А. Юдин,
Объединенный технико-консультационный центр по микроэлектронике
info [at] otkcm . ru
В статье рассматриваются особенности применения интегрированной среды разработки RIDE компании Raisonance для программирования и отладки приложений, основанных на семействе конфигурируемых систем на кристалле µPSDxx компании STMicroelectronics.
До недавнего времени разработчикам для отладки приложений на базе конфигурируемых систем µPSDxx компании STMicroelectronics предлагались только аппаратно-программные средства KEIL SOFTWARE. Рост популярности µPSDxx привел к тому, что и другие крупнейшие мировые производители инструментальных средств разработки стали предлагать различные продукты для отладки приложений с использованием семейства конфигурируемых систем на кристалле µPSDxx компании STMicroelectronics. Так американская компания RAISONANCE в тесном сотрудничестве с STMicroelectronics (ST) разработала отладочные комплекты аппаратно-программных средств, которые, кроме микроконтроллеров Atmel (AT89Cxxx), Philips, Triscend и др. адаптированы и для µPSD33xx.
В состав данных средств входят:
- Программатор RLINK-ST, подключаемый к порту USB компьютера и обеспечивающий программирование через интерфейс JTAG.
-
Программное обеспечение Rkit-51 в составе:
- Демонстрационные средства компилятора RC51 (с ограничением размера программы до 4 кбайт), ассемблер MA-51, компоновщик LX51 и симулятор SIMICE-51. Все эти средства интегрированы в состав среды разработки Raisonance IDE (RIDE).
- Полнофункциональный отладчик (работающий с RLINK-ST) для устройств µPSD33xx, который также интегрирован в RIDE. Этот отладчик обеспечивает отладку как уже существующих приложений полученных с использованием среды RIDE, так и разработанных с другими компиляторами 8051.
Программатор RLINK-ST (в отличие от FLASHLINK-ST) может использоваться для выполнения различных задач: программирования (стирание / программирование / тестирование кристалла на наличие программы), которое может производится от RIDE или от PSDsoft Express, и отладки программы приложения (только от RIDE). RLINK-ST - это полно скоростное USB устройство (12 Mбит/с).
Перед разработкой программного продукта для µPSD с использованием среды RIDE необходимо сначала сконфигурировать µPSD, включая логику (PLD) с использованием инструментальных средств PSDsoft Express компании ST. Данный этап был подробно рассмотрен ранее в целом ряде статей. Порядок разработки проектов и конфигурирования устройств µPSD изложен в документации PSDsoft Express, которая доступна на сайте компании ST www.st.com/psd .
Важно иметь в виду, что для программирования µPSD с использованием среды RIDE необходимо сначала инсталлировать PSDsoft Express 8.10 или более позднюю версию. PSDsoft Express является основным средством для программирования / стирания µPSD33xx с использованием RLINK-ST. Тем не менее, RIDE так же обеспечивает основные команды, которые могут обрабатываться и без открытия среды PSDsoft Express.
Перед запуском среды RIDE необходимо уже иметь законченный проект, разработанный с использованием среды PSDsoft Express. Можно запускать RIDE и для отладки программы отдельного устройства µPSD. Иначе, необходимо описать интерфейс последовательного опроса JTAG, используя окно "JTAG/ISP" среды PSDsoft Express.
Порядок создания нового проекта в RIDE и работы симулятора ничем не отличается от других подобных средств, а в случае необходимости можно воспользоваться документацией доступной из основного меню среды HELP|PDF. В составе документации отладочных комплектов для µPSD имеются характерные примеры, которые находятся в папке:
C:RIDEEXAMPLES8051DERIVATIVESST_uPSD...
Можно открыть один из имеющихся примеров и рассмотреть его конфигурацию. Некоторые из примеров имеют слишком большие размеры для демонстрационной (или “evaluation”) версии RIDE. Поэтому, если нет полной версии RIDE, можно использовать только две демонстрационные версии: pwm_adc и dblink_leds.
Опции раздела "JTAG Device Chain Description" предназначены описания для используемых цепей JTAG. При использовании отладочного комплекта dk3300 (или 3400) это поле должно соответствовать изображенному на рисунке 1.
Рис. 1 Окно "Debug | Options"
Заметим, что при использовании микросхем семейства uPSD32xx необходимо использовать заказной файл .jci и необходимо не отмечать функцию отладки "Debug".
С помощью окна "uPSD debugger options" достигаются две различные цели: определяются параметры настройки загрузчика, который вызывается отладчиком в начале каждого сеанса отладки, и выполняются некоторые простые команды программирования. Для обеих этих целей используется выбор параметров “Full Chip” или “Flash Sectors only”. Поэтому, после программирования/стирания в среде RIDE состояние выбранных параметров сохраняется для следующих сеансов отладки.
Средства отладки встроены в RIDE. Для начала отладки проекта, который был создан в среде RIDE, выбирают параметр “Debug | Start” на панели основного меню среды или же используют функцию контекстного меню отладчика "Debug Options", при вызове которой открывается окно "Debug Options".
