MB-JTAG-TWICE

©MikloBitul. Cyprysowa 7/543-600 Jaworzno

www.miklobit.comsupport@miklobit.com

MB-JTAG-TWICE JTAG + ISP dla AVR

rev. 1.1 2006.03.10

Spis treści

1.Wprowadzenie.................................................................................................................. 3 2.Interfejs JTAG.................................................................................................................. 4

2.1 .Złącze interfejsu JTAG ........................................................................................... 4 2.2 .Uruchamianie programu przy użyciu MB-JTAG-TWICE................................................. 5 2.3 .Aktualizacja oprogramowania wewnętrznego JTAG..................................................... 8

3.Interfejs ISP..................................................................................................................... 9 3.1 .Złącza interfejsu ISP.............................................................................................. 9 3.2 .Połączenie MB-JTAG-TWICE do pracy z interfejsem ISP ............................................ 10 3.3 .Programowanie ISP przy użyciu MB-JTAG-TWICE..................................................... 10 3.4 .Aktualizacja oprogramowania wewnętrznego ISP...................................................... 12

4.Prawa autorskie i gwarancje............................................................................................. 14 5.Kontakt......................................................................................................................... 14

MB-JTAG-TWICE

1. Wprowadzenie

MB-JTAG-TWICE jest urządzeniem , które łączy w sobie funkcjedebuggera/emulatora oraz programatora ISP. Służy do programowania i uruchamiania wukładzie (on-chip) programów przy użyciu wszystkich 8-mio bitowych mikrokontrolerówAVR wyposażonych w interfejs JTAG lub ISP.

Najważniejsze cechy debuggera-programatora MB-JTAG-TWICE

Interfejs JTAG ( praca z protokołem AVR JTAG ICE ) Interfejs ISP ( praca z protokołem STK500 v2. ) Automatycznie rozpoznaje aktywny interfejs ( JTAG lub ISP ) Oprogramowanie dla Windows (Avr Studio) oraz Linux ( AvaRICE ) Połaczenie z komputerem PC przez RS-232 Emulacja wszystkich cyfrowych i analogowych funkcji mikrokontrolera Podglądanie stanu pamięci oraz rejestrów kontrolera Testowanie stanu wyprowadzeń zewnętrznych kontrolera Możliwość zakładania pułapek w pamięci programu jak również w pamięci danych Debugowanie na poziomie kodu żródłowego - obsługa asemblera oraz języków

wysokiego poziomu Napięcie zasilania 2.7-5.5 V Zasilanie z układu docelowego lub z zewnętrznego zasilacza 3-5V ( poprzez

adapter ) Aktualizacja oprogramowania JTAG z poziomu AvrStudio Aktualizacja oprogramowania ISP przy użyciu programu “Uploader”

Obsługiwane mikrokontrolery - interfejs JTAG :

ATmega16, Atmega162, ATmega169, ATmega32, ATmega323, ATmega64,ATmega128, AT90CAN128

Obsługiwane mikrokontrolery - interfejs ISP :

ATmega16, ATmega169, ATmega32, ATmega323, ATmega64, ATmega128,AT90CAN128, AT90CAN64, AT90CAN32, AT90PWM2, AT90PWM3, AT90S1200,AT90S2313, AT90S2323, AT90S2343, AT90S4414, AT90S4433, AT90S4434, AT90S8515,AT90S8535, Atmega103, Atmega161, Atmega162, ATmega165, ATmega168,ATmega2560, ATmega2561, ATmega325, ATmega3250, ATmega329, ATmega3290,ATmega406, ATmega48, Atmega640, Atmega644, ATmega645, ATmega649,ATmega6490, ATmega8 , ATmega8515, Atmega8535, ATmega88, ATtiny11, ATtiny12,ATtiny13, Attiny15, ATtiny22, ATtiny2313, ATtiny24, ATtiny26, ATtiny28, Attiny45,AT86RF401, AT89S51, AT89S52,

Zawartość zestawu

Debugger-programator MB-JTAG-TWICE kabel taśmowy 1m do złącza JTAG/ISP Adapter ze złączami ISP 6pin/10pin oraz gniazdem zewnętrznego zasilacza Płyta CD z dokumentacją i oprogramowaniem

3

MB-JTAG-TWICE

Wprowadzenie

2. Interfejs JTAG

JTAG jest 4-ro bitowym interfejsem kompatybilnym ze standardem IEEE 1149.1.Standard ten został opracowany w celu dostarczenia efektywnej metody testowaniajakości połączeń w gotowych układach elektronicznych. JTAG w układach AVR posiadarozszerzoną funkcjonalność o możliwość programowania pamięci układu orazdebuggowania programu.

