 |
В таблице 1. приведены средства отладки и программирования популярных МК семейств HC05.
|
|
|
|
Реферат
Средства отладки электронных схем
Выполнил студент 412 группы:
Боровков И.А.
Проверил:
Волков А.В.
Иваново
2004
Содержание:
Введение 3
Средства отладки для микроконтроллеров семейства HC05 3
1.1 Внутрисхемные симуляторы 5
1.2 Внутрисхемные эмуляторы 7
1.3 Программаторы 10
1.4 Средства разработки третьих фирм 11
Отладочные средства БИС 12
2.1 Средства разработки электронных схем 12
2.2 Прототипные платы схем программируемой логики с ISA 13
2.3 Прототипные платы схем программируемой логики с PCI 13
2.4 Платы разработчика для схем программируемой логики с PCI 14
2.5 Оборудование для контроля и отладки проектных плат 15
2.6 Комплекс средств тестирования методом граничного
сканирования JTools 16
|
|
|
2.7 Комплекс средств тестирования методом граничного
сканирования (дополнительно) 17
Заключение 18
Список используемой литературы 19
Введение
Сегодня промышленность шагнула далеко вперед в производстве интегральных схем, это видно, из того, что размеры микросхем уменьшаются, а производительность и характеристики возрастают в положительную сторону. Но в связи, с этим, возникает один недостаток, микросхемы усложняются по своей структуре и функциональному предназначению. И как следствие возникает проблема контроля выхода годных интегральных схем и выявление причин возникающих неполадок.
Денежные и трудовые затраты на тестирование сложных интегральных схем с привлечением контрольно-измерительной аппаратуры может во много раз превышать стоимость интегральной схемы из-за длительности процесса тестирования и сложности его реализации. Производить тестирование на модели разрабатываемой интегральной схемы существенно удешевляет процесс тестирования и сокращает время его проведения.
Реальные образцы создаются на основе проекта интегральных схем, разработанного на этапах логического и топологического проектирования. И затем, каждый образец должен пройти функциональный контроль, устанавливающий правильность его работы.
При тестировании на математической модели или реальном образце обнаруживаются неисправности интегральной схемы путем анализа состояний ее выхода на определенных наборах входных сигналов. Успешное решение задачи тестирования интегральной схемы на всех стадиях проектирования и изготовления определяет в конечном итоге ее важнейшие характеристики, такие как: 1. бездефектность проектирования; 2. надежность работы; 3. устойчивость работы; 4. стоимость образцов; и др.
|
|
|
Можно выделить два вида тестирования интегральных схем:
1. функциональное тестирование, осуществляемое на всех этапах разработки логической схемы;
Функциональный контроль правильности работы образцов интегральных схем после их изготовления.
В данном реферате будут рассмотрены средства отладки для микроконтроллеров семейства HC05 и БИС PLD FLEX10K и др.
Средства отладки для микроконтроллеров семейства HC05
Микроконтроллеры семейства HC05 фирмы MOTOROLA являются относительно новыми для российского разработчика. Несмотря на то, что информация о МК семейства HC05 присутствует в тех или иных изданиях уже порядка пяти лет, а подробная техническая документация в большом количестве содержится на серверах компании, использование этих МК в разработках российских инженеров по-прежнему ограничено. Данное обстоятельство является всего лишь подтверждением аксиомы о том, что МК без средств отладки и программирования являются схемами абсолютно бесполезными с практической точки зрения. Недоступность в течение достаточно длительного времени российскому разработчику дешевых средств поддержки разработки для 8-разрядных МК фирмы МотоRоLа часто оказывается решающим фактором при выборе элементной базы новой разработки.
Число альтернативных вариантов МК, которые могут обеспечить примерно равные технические характеристики создаваемого изделия, среди 8-разрядных МК значительно больше, чем при ведении разработки на основе 16- и 32-разрядных МК. Поэтому однозначный выбор 8-разрядного МК редко диктуется только техническими условиями, за исключением случаев, требующих предельного быстродействия. С экономической точки зрения, выигрыш в цене на комплектующие при замене одного 8-разрядного МК на другой с близкими техническими характеристиками оказывается не столь существенным по сравнению с необходимостью обеспечения предельно коротких сроков разработки изделия. Именно в этом случае особое значение приобретают “степень освоения” разработчиком выбранного МК и предварительные программные наработки. Именно в этом случае сказывается долгое отсутствие на российском рынке дешевых инструментальных средств разработки и бесплатных программных симуляторов с небольшим набором функций. В настоящий момент, благодаря программе “NO EXUSES”, такое положение дел меняется коренным образом.
|
|
|
МК семейства HC05 имеют общее процессорное ядро, но существенно различаются объёмом резидентного ПЗУ программ и набором периферийных модулей. С точки зрения методологии отладки, их можно условно разделить на две группы. Маловыводные МК серий K, J, P (число выводов корпуса от 16 до 28) имеют ПЗУ программ от 1 до 4,6 Кбайт и малое число периферийных модулей. Объём резидентного ПЗУ не предполагает использования этих МК для сложных задач, поэтому прикладная программа может быть написана на языке Ассемблер, и весьма вероятно, что при отладке можно будет обойтись без инструментальных средств реального времени. Ко второй группе относятся МК с объёмом памяти программ от 8 до 16 Кбайт с развитым набором периферийных модулей (серии B, C, L). Эти МК требуют более развитых средств отладки.
Для МК семейства НС05 фирма МотоRоLа предлагает программно-аппаратные средства разработки следующих классов:
· программные симуляторы;
· внутрисхемные симуляторы ICS (In-Circuit Simulator);
· внутрисхемные эмуляторы типа MMEVS (Motorola Modular Evaluation System);
· внутрисхемные эмуляторы типа MMDS (Motorola Modular Development System);
· программаторы.
Внутрисхемные симуляторы
Безусловно, самой дешевой технологией отладки, знакомой всем отечественным разработчикам со стажем, является набор “Ассемблер – Симулятор – Программатор”. Учитывая небольшой объём памяти маловыводных МК и дешевизну МК этих серий, такой путь на первом этапе мог бы считаться вполне приемлемым. Однако, драйверы программирования для широкого набора МК Motorola редко присутствуют в отечественных универсальных программаторах, что часто делает этот путь практически нереализуемым.
|
|
|
Поэтому бесплатные программные симуляторы, присутствующие на сервере http://mot-sps.com/csic/devsys/devtools/htm в разделе Free Software, могут послужить для целей первичного знакомства или обучения, но не позволяют без дополнительных материальных затрат создать макетный образец изделия.Самым дешёвым инструментальным средством для МК семейства НС05 являются внутрисхемные симуляторы M68ICS05xx. Симуляторы специализированны на определённый тип МК программы “NO EXUSES” (таблица). Набор внутрисхемного симулятора включает простую плату аппаратных средств и интегрированную среду разработки для персонального компьютера. Обмен данными между ПК и аппаратной платформой осуществляется посредством интерфейса RS-232.
В таблице 1. приведены средства отладки и программирования популярных МК семейств HC05.
Таблица №1 Средства отладки и программирования МК семейств HC05
| Тип МК | Внутрисхемный симулятор | Внутрисхемный эмулятор | Эмуляционный модуль | Кабель | Адаптер |
| 68HC08AZ0 68HC08AB0 | нет | M68MMPFB0508 или M68MMDS05 | M68EM08AZ0 | M68CBL05E | M68TE08AZ0PU100 |
| 68HC08AZ32 | нет | M68MMPFB0508 или M68MMDS05 | M68EM08AZ0 | M68CBL05E | M68TE08AZ032FU64 |
| 68HC08MR16 этот МК будет заменен на 68HC908MR24 | нет | M68MMPFB0508 или M68MMDS05 | M68EM08MP16 | M68CBL05C | M68TC08MP16FU64 |
| 68HC908AZ60 | нет | M68MMPFB0508 или M68MMDS05 | M68EM08AZ60 | M68CBL05C | X68TC08AX48 |
| 68HC908GB20 | M68ICS08GB20 | ||||
Термин “внутрисхемный симулятор” может показаться недостаточно понятным, поэтому рассмотрим кратко принцип действия устройств данного класса. Основным элементом аппаратной платформы является МК семейства НС05, однако его тип не совпадает с типом целевого МК. Периферийные модули этого замещающего МК идентичны модулям целевого МК, а число линий портов ввода/вывода превышает аналогичное число целевого МК. Эти “лишние” линии используются для обмена с ПК. Выводы замещающего МК, полностью совпадающие по функциональному назначению с выводами целевого МК, выведены на разъём с цоколевкой последнего. ПК имитирует программно-логическую модель целевого МК, включая периферийные модули. Прикладная программа на языке ассемблер НС05 выполняется внутренними средствами ПК. Связь с аппаратной платформой осуществляется только в случае необходимости ввода или вывода данных. Под управлением программы монитора, которая записана в ПЗУ МК платы M68ICS05xx, сформированные в ПК выходные воздействия поступают на соответствующие выходы разъёма целевого МК, или состояния входов целевого МК считываются и передаются в ПК. При подключении разрабатываемого изделия к указанному разъёму платы M68ICS05xx создается полная иллюзия работы под управлением целевого МК, но в замедленном по отношению к реальному масштабу времени. Отсюда и название — “симулятор”. Крайне важно: комплект средств М68ICS05xx одновременно является программатором OTP и EEPROM МК, но только той серии, для отладки которой он предназначен.
|
|
|
Программное обеспечение М68ICS05xx работает под управлением Window s. Оно содержит в своём составе редактор текста, макроассемблер IAS05 и полноэкранную многооконную среду отладки, которые объединены общей программной оболочкой. Если аппаратная платформа М68ICS05xx подключена к ПК, то при отладке используются реальные физические сигналы, поступающие на разъёмы целевого МК. Если платформа отключена, то среда отладки работает в режиме программного симулятора, с полной имитацией всех периферийных модулей. Именно эти симуляторы предложены в качестве бесплатного программного обеспечения.
Программная среда отладки предоставляет следующие возможности:
· отладка программы на уровне исходного текста языка Ассемблер;
· контроль и модификация содержимого ячеек памяти, регистров и портов ввода/вывода;
· несколько режимов прогона программы: автоматический, пошаговый, с остановкой по контрольным точкам и прерываниям МК;
· позволяет задать 64 точки останова. Контрольные точки могут быть установлены в абсолютных кодах, в символьном виде, допускаются условные точки останова по содержимому регистров;
· обеспечивает режим трассировки;
· имеет встроенный механизм создания командного файла, что позволяет автоматизировать процесс отладки, задать последовательность входных воздействий на входы МК, а также запомнить последовательность сигналов на выходах МК в процессе выполнения программы;
· производит конфигурирование адресного пространства для конкретного типа МК из перечня серии (например, M68ICS05B поддерживает целевые МК НС05В5, НС05В16, НС05В32). Контролирует обращение к несуществующим в адресном пространстве выбранного МК ячейкам памяти, сообщает о попытке чтения ранее неинициализированной памяти.
Учитывая сложности с учебным оборудованием по курсам микропроцессорной техники, следует отметить, что описанные внутрисхемные симуляторы позволяют создать прекрасный недорогой лабораторный практикум.
Внутрисхемные эмуляторы
Для эффективной отладки прикладных программ управления в реальном масштабе времени фирма МотоRоLа предлагает модульные системы внутрисхемной эмуляции MMEVS и MMDS. Каждая из них состоит из двух плат:
|
|
|
