arm_blaster の編集

[[2010-10]]　PIC18Fの実装：[[pic18blaster]]　ATtiny2313の実装：[[hid_blaster]]　[[STM8S（改）OpenOCDライター>stm8s_blaster]]

*STBEE MINIを使ってARM用JTAGアダプター(FlashROMへの書き込み、OpenOCD用デバッガ)を製作する。 [#k091115f]

http://psp.dip.jp/web/jpg/ARM/frisk-jtag.jpg

-STBEE MINIをFRISKのプラケースに入れて、基板を固定したところ

http://psp.dip.jp/web/jpg/ARM/frisk1.jpg
http://psp.dip.jp/web/jpg/ARM/frisk2.jpg

-完成写真（配線の手間としては、抵抗４本と６ＰＩＮケーブルの接続だけです）

■ 概要

これは、OpenOCD の DLL ハック（実験）です。
   即ち、外部に DLL を置いて、JTAGアダプターのドライバーの分離実装を試みています。

■ 現在のステータス

STBEE MINIを使用した(OpenOCD用)JTAGアダプターがWindows上で動作します。

■ 試し方

試行にはWindowsXPを用います。
-STBEE MINIにはあらかじめ[[ブートローダー>armon]]がインストールされているものとします。
-下記のファームウェアを書き込みます。
  C:> armboot armblaster/firmware/main-2000.hex
-armboot は[[armon/armboot>armon]]に含まれているほうの実行ファイルを使用してください。

~
-STBEE MINIに元から書き込まれているDFUブートローダーのままで試したい場合は、dfuw.exeを使って、以下のファームを書き込んでください。
  armblaster/firmware/main-3000.hex
-main-2000.hexとの違いは、開始番地が3000に変更されているのみです。

-  JTAGが使用できる適当なARM基板を以下のような対応でJTAG接続しておきます。

-結線は、
     STBEE MINI      ターゲットARM基板 JTAG端子
           PB11  ------------- TCK
           PB10  ------------- TDI
           PB9   ------------- TDO
           PB8   ------------- TMS

-となります。これ以外のnTRSTピンなどはまだサポートしていません。(USB-Blasterと同様)
 また、上記結線は直結ではなく１００Ω程度の抵抗を介して接続するようにしてください。

-  armblaster/openocd/ ディレクトリの ocd.bat あるいは、 ocd2.bat を起動して、openocd.exeの吐き出すメッセージを確認することが出来ます。

-  正常に接続出来ているようでしたら、telnetで localhost:4444 番に接続して、OpenOCDコマンドを実行してみてください。

■ ディレクトリ構成

armblaster-+
            |
            +- firmware\       STBEE MINI用ファームウェア.
            +- HW\             STBEE MINI用ファームウェアのビルドに必要なライブラリ
            +- inc\            STBEE MINI用ファームウェアのビルドに必要なヘッダー
            |
            +- openocd -+      STBEE MINI用 openocd.exe と hidblast.dllソース.
            |           |
            |           +--helper\   ヘッダーファイル.
            |           +--jtag\     ヘッダーファイル.
            |           |
            |           +--openocd_patch\  openocd本体側作成用の改造点
            |
            |
            |
            +- tools ---+--armon\      armon (動作確認用モニタ)
                        |
                        +--avrwriter\  AVRライター (HIDaspx互換)
                        |
                        +--picwriter\  PICライター (pic18spx互換)
                        |
                        +--picwriter24\ PIC24Fライター

■ プログラムの再ビルド方法

WindowsXP上のMinGW-gccコンパイラを用いて openocd/ ディレクトリにて makeしてください。
   makeすると、hidblast.dll が作成されます。

-openocd.exe本体を再ビルドする方法は、[[ここ>openocd-build]]を参照してください。
   
   今回の改造部分ソースはopenocd_patch/ ディレクトリに置いています。

Linux上でのビルドオプションは、こんな感じです。
   $ ./configure \
       --build=i686-pc-linux-gnu \
       --host=i586-mingw32msvc \
       --enable-maintainer-mode \
       --enable-dummy

出来上がった openocd.exe 本体は、ドライバーとして、同一ディレクトリに存在する hidblast.dll を
   起動時に呼び出します。(存在しなければ、dummyドライバーのみが組み込まれます)