MB-JTAG-TWICE z interfejsem JTAG może pracować po systemem Windows( program Avr Studio ) oraz Linux ( program AvaRICE )

2.1 . Złącze interfejsu JTAG

pin I/O identification description

1 I TCK Sygnał zegarowy z MB-JTAG-ICE do portu JTAG

2 PWR GND Masa układu

3 O TDO Wyjście danych z portu JTAG do MB-JTAG-ICE

4 PWR VTG Napięcie zasilania z uruchamianego układu

5 I TMS Sygnał wyboru trybu pracy z MB-JTAG-ICE do portu JTAG

6I/O RST Sygnał RESET z MB-JTAG-ICE. Do zerowania

uruchamianego układu

7PWR VTG Napięcie zasilania dla MB-JTAG-ICE z uruchamianego

układu (2.7 – 5.5 V)

8 - NC Nie podłączony

9 I TDI Wejście danych z MB-JTAG-ICE do portu JTAG

10 PWR GND Masa układu

Interfejs JTAG 4

MB-JTAG-TWICE

1 2

GNDVTGRSTNCGND

TCKTDOTMSVTGTDI

9 10

2.2 . Uruchamianie programu przy użyciu MB-JTAG-TWICE 2.2.1 . Pułapki sprzętowe i programowe

Rejestry interfejsu JTAG w kontrolerach Atmel umożliwiają ustawienie maksymalnie 4sprzętowych punktów przerwania programu, tzw. pułapek (ang. breakpoints ). Jedna znich jest używana przez AvrStudio do trybu pracy krokowej, do dyspozycji użytkownikapozostają 3. Pułapki te można używać w następujących kombinacjach:

3 pułapki w pamięci programu 1 pułapka w pamięci programu i 2 pułapki w pamięci danych 1 pułapka w pamięci programu i 1 maskowana pułapka w pamięci SRAM 1 pułapka w pamięci programu i 1 maskowana pułapka w pamięci FLASH

Pułapki sprzętowe pozwalają na uruchamianie programu z pełną szybkością procesora.

Niektóre wersje kontrolerów Atmel obsługują instrukcję programową „break”. Przyużyciu tej instrukcji możliwe jest użycie nieograniczonej ilości pułapek programowych.Ponieważ realizacja takiej pułapki polega na zastąpieniu aktualnej instrukcji w pamięciprogramu przez instrukcję break, ten tryb uruchamiania jest znacznie wolniejszy( konieczność wielokrotnego przeprogramowania pamięci programu ).

Jeśli dostępne są pułapki programowe AvrStudio będzie domyślnie optymalizowaćproces uruchamiania, tak aby w pierwszej kolejności wykorzystane były pułapkisprzętowe. Jeśli pułapki programowe są niedostępne, próba ustawienia w programiewięcej niż 3 pułapek wywoła komunikat.

Pułapki w pamięci danych mogą być uzywane w jednym z trzech trybów:

Wyzwolenie pułapki tylko po wykonaniu odczytu wskazanego adresu Wyzwolenie pułapki tylko po wykonaniu zapisu wskazanego adresu Wyzwolenie pułapki zarówno po odczycie jak i po zapisie do pamięci

Wybrany tryb można ustawić w opcjach debuggera.Możliwe jest też podanie maskiadresów dla których pułapki będą aktywne.

2.2.2 . Przygotowanie układu do pracy

Zakładamy, że użytkownik posiada znajomość obsługi programu AvrStudio. Więcejinformacji na ten temat znajduje się w interaktywnej pomocy dołączonej do AvrStudio. Wtym miejscu podajemy informacje specyficzne dla współpracy z MB-JTAG-TWICE.

Urządzenie należy podłączać do komputera PC oraz uruchamianego układu przywyłączonym zasilaniu. Od strony komputera PC MB-JTAG-TWICE podłączamy dowolnego portu COM. Do uruchamianego układu należy połączyć złącze na taśmie. Jeśligniazdo JTAG nie jest wyposażone w otwór prowadzący, należy przy podłączaniu zwrócićuwagę na położenie „klucza” wtyku ( strzałka na wtyku powinna wskazywać pin nr 1).

Odwrotne włączenie może spodowować uszkodzenie debuggera i/lub uruchamianegoukładu.

MB-JTAG-TWICE

5 Interfejs JTAG

Jeśli na złączu JTAG uruchamianego układu dostepne jest napięcie zasilania (2.7-5.5V), debugger należy połączyć zgodnie z poniższym rysunkiem:

Jeżeli zasilanie z układu uruchamianego jest niedostępne, należy podłączyć MB-JTAG-TWICE przy użyciu dołączonego adaptera, i podłączyć zewnetrzny zasilacz (3-5V):

Po połączeniu należy uruchomić komputer PC a następnie włączyć zasilanie wuruchamianym układzie. Czerwona dioda LED powinna zaświecić przez ok. 1 sekundę.Oznacza to poprawną pracę MB-JTAG-TWICE. Na końcu uruchamiamy programAvrStudio.

