基于USB的ARM仿真器的研究與設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
(2)USB電路(包括供電電路)
USB接口電路如圖4所示。為了使LPC2148的軟件可以更靈活地控制USB設(shè)備與主機(jī)之間的連接，本接口電路使用P0.31(只能使用該引腳)來(lái)實(shí)現(xiàn)SoftConnect特性。當(dāng)P0.31輸出低電平時(shí)，D+線通過(guò)電阻上拉到VDD3.3，通知USB主機(jī)：USB設(shè)備與其建立連接；當(dāng)P0.31輸出高電平時(shí)，D+線斷開與VDD3.3的連接，通知USB主機(jī)：USB設(shè)備已經(jīng)斷開與USB主機(jī)的連接。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/151764.htm
Q1選用的是P溝道MOS管，而不選用普通的PNP三極管，因?yàn)镸OS管是電壓驅(qū)動(dòng)型，驅(qū)動(dòng)電流幾乎為0；而普通的PNP三極管是電流驅(qū)動(dòng)，需要一定的驅(qū)動(dòng)電流。導(dǎo)通時(shí)，P0.31_P17有可能被拉低，LPC2148要求該引腳在復(fù)位引腳為低電平期間不能被拉低，否則JTAG口將被禁止，因此必須選用P溝道的MOS管。LPC2148的P0.23引腳為USB設(shè)備控制器，用于檢測(cè)USB總線是否插入檢測(cè)引腳[4]。
4 仿真器固件程序設(shè)計(jì)
仿真器LPC2148芯片中的固件程序?qū)崿F(xiàn)的功能包括：通過(guò)USB與上位機(jī)軟件進(jìn)行通信，并將上位機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的、經(jīng)過(guò)封裝的USB數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為JTAG信號(hào)，并最終送到相應(yīng)的引腳或者將相應(yīng)引腳的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)封裝后，通過(guò)USB傳送到PC機(jī)中。圖5為應(yīng)用程序的流程圖。
主函數(shù)首先將作為JTAG接口使用的5個(gè)引腳設(shè)置成相應(yīng)屬性，并完成USB設(shè)備初始化，配置中斷向量、開中斷，然后進(jìn)入無(wú)限循環(huán)函數(shù)。
無(wú)限循環(huán)函數(shù)首先處理USB事件，如USB控制傳輸、USB總線復(fù)位等。然后判斷標(biāo)志位是否收到數(shù)據(jù)，如果未收到則繼續(xù)執(zhí)行無(wú)限循環(huán)；如果收到了數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)從端點(diǎn)緩沖區(qū)讀出，再交給數(shù)據(jù)處理函數(shù)處理。數(shù)據(jù)處理函數(shù)按照上位機(jī)程序?qū)?shù)據(jù)封裝方式進(jìn)行解析，根據(jù)解析的命令(讀取TDI、寫TMS或TDO等)，通過(guò)分支處理跳到相應(yīng)的處理函數(shù)。在這個(gè)過(guò)程中如果上位機(jī)要讀取調(diào)試目標(biāo)數(shù)據(jù)，可將相應(yīng)的值按同樣格式進(jìn)行封裝，然后通過(guò)USB發(fā)送到上位機(jī)。數(shù)據(jù)封裝格式如圖6所示。
C語(yǔ)言定義的命令碼如下：
#define UNKOWN_COMMAND 0x00 //未知指令
#define PORT_DIRECTION 0x01 //設(shè)置端口方向?yàn)檩斎牖蜉敵?br /> #define PORT_SET 0x02 //將JTAG端口的引腳都設(shè)為高電平
#define PORT_GET 0x03 //讀JTAG端口的引腳數(shù)據(jù)
#define PORT_SETBIT 0x04 //設(shè)置JTAG端口的某一位為1，由DATA[0]中數(shù)據(jù)決定設(shè)置的具體位數(shù)
#define PORT_GETBIT 0x05 //讀取JTAG端口的某一位為1，由DATA[0]中數(shù)據(jù)決定讀取的具體位數(shù)
#define WRITE_TDI 0x06 //寫TDI信號(hào)命令
#define READ_TDO 0x07 //讀TDO信號(hào)命令
#define WRITE_AND_READ 0x08 //讀寫指令，對(duì)TDI寫一位，對(duì)TDO一位
#define WRITE_TMS 0x09 //寫TMS信號(hào)命令
#define WRITE_TMS_CHAIN 0x0A //寫TMS掃描鏈命令
本仿真器經(jīng)實(shí)際測(cè)試下載速度穩(wěn)定在30 KB/s左右，具有單步、全速、設(shè)置斷點(diǎn)(兩個(gè)硬斷點(diǎn)和無(wú)數(shù)軟斷點(diǎn))等功能。本文提出了一種具有硬件電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、調(diào)試速度快的ARM仿真器設(shè)計(jì)方案，是取代傳統(tǒng)并口方式ARM仿真器的一種確實(shí)可行的方案。
參考文獻(xiàn)
[1] 田澤．嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[M]．北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2004.
[2] 鄧春梅.嵌入式系統(tǒng)軟件仿真技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2004.
[3] 楊晶箐．USB接口的邊界掃描測(cè)試控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都:成都電子科技大學(xué)，2006.
[4] 周立功，張華．深入淺出ARM7-LPC213x/214x[M]．北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2005.
評(píng)論