Jtag ice mkii своими руками

Jtag ice mkii своими руками

Отладчик AVR JTAG.

Автор: VDD
Опубликовано 10.11.2009

Однажды ваш покорный слуга решил, что ему необходим (сам не знаю, почему так решил) отладчик (debugger) для AVR. Что такое отладчик можно прочитать здесь. Если коротко, в отличии от обычного программатора он позволяет не только прошить микроконтроллер, но и наблюдать за выполнением программы, останавливать ее в любой момент (например при зацикливании, зависании вы увидите в каком месте кода это произошло и сможете попробовать понять почему), выполнять программу по шагам, менять содержимое ячеек памяти и регистров контроллера «на лету». т.е. ОТЛАЖИВАТЬ, искать ошибки, моделировать различные варианты выполнения программы. Сказано — сделано, но поинтересовавшись стоимостью AVR JTAG ICE II понял, что цена сего, безусловно прикольного девайса мне не нравится. Порывшись на просторах Интернета, я обнаружил, что существует клон предыдущей версии отладчика (JTAG ICE) и даже не один. Более того, некоторые его даже изготовили и используют. Но как всегда чего-то не хватает. Во-первых, все устройства почему-то используют com порт вместо уже ставшего стандартом USB. Во-вторых, когда я повторил одну из конструкций, моя AVR студия отказалась апгрейдить девайс, хотя и видела его, хотя я делал все по инструкции. В-третьих, люблю все мелкое и аккуратное и не люблю корпуса DIP. В итоге пришлось скомпилировать из доступной информации по вопросу собственное решение. Получилась такая вот «конструкция выходного дня».
Поскольку в основном я работаю с небольшими проектами, решено было осуществлять питание отлаживаемого устройства от USB через отладчик (5 вольт до 500 ма). Другие варианты питания отлаживаемого устройства в этом варианте отладчика не предусмотрены.
Во-вторых, для упрощения схемы и опять таки из-за отсутствия согласования уровней не стал делать буферизацию и весь обвес, связанный с возможностью внешнего/пониженного питания. В связи с этим не втыкайте устройство куда попало — можно испортить.
В-третьих, эксперименты с загрузчикам и автоматическим обновлением отладчика из avr студии привели меня к выводу, что 100% работоспособный девайс получается, если его прошить его в лоб непосредственно прошивкой из комплекта инсталляции вашей AVR студии при помощи ISP программатора (надеюсь, он у вас есть), хотя и с загрузчиком тоже в основном удается обновить прошивку через студию.
Т.е. я изначально делал не коммерческий продукт для личного использования. В итоге он мне понравился, и я решил с вами поделиться. К сожалению, он не может работать с контроллерами AVR младше меги 16. (ввиду отсутствия у них JTAG). Впрочем, в коде размером до 4 кб можно разобраться и так. Мне сей девайс помог разобраться в странностях поведения аппаратного I2С и отловить ряд собственных ошибок при работе с RT OS, возможно в чем-то поможет и Вам.

По схеме комментировать особенно нечего. FT232RL включена в соответствии с даташитом. Поскольку люблю все блестящее повесил 4 светодиода — питание, 2шт активность на FT-шке и, собственно, активность отладчика. Плата рисовалась ручками по даташитам, но собранное устройство полностью работоспособно и весело подмигивает светодиодами во время отладки, впрочем и остальные функции тоже выполняет. Все необходимые для работы сигналы выведены на 9-и контактный рядный разъем. В качестве ответной части к нему сделаны 2 шлейфа: боевой- AVR JTAG 10 pin (распиновка приложена) и шлейф для первичного программирования отладчика (нужен только в случае если версия студии поменяется). Корпус не изготавливался.

Плата нарисована в Sprint Layout 5.0. Изготовлена фотоспособом с использованием пленочного фоторезиста. Шаблон выводил на струйнике HP. Минимальная ширина дорожки 0.3мм, минимальный просвет 0.2мм). Возможно, умельцы и ЛУТом смогут изготовить. Я не стал пробовать. Все элементы 0805 и 1206 кроме дросселя (1210) и электролита фильтра питания (тип В). На плате стоят 4 чип — перемычки чтобы влезть на 1 слой (тип 1206) . Токоограничительные резисторы в зависимости от типа светодиода. Я использовал 510 Ом для желтых, зеленых, красных и 1 кОм для синего. Дроссель фильтра 10мкГ, электролит 10 мкФ 16 в. Кварц СТРОГО 7.3728МГц. Емкости к кварцу по даташиту ATMEGA16 — 12пФ. Остальные емкости блокировочные и цепь сброса микроконтроллера 0.1мкФ. Сопротивление в цепи сброса контроллера 10кОм.
Описание разъема на плате:
Считаем с права налево, смотрим со стороны smd компонентов (от квадратика).
1. Земля
2. +5вольт
3. NTRST
4. TMS
5. MOSI/TDI
6. MISO/TDO
7. SCK/TCK
8. RESET
9. NC