■ 現状の問題点

-   HIDデバイスなので遅いです。
-   Flashの書き込みがやや遅いです。

-   USBデバイスの文字列名称が "ARM32spx" --> "ARMblast" に変更になっていますので、armonを使用する場合は、この配布ファイル内のarmon.exe を使用してください。

-   (名称変更の理由は、書き込みターゲットのファームウェアがarmon/armbootの場合に
そちらに接続されてしまい誤動作するので変更しました。)

■ ライセンス

OpenOCDの配布ライセンスに準じます。

■ 展望

-hidblast.dll ファイルを(自力で)差し替えるだけで、これ以外のJTAG自作書き込み器をサポートすることが可能になります。
--OpenOCD本体ソースに変更を加えることなく、自由にドライバー作成できるようになります。
--OpenOCD本体ソースには殆ど手をつけていませんので、今後のOpenOCDの変更点に追従する手間はほとんど要りません。
--（ただしjtag_command_queueの構造が変わった場合はもろに影響を受けますが・・・）

-hidblast.dll のエントリーポイントは、
      DLL_int get_if_spec(struct jtag_command **q);
-だけです。
-引数のstruct jtag_command **qのqには、openocd本体のjtag_command_queueというグローバル変数のアドレスを渡します。

-戻り値は、(intになっていますが) ドライバー記述構造体のアドレスになります。

*ダウンロード(仮) [#abc45486]

|[[armblaster.zip:http://psp.dip.jp/web/upload.cgi/STM/armblaster.zip]]|WindowsXP,MinGW用ソース、実行ファイル、AVR側ファームウェア、openocd本体改造パッチ|

-数日おきに更新していますので、古いと思ったら最新を取得してみてください。

~
~
*ARM以外の書き込みターゲットについて [#r6835cfc]
-現状のarmblasterは、[[pic18spx]]ベースの汎用ライターにJTAGコマンドを付け足しただけのものですので、
-多くのATMEL製AVRチップとMicrochip製PIC18Fシリーズ、そして一部のPIC24Fシリーズへの書き込み機能を備えています。
-コマンドライン版書き込みツールは[[pic18spx]]のものを簡単に移植することが出来ます %%が、今のところまだ用意できていません。%%
--用意しました。
 armblaster/tools/avrwriter/
                 |
                 /picwriter/
                 |
                 /picwriter24/

-AVR,PIC18Fを焼く場合の結線図
     STBEE MINI    ARMターゲットのJTAG端子    PIC18F   AVR 
           PB11  ------------- TCK ---------- PGC  --- SCK
           PB10  ------------- TDI ---------- PGM  --- MOSI
           PB9   ------------- TDO ---------- PGD  --- MISO
           PB8   ------------- TMS ---------- MCLR --- RESET
-上記結線は直結ではなくSTBEE MINIからは１００Ω程度の抵抗を介して接続するようにしてください。
-PIC18Fは低電圧書き込みのみをサポートします。高電圧（9V〜12V デバイスによって異なります)書き込みは出来ません。

参考
-AVR-ISP用:ピンヘッダーを基板上から見た配置
    5    3    1
  +----+----+----+
  |Rset|SCK |MISO|
  +----+----+----+
  |GND |MOSI|Vcc |
  +----+----+----+
    6    4    2
-PIC18FのISPにもそのまま使いまわし
    5    3    1
  +----+----+----+
  |MCLR|PGC |PGD |
  +----+----+----+
  |GND |PGM |Vcc |
  +----+----+----+
    6    4    2
-それをまたARM(JTAG)にも使いまわし
    5    3    1
  +----+----+----+
  |TMS |TCK |TDO |
  +----+----+----+
  |GND |TDI |Vcc |
  +----+----+----+
    6    4    2

