередь. Подключено к программирующему периферийному устройству. Которое предоставляет команды для работы с флэш-памятью или памятью EEPROM.

При проектировании электронных плат для программирования ISP необходимо учитывать некоторые рекомендации. Чтобы фаза программирования была как можно более надежной. Некоторые микроконтроллеры с небольшим количеством контактов разделяют линии программирования с линиями ввода-вывода. Это может быть проблемой. Если при проектировании платы не будут приняты необходимые меры предосторожности; устройство может пострадать от повреждения компонентов ввода-вывода во время программирования. Кроме того, важно подключить линии ISP к

высокому импедансу схемотехника как для того. Чтобы избежать повреждения компонентов программатором. Так и потому. Что микроконтроллер часто не может обеспечить достаточный ток для управления линией. Многие микроконтроллеры нуждаются в специальной линии СБРОСА для входа в режим программирования. Необходимо обратить внимание на ток. Подаваемый для линейного вождения. И проверить наличие сторожевых собак подключается к линии СБРОСА. Которая может сгенерировать нежелательный сброс и. Таким образом. Привести к сбою программирования. Более того, некоторые микроконтроллеры нуждаются в более высоком напряжении для входа в режим программирования и. Следовательно. Необходимо проверить. Что это значение не ослаблено и что это напряжение не передается другим компонентам на плате.

Промышленное применение

Процесс внутрисистемного программирования происходит на заключительном этапе производства продукта и может выполняться двумя различными способами в зависимости от объемов производства.

В первом способе соединитель вручную подключается к программатору. Это решение предполагает участие человека в процессе программирования. Который должен подключить программатор к электронной плате с помощью кабеля.

Следовательно. Это решение предназначено для низких объемов производства.

Второй метод использует тестовые точки на доске. Это специальные области. Расположенные на печатной плате или печатнойплате . Которые электрически соединены с некоторыми электронными компонентами на плате. Тестовые точки используются для выполнения функциональных тестов компонентов. Установленных на плате. Иольку они подключены непосредственно к некоторым выводам микроконтроллера. Они очень эффективны для ISP. Для средних и высоких объемов производства использование тестовых точек является лучшим решением. Так как позволяет интегрировать этап программирования в сборочную линию.

В производственных линиях доски помещаются на основание гвоздей. Называемое креплением. Последние интегрируются. Исходя из объемов производства. В полуавтоматические или автоматические испытательные системы. Называемые АТЭ – автоматическим испытательным оборудованием Приспособления специально разработаны для каждой платы — или. Самое большее. Для нескольких моделей. Похожих на ту плату. Для которой они были разработаны. – поэтому они взаимозаменяемы в системной среде. Где они интегрированы .

Испытательная система. Как только доска и приспособление помещены в положение. Имеет механизм для того чтобы положить в контакт иглы приспособления с испытательными точками на доске для того чтобы испытать. Система, к которой он подключен или непосредственно интегрирован внутри. Программист ISP. Для этого нужно запрограммировать устройство или устройства. Установленные на плате: например. Микроконтроллер и/или последовательную память.

Для большинства микроконтроллеров с микрочипами программирование ICSP выполняется с использованием двух выводов: clock (PGC) и data (PGD). В то время как на выводе Vpp/MCLR присутствует высокое напряжение (12 В).

Программирование низкого напряжения (5 В или 3,3 В) обходится без высокого напряжения. Но оставляет за собой исключительное использование вывода ввода-вывода. Однако для более новых микроконтроллеров. В частности семейств микроконтроллеров PIC18F6XJXX/8XJXX. Вход в режимы ICSP немного отличается.[2] Вход в режим ICSP Program/Verify требует следующих трех шагов:

  1. Напряжение на короткое время подается на вывод MCLR (master clear).
  2. 32-битная ключевая последовательность представлена на PGD.
  3. Напряжение снова подается на MCLR.

Микрочип PICkit ICSP программатор

Отдельная часть оборудования. Называемая программатором. Требуется для подключения к порту ввода-вывода ПК с одной стороны и к PIC с другой.

Ниже приведен список функций для каждого основного типа программирования:

  1. Параллельный порт — большой громоздкий кабель. Большинство компьютеров имеют только один порт. И может быть неудобно менять кабель программирования с подключенным принтером. Большинство ноутбуков новее 2010 года не поддерживают этот порт. Программирование параллельных портов происходит очень быстро.
  2. Последовательный порт (COM-порт) — в свое время самый популярный метод.

    Последовательные порты обычно не имеют достаточного напряжения питания для программирования цепи. Большинство компьютеров и ноутбуков новее 2010 года не поддерживают этот порт.

  3. Разъем (входящий или выходящий из схемы) — процессор должен быть либо снят с печатной платы. Либо к чипу должен быть прикреплен зажим. Что делает доступ проблематичным.
  4. USB — кабель-Небольшой и легкий. Имеет поддержку источника напряжения. И большинство компьютеров имеют дополнительные доступные порты. Расстояние между программируемой схемой и компьютером ограничено длиной USB — кабеля- обычно оно должно быть меньше 180 см. Это может сделать программирующие устройства глубоко в машинах или шкафах проблемой.

Программисты ICSP обладают многими преимуществами. Основными из которых являются размер. Доступность компьютерного порта и источник питания. Из-за различий в схеме межсоединений и целевой схеме. Окружающей микроконтроллер. Нет программатора. Который работал бы со всеми возможными целевыми схемами или межсоединениями. Microchip предоставляет подробное руководство по программированию ICSP[3] Многие сайты предоставляют примеры программирования и схем.

PICs программируются с использованием пяти сигналов (шестой вывод Данные передаются по двухпроводной синхронной последовательной схеме. Еще три провода обеспечивают программирование и питание микросхемы. Тактовый сигнал всегда контролируется программатором.

Типичная программная коммуникация

Сигналы и распиновка

Рис icsp.jpg

Типичные соединения микросхем
  • Vpp — Напряжение режима программирования. Это должно быть связано с выводом MCLR или выводом Vpp дополнительного порта ICSP. Доступного на некоторых фотографиях с большим количеством контактов. Чтобы перевести PIC в режим программирования. Эта линия должна находиться в заданном диапазоне. Который варьируется от PIC к PIC. Для 5 -вольтовых фото это всегда на некоторую величину выше Vddи может достигать 13,5 В. Только 3,3 В PICs. Такие как серии 18FJ, 24H и 33F. Используют специальную сигнатуру для входа в режим программирования, а Vpp-это цифровой сигнал. Который находится либо на земле. Либо на Vdd. Нет ни одного напряжения V pp. Которое находится в пределах допустимого Vpp диапазон всех фотографий. На самом деле. Минимальный необходимый уровень V pp для некоторых фотографий может повредить другие фотографии.
  • Vdd — Это положительная входная мощность на РИС. Некоторые программисты требуют. Чтобы это обеспечивалось схемой (схема должна быть хотя бы частично включена). Некоторые программисты ожидают. Что сами будут управлять этой линией и потребуют. Чтобы схема была выключена. В то время как другие могут быть сконфигурированы в любом случае (например. Микрочип ICD2). Программисты Embed Inc рассчитывают сами управлять линией Vdd и требуют. Чтобы целевая схема была выключена во время программирования.
  • Vss — Отрицательная входная мощность на ПИК и нулевой опорный вольт для остальных сигналов. Напряжения других сигналов неявно относятся к Vss.
  • ICSPCLK — Тактовая линия последовательного интерфейса передачи данных. Эта линия качается от GND к Vdd и всегда управляется программистом. Данные передаются по падающему краю.
  • ICSPDAT — Последовательная линия передачи данных. Последовательный интерфейс является двунаправленным. Поэтому эта линия может управляться либо программатором. Либо PIC в зависимости от текущей операции. В любом случае эта линия качается от GND к Vdd. Бит передается по падающему краю PGC.
  • AUX/PGM — Более новые контроллеры PIC используют этот вывод для включения программирования низкого напряжения (LVP). Удерживая PGM на высоком уровне. Микроконтроллер перейдет в режим LVP. Микроконтроллеры PIC поставляются с включенным LVP, поэтому. Если вы используете совершенно новый чип. Вы можете использовать его в режиме LVP. Единственный способ изменить режим-это использовать высоковольтный программатор. Если вы программируете микроконтроллер без подключения к этому контакту. Режим остается неизменным.

Распиновка RJ11

Промышленный стандарт использования розеток RJ11 с программатором ICSP поддерживается компанией Microchip. На рисунке представлена информация. Содержащаяся в их технических паспортах. Однако здесь есть место для путаницы. Листы данных PIC показывают перевернутую розетку и не дают наглядного представления о распиновках. Поэтому неясно. На какой стороне розетки расположен вывод 1. Приведенная здесь иллюстрация непроверена, но использует стандартную распиновку телефона (штекер/розетка RJ11 была первоначально разработана для проводных настольных телефонов).

RJ11 к программатору ICSP PIC