VSUP и VTREF соединены вместе в кабеле JTAG.

Где взять загрузчик?
Их много на просторах инета. Главное, чтобы он по размеру укладывался в 500 слов (words, 500w) и был совместим с АВР Студией. Сначала прошиваем его. Можно воспользоваться, например этим. При выборе загрузчика желательно ознакомиться с его описанием от автора.

Где взять прошивку?
В папочке AVR Студии */Atmel/AVR Tools/JTAGICE есть файл Upgrade.ebn . Это прошивка адаптера в формате EBN. Конвертируем ee при помощи EBN2HEX в простой и понятный большинству программаторов HEX. Затем прошиваем отладчик этой прошивкой по ISP. ВНИМАНИЕ. При прошивке снимите галочку очиски флэша чтобы не убить загрузчик.

Как установить фьюзы?
Вот так:
Boot Reset Fuse — on (0). Т.е. при Reset должен запускаться загрузчик
BOOTSZ1 — on (0), BOOTSZ0 — 0ff (1). — размер загрузчика = 512w.
CKSEL3..1 и CKOPT настроены на внешний резонатор 8MHz. (не перепутать с осцилятором. а то придется подключать внешний генератор чтобы перепрошить фьюзы)

Источник

Jtag ice mkii своими руками

Atmel AVR JTAGICE mkII — аппаратный отладчик и программатор микроконтроллеров AVR (ATmega и ATtiny). К компьютеру подключается через интерфейс USB или COM-порт, а к отлаживаемому устройству — через интерфейс JTAG или DebugWire (односигнальная версия JTAG).

Повторить такую сложную конструкцию конечно нет смысла, но существуют облегченные версии JTAGICE mkII, которые можно собрать самому, см. Ссылки.

[Переходник с 10-pin коннектора JTAGICE mkII на 6-pin ISP + debugWIRE]

[Установка драйвера USB для JTAGICE mkII в операционной системе Windows (JTAGICE mkII USB Setup)]

Сначала нужно установить бесплатную IDE AVR Studio, желательно версию не младше 4.18, а еще лучше — версию 5 (см. [11]). Вместе с пакетом AVR Studio автоматически устанавливаются нужные драйвера USB для JTAGICE mkII, так что при первом подключении JTAGICE mkII система Windows легко найдет нужный драйвер и установит его.

После установки AVR Studio подключите JTAGICE mkII через USB к компьютеру и включите питание тумблером на задней стенке устройства. Windows обнаружит новое устройство и запустит мастера установки драйвера. Выполните процедуру установки, проиллюстрированную на скриншотах.

[Использование отладчика JTAGICE mkII в среде разработки AVR Studio]

Запустите AVR Studio, создайте в нем новый проект или откройте уже существующий (файл проекта имеет расширение *.aps). Настройте для проекта тип процессора и отладчик через меню Debug -> Select Platform and Device. -> выберите в качестве Debug Platform устройство JTAGICE mkII, а в качестве Device выберите тот микроконтроллер, код которого будете отлаживать. Порт можно оставить Auto, или переключить на USB, и в конце нажмите кнопку Finish.

Однако этого еще недостаточно. Чтобы можно было запустить компиляцию проекта, Вам еще нужен пакет инструментов для сборки — build tools. Эти инструменты автоматически будут установлены, если скачать и установить последнюю версию пакета WinAVR (он также бесплатен). В этот пакет входит компилятор gcc, линкер, утилита make, набор заголовочных файлов и примеры кода. Скачайте инсталлятор WinAVR по ссылке [12] и установите.

После установки WinAVR заново запустите AVR Studio, снова откройте проект и запустите компиляцию. Если проект правильно настроен, то в окне Build Вы увидите сообщения компиляции, например такие:

Build started 23.1.2012 at 23:34:11

——— begin ———
avr-gcc (WinAVR 20100110) 4.3.3
Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

Compiling C: URM37.c
avr-gcc -c -mmcu=at90usb162 -I. -gdwarf-2 -DF_CPU=16000000UL -DF_CLOCK=16000000UL
.

Linking: URM37.elf
avr-gcc -mmcu=at90usb162 -I. -gdwarf-2 -DF_CPU=16000000UL -DF_CLOCK=16000000UL -DBOARD=BOARD_MICROSIN162MU -D USB_DEVICE_ONLY -D FIXED_CONTROL_ENDPOINT_SIZE=8 -D FIXED_NUM_CONFIGURATIONS=1 -D USE_FLASH_DESCRIPTORS -D USE_STATIC_OPTIONS=»(USB_DEVICE_OPT_FUL
.

Creating load file for Flash: URM37.hex
avr-objcopy -O ihex -R .eeprom -R .fuse -R .lock URM37.elf URM37.hex

Creating load file for EEPROM: URM37.eep
avr-objcopy -j .eeprom —set-section-flags=.eeprom=»alloc,load» \
—change-section-lma .eeprom=0 —no-change-warnings -O ihex URM37.elf URM37.eep || exit 0

Creating Extended Listing: URM37.lss
avr-objdump -h -S -z URM37.elf > URM37.lss

Creating Symbol Table: URM37.sym
avr-nm -n URM37.elf > URM37.sym

Size after:
AVR Memory Usage
—————-
Device: at90usb162

Program: 3780 bytes (23.1% Full)
(.text + .data + .bootloader)

Data: 301 bytes (58.8% Full)
(.data + .bss + .noinit)
——— end ———

Build succeeded with 1 Warnings.

После успешного окончания компиляции можно подключить к отладчику JTAGICE mkII отлаживаемое устройство (обычно через интерфейс ISP+debugWIRE или JTAG) и запустить отладку. Чтобы отладка могла запуститься по исходному коду программы, в проекте AVR Studio (или в makefile проекта) должен быть настроен вывод отладочной информации в ELF-файл, а также желательно отключение оптимизации. Для прошивки firmware через программатор или бутлоадер в проекте AVR Studio (или в makefile проекта) должна быть настроена генерация файла в формате Intel HEX.

[Возможные проблемы и способы их решения]

1. Подключите питание к отлаживаемой плате.
2. Убедитесь, что на коннекторе JTAG присутствует сигнал Vtref, и на него подано напряжение.
3. Убедитесь, что отлаживаемое устройство получает достаточное питание.

Это нормальное функционирование.

Прочитайте программно нужное место IO во временный регистр, и просмотрите его значение в режиме отладки. Ознакомьтесь с разделом Special Considerations, где перечислены регистры, для которых невозможно неразрушающее обратное чтение.

Переставьте переключатель в положение XTAL на плате STK502.

Удостоверьтесь, что сессия отладки JTAGICE mkII правильно закрыта, или перепрограммируйте FLASH корректно скомпилированным HEX-файлом.

1. Если JTAGICE mkII запитан только от USB, то необходимо, чтобы порт USB мог предоставить ток 500 мА.
2. Удалите буферы и паразитную емкость с провода RESET. Убедитесь, что верхний нагрузочный резистор (pull-up) на сигнале RESET имеет номинал 10 кОм и более.
3. Передерните питание у JTAGICE mkII и у отлаживаемой платы. Может потребоваться уменьшить скорость обмена между PC и JTAGICE mkII.

Заново разрешите интерфейс ISP, как описано в секции документации «Connecting to Target through the debugWIRE Interface». Можно использовать утилиты командной строки, чтобы разрешить интерфейс программирования ISP.

Подключите программируемый микроконтроллер к программатору HVSP (High Voltage Programming, высоковольтное программирование). Разрешите ISP или debugWIRE, и очистите биты защиты, если Вы используете debugWIRE.

Убедитесь, что целевой микроконтроллер работает в пределах Safe Operation Area, как описано в разделе Electrical Characteristics даташита. Уменьшите тактовую частоту и/или увеличьте напряжение питания микроконтроллера.

Выполните ручное обновление firmware, воспользовавшись в AVR Studio пунктом меню Tools -> JTAGICE mkII Upgrade. (перед этим передерните питание JTAGICE mkII.

Источник