2.2.3 . Nawiązanie połączenia

Po uruchomieniu, AvrStudio wyświetli okno dialogowe w celu wybrania projektu.Można wykorzystać przykładowy progam „led.cof” znajdujący się na płycie CD w katalogu„example”. Następnie należy wybrać JTAG ICE jako platformę do uruchamiania, orazwersję używanego kontrolera avr i numer używanego portu COM ( lub pozostawić opcjęAUTO ).

Interfejs JTAG

MB-JTAG-TWICE

6

Po załadowaniu programu, AvrStudio automatycznie programuje kontroler wuruchamianym układzie i przechodzi w tryb śledzenia programu wyświetlając okno zkodem żródłowym. Jeżeli komunikacja z MB-JTAG-TWICE została nawiązana, ale dozłącza JTAG nie został podłączony żaden układ, lub też w uruchamianym kontrolerze niezostał zaprogramowany bit zezwolenia dla interfesju JTAG, AvrStudio wyświetli okno zinformacją o możliwych przyczynach problemu.

2.2.4 . Opcje debuggera

Aby zmienić opcje debuggera podczas uruchamiania układu należy wybrać z menupozycję: Debug -> JTAC ICE Options. Dla zapewnienia prawidłowej komunikacji pomiędzyMB-JTAG-TWICE i AvrStudio częstotliwość (w zakładce „Connection” ) powinna byćustawiona na wartość równą lub mniejszą niż ¼ zegara procesora w uruchamianymukładzie.

W przypadku problemów z nawiązaniem połaczenia z MB-JTAG-TWICE można teżustawić mniejszą niż domyślna szybkość pracy portu szeregowego.

Zakładka „Debug” umożliwia wybranie m.in. metody programowania kontrolera przedrozpoczęciem pracy. Domyślnie po każdorazowym załadowaniu pliku wynikowegowykonywana jest operacja programowania kontrolera. Opcję tę można zmienić tak abyreprogramowanie następowało tylko po po modyfikacji pliku wynikowego. Wydłuży tożywotność kontrolera w uruchamianym układzie.

W zakładce „Breakpoints” ustawiamy tryb pracy dla pułapek programowych oraz ew.maskę adresów.

Zakładka „Status” pokazuje aktualną wersję oprogramowania zawartego w MB-JTAG-TWICE oraz wersję kontrolera podłączonego do interfejsu JTAG.

MB-JTAG-TWICE

7 Interfejs JTAG

2.3 . Aktualizacja oprogramowania wewnętrznego JTAG

MB-JTAG-TWICE pozwala na automatyczną aktualizację oprogramowania JTAG wmomencie gdy zainstalowana wersja AvrStudio posiada wersję nowszą niż programator.

Jeśli po wybraniu sesji debugowania lub programowania pojawi się okno

należy nacisnąć przycisk „OK” a w kolejnym oknie „Flash/Program”

Po skończonej aktualizacji należy wyłączyć i włączyć zasilanie MB-JTAG-TWICE jakrównież uruchomić ponownie AvrStudio.

Interfejs JTAG

MB-JTAG-TWICE

8

3. Interfejs ISP

MB-JTAG-TWICE w trybie ISP używa do komunikacji z komputerem PC protokołuSTK500 v.2 i może pracować z każdym oprogramowaniem, które działa z oryginalnymzestawem STK500, m.in Avr Studio, CodeVision i inne. Niektóre funkcje przeznaczone dlaSTK500 ( np. regulacja napięcia zasilania układu lub częstotliwości zegara ) sąniedostępne podczas pracy z MB-JTAG-TWICE.

3.1 . Złącza interfejsu ISP

Do programowania w trybie ISP służy płytka adaptera wyposażona w dwa złącza: 10

pin oraz 6 pin:

10-pin 6-pin I/O Sygnał Opis

1 4I/O MOSI Dane odbierane – podłączyć do lini MOSI

mikrokontrolera

2 2PWR VTG Napięcie zasilania z programowanego układu:

2.7 v – 5.5 v

3 - I/O PROG Stan niski podczas programowania ( sterowanie diodą LED lub multiplekserem wprogramowanym układzie )

5 5 I/O RST Reset – podłączyć do lini RST mikrokontrolera

7 3 I/O SCK Zegar – podłączyć do lini SCK mikrokontrolera

9 1I/O MISO Dane nadawane - – podłączyć do lini MISO

mikrokontrolera

4,6,8,10 6 PWR GND Masa

MB-JTAG-TWICE

9 Interfejs ISP

1 2

VTGGNDGNDGNDGND

MOSIPROG

RSTSCK

MISO

9 10

VTGMOSIGND

MISOSCKRST

1 2

5 6

3.2 . Połączenie MB-JTAG-TWICE do pracy z interfejsem ISP

Poniższe rysunki ilustrują połaczenie programatora w przypadku stosowania złącza ISP10-pin oraz 6-pin .

