Innokeny Gulev page on embedders.org

Отладочная плата на основе AT91SAM7X256

Отладочная плата на основе микроконтролера AT91SAM7X256 фирмы Atmel была создана для нужд ООО "СКБ "Пробанаучприбор". Плата предназначена для изготовления методом Лазерно-Утюжной Технологии (далее ЛУТ) и содержит только один слой (сторону), что позволяет её легко повторить радиолюбителям.

Состав платы

Плата содержит перечисленные ниже устройства и интерфейсные разъёмы:

• JTAG-разъём (20-контактный IDC, стандарт для ARM7) к которому может быть подключен, в частности, популярный адаптер Wiggler, подключаемый к параллельному порту ЭВМ;
• два RS-232 порта с аппаратным контролем потока (включают в себя сигналы RX, TX, RTS и CTS);
• ещё один RS-232 порт никуда не распаянный (возможно использование под DBGU);
• USB-порт (не USB-host контроллер);
• термометр AD7415 (интерфейс I²C), располагается прямо на печатной плате;
• стабилизаторы питания 5v и 3.3v (входное напряжение питания платы примерно 12v постоянного тока);
• кварцевый резонатор: 18.432МГц (для получения тактовой частоты 48МГц, необходимой для работы с USB, также встроенный в микроконтроллер загрузчик SAM-BA требует использования кварцевого резонатора данной частоты);
• разъём для подключения ЖКИ типа WG320240 фирмы Winstar, или аналогичного с параллельным интерфесом, и разъём для подключения светодиодной подсветки дисплея;
• разъём для подключения других устройств на шине SMBus (I²C, TWI) с питанием (+5 и +12 вольт);
  
• разъём для подключения одного внешнего аналогового сигнала и разъём для подключения одного выходного цифрового сигнала;
• пара светодиодов, кнопка "сброс" и всякие перемычки...

На плате используется микроконтроллер AT91SAMX256 в корпусе LQFP-100: расстояние между выводами — 0.5мм, ширина дорожки — 0.2мм.

Статус

Работа над платой закончена. Плата используется в работе.

Внешний вид

Внешний вид платы сверху и снизу представлен ниже. Изображения содержат ссылки на изображения в большем разрешении.

Вид снизу	Вид сверху

Рядом с платой размещается (см. фотографии) программатор Wiggler, собран по гибридной схеме, из нескольких разных источников… В настоящее время удалось добиться успешной работоспособности программатора с адаптером Wiggler при использовании OpenOCD в ОС Debian/Linux и с комплексом программ SAM-BA, через USB, в ОС Microsoft Windows.

Файлы

• Принципиальная схема отладочной платы:  AT91SAM7XTestBoard.pdf
• Размещенние элементов на плате: AT91SAM7XTestBoard_DESC.pdf
• Разводка платы в программе Sprint Layout^[*]: AT91SAM7XTestBoard_layout.lay
• Gerber-файл: at91sam7x_testboard.GBR
  
• Функциональное назначение портов контроллера (для программиста):  AT91SAM7XTestBoard_Circ_desc.pdf
  

Программирование микроконтроллера

Программирование внутреннего ЭСППЗУ (FLASH) микроконтроллера AT91SAM7X256 может осуществляться, помимо возможных прочих методов, следующими методами:

1. Через USB-порт и загрузчик (boot-loader) SAM-BA, размещённый в ПЗУ микроконтроллера.
   
2. С использованием JTAG-адаптера и специальной программы-монитора.

Оба метода описаны ниже.

SAMBA boot loader

Для использования SAM-BA содержимое ПЗУ должно быть скопировано в ЭСППЗУ, тогда Samba автоматически запускается после включения питания -- в таком виде микроконтроллеры поступают в продажу. Для программирования используется программное обеспечение распространяемое фирмой Atmel.

Данный способ удобен для массового программирования устройств содержащих USB-порт, но неудобен при отладке, поэтому далее не рассматривается.

JTAG-адаптер wiggler

JTAG-адаптер позволяет программировование и отладку, как на уровне исходных текстов, так и на уровне регистров микропроцессора. Широкую популярность приобрели так называемые адаптеры Wiggler, за то, что легко могут быть изготовлены самостоятельно и имеют хорошую поддержку со стороны программного обеспечения.

Для программирования описываемой выше платы был изготовлен адаптер Wiggler. Адаптер использовался совместно с программой-монитором OpenOCD, непосредственно управляющей адаптером, для программирования ЭСППЗУ микроконтроллера.

Разработка и отладка разрабатываемого ПО осуществлялась с помощью кросс-компилятора GCC (Gnu C Compiler) и отладчика на уровне исходных текстов GDB (Gnu Debugger).

Изготовление адаптера

Принципиальной схемы описываемого адаптера Wiggler не существует. Схема сразу непосредственно разводилась в программе Sprint Layout^[*].  Вы можете повторить адаптер на основе файла разводки адаптера Wiggler в Sprint Layout^[*]: wiggler1.lay.

Ссылки на программное обеспечение

• Компилятор, вспомогательные средства, отладчик GDB, кросс-версия для ARM7: для Linux и MacOS, для Microsoft Windows.
  
• Монитор OpenOCD.
• заметки по работе с микроконтроллерами на ядре ARM7 by Martin Thomas
  ().

Замечания касающиеся программы Sprint Layout

Информацию по программе Sprint Layout вы можете получить на сайте фирмы Abacom.

Просмотреть файлы созданные даной программой возможно используя бесплатный просмотрщик.

Авторство

Разработка платы -- И. Г. Гулев. Текст -- Kirill Frolov.

Авторы готовы вам ответить на некоторые вопросы по представленной теме. По программным вопросам: Kirill Frolov, всё что касается аппаратной части: И. Г. Гулев.

Контактная информация

Счётчик посещений: