Mikrocontroller-Systemschnittstellen

Divergierende Anforderungen

13. September 2006, 12:11 Uhr | Heiko Rießland

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Flash hat sich Durchgesetzt

Die meisten neu verfügbaren Mikrocontroller vom 8-Bit- bis zum 32-Bit-Bereich sind mit On-Chip-Flash oder OTP-Speicher (One Time Programmable) ausgestattet. Meist kommt Flash zum Einsatz, weil dieser viele Male gelöscht und neu programmiert werden kann und damit die größte Flexibilität bietet. Über die gesamte Lebensdauer der Applikation werden Werkzeuge für die Flash-Programmierung benötigt. Dabei sind die Anforderungen in den einzelnen Abschnitten des Lebenszyklus durchaus unterschiedlich. In der Entwicklung kommt es vor allem darauf an, den Gesamtablauf des Programmierens so kurz wie möglich zu halten. Im Bereich Produktion bekommen zusätzlich die Faktoren Sicherheit und Stabilität mehr Gewicht. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, dass bei Seriengeräten in der Produktion die zum Debuggen verwendete Schnittstelle nicht mehr bestückt oder aufgrund des Gehäuses nicht mehr zugänglich ist. Deshalb muss das Programmierwerkzeug flexibel Zugänge zum Zielsystem anbieten. Neben den dedizierten Debug-Schnittstellen wie JTAG-Bus sind das bei modernen Mikrocontrollern für die Autoindustrie vor allem der CAN-Bus und die klassische serielle Schnittstelle, die mit Protokollen wie zum Beispiel »KLine« benutzt wird, welche die Übertragungssicherheit erhöhen.

Die Anforderungen an ein Programmierwerkzeug im Servicebereich ähneln denen für die Produktion. Auch hier ist eine hohe Sicherheit des Algorithmus und bei der Verifikation notwendig. Als Bediensoftware wird hier oft eine einfache produktspezifische Oberfläche benötigt, die sich auch auf leistungsschwächerer PC-Hardware und unterschiedlichen Betriebssystemen (Windows 98 bis Windows XP) einfach installieren lässt. Als Schnittstellen zum Zielsystem kommen wieder solche zum Einsatz, die im Seriengerät noch erreichbar sind. »UDE/Memtool« ist ein Werkzeug von pls für die Programmierung von On-Chip-Flash und OTP sowie externen Flash-Bausteinen. Es ist sowohl als Add-in für den Debugger »Universal Debug Engine« als auch in einer Stand-alone-Version verwendbar. Folgende Funktionen stehen mit diesem Werkzeug zur Verfügung:

  • Löschen einzelner Sektoren und des gesamten Flash,
  • wahlweise automatisches Löschen vor Programmierung,
  • Simulation eines wahlfreien Schreibzugriffs auf den Flash,
  • Programmierung von Intel-Hex- und Motorola S-Record-Files,
  • Verifikation wahlweise mittels Prüfsumme oder durch byteweisen Vergleich,
  • Unterstützung von Protection-Funktionen zum Schutz vor Auslesen des Flash,
  • Lesen von Flash-Speicher mit der Möglichkeit zur Modifikation vor Reprogrammierung sowie
  • Kommandozeilen- und Automatisierungs-Schnittstelle

Bei den unterstützten Kommunikationsgeräten reicht die Palette von der einfachen seriellen Schnittstelle am Notebook bis zu den »Universal Access Devices«, welche Hochgeschwindigkeitskommunikation mit dem Zielsystem zum Beispiel über JTAG oder den CAN-Bus zulassen (Bild 1). Tabelle 2 zeigt mögliche Kombinationen von Kommunikationsgeräten, Schnittstellen zum Host und Zielsystem und unterstützte Mikrocontroller. Der hohe Softwareanteil und die Forderung nach Konfigurierbarkeit und Flexibilität verlangen einen Systemzugang zu modernen Mikrocontrollerapplikationen über die gesamte Lebensdauer. Die Auswahl der jeweils geeigneten Schnittstelle ist entscheidend für eine effektive Entwicklung, Produktion und Wartung der Baugruppen. Der Beitrag stellte die Kriterien für eine zweckmäßige Auswahl vor. 

pls Programmierbare Logik & Systeme
Telefon 03 57 22/38 40
www.pls-mc.de

Autor

Heiko Rießland ist bei pls Programmierbare Logik & Systeme tätig

Ralf Higgelke, DESIGN&ELEKTRONIK

Tabelle_2.jpg
Tabelle 2: Kombinationen von Kommunikationsgeräten, Schnittstellen und Mikrocontrollern (UAD2 = Universal Access Device 2; ASC = asynchrone serielle Schnittstelle; BSL = Bootstrap-Loader; SSC = synchrone serielle Schnittstelle)

  1. Divergierende Anforderungen
  2. CAN eignet sich zum Programmieren
  3. Flash hat sich Durchgesetzt