Для создания нового проекта в RIDE при проектировании uPSD рекомендуется выполнить несколько стандартных действий, аналогичных для любой среды разработки. Здесь же мы отметим необходимость запуска PSDsoft, открытия файла "project.ini" расположенного в каталоге PSDsoft и конфигурирования микросхемы uPSD. После конфигурирования uPSD в среде PSDsoft можно приступить к программированию устройства или выйти из среды PSDsoft. Среда RIDE будет использовать самую последнюю конфигурационную информацию, сохраненную в PSDsoft для дальнейшего программирования и конфигурирования системы uPSD.
Очень важно чтобы адреса, специфицированные в PSDsoft для Flash, SRAM и CSIOP, соответствовали информации указываемой при выборе различных опций в среде RIDE, а также соответствовали бы адресам, используемым в исходном коде программы проекта. Для всех трех описаний распределения адресов должно быть однозначное соответствие.
Среда RIDE IDE позволяет комбинировать формирование проекта с отладкой имеющегося приложения. Однако, можно и просто отладить приложение, которое было написано и откомпилировано с использованием среды RIDE.
Отметим, что не все периферийные устройства µPSD могут имитироваться средой RIDE. Список периферийных устройств, симулируемых средой RIDE, имеется в окне "Project|Debugger".
Файл проекта “project.ini” – это файл, который постоянно ассоциирован со всей информацией имеющей отношение к проекту, разработанному с использованием PSDsoft Express. Объединение – это действие по создания OSF файла с использованием INI файла, сгенерированного PSDsoft Express. OSF файл - файл, содержащий код, который будет загружен во все секторы микросхемы. Это - единственный формат, который поддерживается загрузчиком. Строго рекомендуется всегда правильно выбирать опцию объединения (“Merge”), кроме если только не планируется использовать отладчик в качестве загрузчика уже протестированной и выверенной программы для программирования большого количества плат.
Заметим, что для выполнения функции объединения на компьютере должна быть инсталлирована соответствующая версия среды PSDsoft Express. Действительно, для объединения PLD и флэш памяти среда RIDE вызывает некоторые утилиты ST, которые имеются в каталоге среды PSDsoft Express. Этими утилитами являются файлы UTLADRM.EXE и OBJOSF.EXE. Поэтому, если возникают проблемы с объединением надо сначала проверить наличие указанных файлов в составе среды PSDsoft Express.
Файл с расширением JCI автоматически генерируется при описании последовательного опроса JTAG и сохраняется в среде PSDsoft Express. Формат файла JCI специфицирован в Приложении A описания PSDsoft Express. Этот файл необходимо обновлять вручную только в случае использования цепочек из нескольких плат.
Вначале работы с аппаратными средствами рекомендуется производить тестирование. При отсутствии неисправностей первой доступной командой является Стирание, которое можно осуществить как для всего чипа, включая PLD и флэш (“Erase Full Chip”), так и только для секторов флэш памяти (“Erase Flash Sectors”), не затрагивая PLD.
Очень важно иметь ввиду, что параметры настройки “Стирания” (Erase) и “Программирование” (Program) используются при запуске сеанса отладки. Необходимо перед щелчком по “OK” сохранить нужные для отладки проекта параметры настройки. В большинстве случаев рекомендуется устанавливать:
-
“Erase Flash Sectors” и “Program Flash Sectors” если нет нужды модифицировать PLD, а выполнять только отмеченных опции "Merge";
-
или “Erase Full Chip” и “Program Full Chip” в случае, если при использовании RIDE требуется продолжение разработки PLD uPSD.
Спецификация адресов CSIOP обязательна тогда, когда для приложения задействуется более 64 кбайт памяти ОЗУ распределенной по банкам. В этом случае, отладчик RIDE должен считывать "Регистр страниц" с использованием средств ПК. Этот "Регистр страниц" базируется в пределах сегмента CSIOP (который можно произвольно перемещать в пределах сегмента XDATA).
Основными возможностями IDE RIDE по отладке приложений на аппаратном уровне являются:
- Аппаратные прерывания: встроенный модуль отладки обеспечивает четыре аппаратных прерывания, которые могут использоваться или как стандартные прерывания в программе, или как прерывание данных (чтение / запись). Заметим, что для отладчика RIDE необходим также набор временных прерываний для исполнения большинства команд на языке высокого уровня (step over /into/out …). Поэтому, строго рекомендуется отключать прерывания, если они не используются.
- Контроль исполнения (Step into/over/…),
- Визуализация данных и управляющих регистров (Data/SFR),
- Режим трассировки программы.
Встроенная в кристалл ядра µPSD turbo система отладки обеспечивает мощный режим трассировки. Для его включения или отключения используются опции окна "Опции трассировки" ("Debug | Trace | Options"). Вид основных окон IDE RIDE, используемых для отладки приложений с µPSD33xx демонстрируется рисунком 2.
Рис. 2 Основные окна среды RIDE IDE
Более подробную информацию о возможностях и порядке программирования µPSD33xx с использованием RIDE IDE, можно получить на специализированном сайте компании ST по микроконтроллерам http://mcu.st.com , на сайте компании Raisonance http://www.raisonance.com и в Объединенном технико-консультационном центре по микроэлектронике – info [at] otkcm . ru .
Литература:
- Users Guide for RIDE
- Users Guide for PSDsoft