Jeśli na złaczu ISP w układzie programowanym napięcie zasilania jest niedostępne,MB-JTAG-TWICE może być zasilany z zewnętrznego zasilacza poprzez płytkę adaptera.

Po włączeniu zasilania, dioda LED będzie świecić przez ok. 1 sekundę, co oznaczagotowość urządzenia do pracy. Dioda LED będzie również świecić w czasie operacjiprogramowania ISP.

3.3 . Programowanie ISP przy użyciu MB-JTAG-TWICE

Do programowania poprzez interfejs ISP może byc użyty program AvrStudio. Aktualnawersja AvrStudio znajduje się na dołączonej płycie CD w katalogu „PC software”. Dopracy z MB-JTAG-TWICE nalezy w AvrStudio wybrać dialog programowania STK500:

Interfejs ISP

MB-JTAG-TWICE

10

Oprogramowanie wewnętrzne MB-JTAG-TWICE automatycznie rozpoznajewybrany w AvrStudio typo połączenia ( JTAG lub STK500). Rozpoznanie interfejsunastępuje podczas pierwszego połączenia z PC po włączeniu zasilania. Wybrany interfejsjest aktywny aż do wyłączenia zasilania. Aby przełączyć MB-JTAG-TWICE w inny trybpracy, należy wyłaczyć i ponownie włączyć zasilanie programatora.

Szczegółowe informacje n.t. dostępnych opcji w czasie programowania ISPznajdują się w pomocy do AvrStudio ( menu „Help” ). Informacje zawarte są wrozdziale „STK500 User Guide” -> „Frontend software”.

MB-JTAG-TWICE

11 Interfejs ISP

3.4 . Aktualizacja oprogramowania wewnętrznego ISP

MB-JTAG-TWICE pozwala na aktualizację oprogramowania do obsługi interfejsu ISP.Nie należy korzystać z aktualizacji dostarczonych razem z AvrStudio. Aktualizacje sądostępne na stronie internetowej MikloBit ( katalog “Elektronika/Do probrania” ). Dozaładowania oprogramowania ISP służy program Uploader który znajduje sie na płycieCD, w katalogu MB-JTAG-TWICE.

Aby wykonać aktualizację oprogramowania należy:

• Pobrać ze strony MikloBit archiwum “mb_jtag_twice_isp_vX.X.zip” i rozpakować zniego plik z rozszerzeniem .hex

• Uruchomić program Uploader.exe• Podłączyć MB-JTAG-TWICE do portu COM w komputerze PC oraz do zasilania

( z uruchamianego układu lub z zasilacza poprzez adapter )• W programie Uploader wybrać port COM do którego podłączony jest MB-JTAG-

TWICE, wskazać lokalizację na dysku gdzie znajduje się plik .hex i uruchomićaktualizację przyciskiem “Program”

Po skończonej aktualizacji należy wyłączyć i włączyć zasilanie MB-JTAG-TWICE.

Interfejs ISP

MB-JTAG-TWICE

12

Jeśli zostanie zainstalowana nowsza wersja AvrStudio i po wywołaniu dialogu STK500zostanie wyświetlony komunikat o konieczności aktualizacji:

należy wybrać opcję „Anuluj”. Aby komunikat nie pojawiał sie proszę wykonaćnastepujące czynności:

• uruchomić program RegEdit ( z menu Start/Uruchom )• odszukać w rejestrze klucz

HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Atmel\AVRTools\STK500 • Zmienić wartości typu DWORD na numery wersji która jest oczekiwana, w tym

przypadku 2.04:• VersionMajor na 0x02• VersionMinor na 0x04

• zakończyć program RegEdit• uruchomić ponownie AvrStudio

MB-JTAG-TWICE

13 Interfejs ISP

4. Prawa autorskie i gwarancje

Prawa autorskie do oprogramowania JTAG zawartego wewnątrz MB-JTAG-TWICE,jak również do oprogramowania AvrStudio należą do firmy Atmel.

Prawa autorskie do oprogramowania ISP zawartego wewnątrz MB-JTAG-TWICEnależą do firmy MikloBit.

MikloBit gwarantuje zgodność produktu z wydaną specyfikacją, a jednocześnieinformuje, że nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody powstałe bezpośredniolub pośrednio w wyniku użycia lub nieprawidłowego działania produktu.

MikloBit zastrzega sobie prawo do modyfikacji niniejszej specyfikacji bez uprzedzenia.

5. Kontakt

MikloBitul. Cyprysowa 7/543-600 Jaworzno

www.miklobit.comsupport@miklobit.com

tel. 0 603 196 171tel./fax 0 32 616 40 82

Prawa autorskie i gwarancje

MB-JTAG-TWICE

14