一種基于WIFI的無(wú)線編程下載器

蔡谷奇 馬銳軍 許映城 朱德海 張俊源 陳德寧

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)的編程下載器無(wú)法完成無(wú)線在線仿真和無(wú)線下載程序等功能的缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種集無(wú)線通訊、實(shí)時(shí)在線仿真、無(wú)線下載程序和脫機(jī)下載程序于一體的無(wú)線編程下載器。該下載器同時(shí)支持JTAG接口和SW接口，能配合IAR EWAR，KEIL等集成開(kāi)發(fā)環(huán)境支持所有帶有JTAG接口或SW接口的內(nèi)核芯片完成無(wú)線仿真等功能。該下載器與開(kāi)發(fā)環(huán)境所在的主機(jī)處于同個(gè)局域網(wǎng)，使用簡(jiǎn)易、連接方便，是學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)ARM方便且實(shí)用的開(kāi)發(fā)工具。

關(guān)鍵詞：在線仿真;無(wú)線下載;脫機(jī)下載;WIFI;開(kāi)發(fā)工具

1 緒論

傳統(tǒng)的Jlink和Stlink等程序下載器受到線路長(zhǎng)度的束縛，會(huì)導(dǎo)致下載器無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離下載程序和在線仿真。同時(shí)，對(duì)于量產(chǎn)的芯片，傳統(tǒng)的下載器無(wú)法實(shí)現(xiàn)將代碼一次性下載并存儲(chǔ)到下載器中，再將下載器存儲(chǔ)的相關(guān)程序重復(fù)下載到多個(gè)產(chǎn)品中，會(huì)導(dǎo)致量產(chǎn)過(guò)程反復(fù)下載新芯片程序的工作量變得相當(dāng)大。

目前RunesKee公司開(kāi)發(fā)的ESP8266固件燒錄器調(diào)試器可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線下載程序和無(wú)線在線仿真的功能，正點(diǎn)原子公司開(kāi)發(fā)的Mini-Pro脫機(jī)下載器可以實(shí)現(xiàn)脫機(jī)反復(fù)下載程序的功能。但當(dāng)前還沒(méi)有將無(wú)線下載程序、無(wú)線在線仿真與脫機(jī)可反復(fù)下載程序結(jié)合在一起的編程下載器。因此，本論文設(shè)計(jì)一種基于WIFI的無(wú)線編程下載器，既可以遠(yuǎn)程無(wú)線下載程序，又能通過(guò)在線仿真來(lái)查看芯片一些運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)還能用于同類功能芯片的量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)下載器脫機(jī)情況下反復(fù)下載代碼。

2 系統(tǒng)工作原理

本論文設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，基于Windows系統(tǒng)的電腦和基于Linux系統(tǒng)的樹(shù)莓派連接到同一個(gè)WIFI路由器中，從而方便電腦和樹(shù)莓派在局域網(wǎng)內(nèi)的無(wú)線通信。而通過(guò)路由器可以獲取到局域網(wǎng)內(nèi)樹(shù)莓派的IP地址，再通過(guò)在電腦端ping樹(shù)莓派的IP地址的方式來(lái)測(cè)試樹(shù)莓派和電腦在局域網(wǎng)內(nèi)的通信是否正常。確認(rèn)正常通信后，在電腦端通過(guò)xshell軟件或者putty軟件利用ssh協(xié)議連接樹(shù)莓派。為了讓樹(shù)莓派可以順利連接下載器，需要通過(guò)基于ftp協(xié)議的FileZilla軟件將下載器的驅(qū)動(dòng)上傳并安裝到樹(shù)莓派上。最后，用戶可以根據(jù)芯片連接需要選擇JTAG接口或者SW接口連接到下載器，而在MDK或IAR等開(kāi)發(fā)環(huán)境下設(shè)置接口為IP/TCP，并填寫對(duì)應(yīng)樹(shù)莓派的IP地址和將要下載程序的芯片型號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線在線調(diào)試和無(wú)線仿真的功能。為了實(shí)現(xiàn)脫機(jī)下載程序，只需要將某種芯片的程序存儲(chǔ)在樹(shù)莓派，并設(shè)置樹(shù)莓派開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)將存儲(chǔ)程序通過(guò)下載器到相應(yīng)的芯片中。

3 系統(tǒng)功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)下載器的有效性，構(gòu)建了如圖2所示的驗(yàn)證系統(tǒng)。驗(yàn)證系統(tǒng)由ST公司的STM32F103芯片，同時(shí)具備JTAG接口和SW接口的ARMLINKV8調(diào)試下載器、3B+型號(hào)的樹(shù)莓派以及Keil 5軟件構(gòu)成。

分別對(duì)無(wú)線Jlink編程下載器的功能進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文設(shè)計(jì)的基于WIFI的無(wú)線Jlink下載器總體性能穩(wěn)定，能預(yù)期完成無(wú)線下載程序，無(wú)線在線仿真以及脫機(jī)下載程序三部分的功能。

4 總結(jié)

本文設(shè)計(jì)了基于WIFI的無(wú)線Jlink編程下載器，該下載器具有無(wú)線下載程序、無(wú)線在線仿真和脫機(jī)可反復(fù)下載程序的功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)線更改程序和無(wú)線調(diào)試，并且大大提高芯片量產(chǎn)時(shí)完成大量新芯片需要下載相同程序的速率，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

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基金項(xiàng)目：2017年省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（No.201710588005）

作者簡(jiǎn)介：蔡谷奇（1995-），男，廣東揭陽(yáng)人，廣東技術(shù)師范大學(xué)本科生，專業(yè)方向?yàn)?015級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化;許映城（1993-），男，廣東揭陽(yáng)人，廣東技術(shù)師范大學(xué)本科生，專業(yè)方向?yàn)殡姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化;朱德海（1995-），男，廣東汕尾人，廣東技術(shù)師范大學(xué)本科生，專業(yè)方向?yàn)?015級(jí)自動(dòng)化;張俊源（1997-），男，廣東開(kāi)平人，廣東技術(shù)師范大學(xué)本科生，專業(yè)方向?yàn)?016級(jí)建筑電氣與智能化;陳德寧（1997-），男，廣東湛江人，廣東技術(shù)師范大學(xué)本科生，專業(yè)方向?yàn)?016級(jí)自動(dòng)化。

*通訊作者：馬銳軍（1991-），男，廣東揭陽(yáng)人，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)設(shè)計(jì)、無(wú)線通信和計(jì)算機(jī)控制。