~
~
*STBEE MINI以外の基板への移植について。 [#q6e04bce]
-STM8S-D,CQ-STARM,STBEE,STBEE MINIの４機種の基板については全て[[armon/armboot>armon]]を移植済みです。
-なので、armblasterの移植も簡単に出来ると思います。
-JTAG,AVR-ISP,PIC18書き込み用の端子(STBEE MINIではPB8〜PB11)をそれぞれの基板の都合の良い位置に割り付ける作業は、おそらく定義ファイルを書き換えるだけで済みます。(ポートの制御はArduino風にdigitalRead(pin)とdigitalWrite(pin,level)で行なっていますので、pinの定義が変わるだけで対応可能です)
-Makefileにはすでに基板の種別定義が含まれていますので基板名のdefineを書き換えるだけですみます。

-ただし、''FRISKケースに入る基板''は今のところSTBEE MINIだけしか対応できません。

~
~
*JTAGコマンドの追加とプロトコルについて [#e2f59006]

-hidcmd.h
 #define HIDASP_JTAG_WRITE	  0x18	//JTAG 書き込み.
 #define HIDASP_JTAG_READ	  0x19	//JTAG 読み書き.
-が追加されてます。

--jcmdの1バイトは以下のように定義（その１）
 bit 7   6   5   4   3   2   1   0  
   +---+---+---+---+---+---+---+---+
   | 0 | b6| JTAG転送bit数(TDIの数)|   ＋ JTAG転送bit数分の TDIビット（LSBファースト）  
   +---+---+---+---+---+---+---+---+
--- b6はTDI送出の最終bitでTMSを1にするなら1 しないなら 0 ： TMSは最終bit以外は常時0

~
--jcmdの1バイトは以下のように定義（その２）
 bit 7   6   5   4   3   2   1   0  
   +---+---+---+---+---+---+---+---+
   | 1 |BITBANG転送回数(後続byte数)|   ＋ BITBANG転送回数分(byte数)のデータ
   +---+---+---+---+---+---+---+---+
--BITBANGデータの１回分は、TCK=LOWのサンプルとTCK=HIGHのサンプルをパックしたデータ。
 bit 7   6   5   4   3   2   1   0  
   +---+---+---+---+---+---+---+---+
   |TCK|TDI| - |TMS|TCK|TDI| - |TMS|  （上位４ビットが最初にセットされ、次に下位４ビットがセットされます）
   +---+---+---+---+---+---+---+---+
--TCKを変化させたくないときは、両方のTCKビットを同じ値にします。

~
~

-HidReportの登りストリーム(AVR->PC) サイズは最大64バイトまで. HIDASP_JTAG_READ発行時のみ折り返し返送されます.
 +----------------------------------------+
 | JTAG受信データ(TDOの読み取りビット列)  |  （最大64バイトまで）
 +----------------------------------------+
--ビット列はLSBファースト. 送信されたTDIビット列とそのまま対応しています.

----
その他補足
 #define HIDASP_JTAG_READ	  0x19	//JTAG 読み書き.
-を実行するときは、HidReportの下りストリーム(PC->AVR)を単純な形式（１コマンドのみ）にします。
 +------+------+-------------------+------+
 | 0x19 | jcmd |  data列           | 0x00 |
 +------+------+-------------------+------+
-jcmdがBitBangモードのときは、返答データはありません。JTAG(TDI列)のときのみ(TDO列)を返します。
-JTAGストリームが長い場合(56bit以上のTDIを送ってTDOを受け取る)は、56bit単位に分割転送します。
-その場合、最後のストリームの最終bitのみ、TMSを1にする処理が入ります。(b6=1のパケットを用意します)

-armblasterのファームを再ビルドするときは、CodeSourcery G++ Lite を使用してください。

~
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*OpenOCDの簡単な使い方 [#f0f6b21c]

-起動したらまず、localhost:4444番ポートにtelnetで(TeraTermなどを使って)繋いでください。

*OpenOCDのWindows版をLinux上からクロスビルドする方法。 [#acd61903]
-[[openocd-build]] を参照してください。

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*参考文献(LINK) [#xc3d2b7c]

OpenOCDが動くまで (kimura Lab)
-http://www.kimura-lab.net/wiki/index.php/OpenOCD%E3%81%8C%E5%8B%95%E3%81%8F%E3%81%BE%E3%81%A7

OpenOCD (ベストテクノロジーさん)
-http://www.besttechnology.co.jp/modules/knowledge/?OpenOCD

OpenOCD本家
-http://openocd.berlios.de/web/

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