实现在线编程的嵌入式系统、编程器及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种实现在线编程的嵌入式系统、编程器及方法，涉及嵌入式系统设计领域。该嵌入式系统包括PC、PC软件、以太网线缆、编程器、柔性延长线缆、目标板，编程器包括顺次相连的以太网接口电路、SoC电路、第一8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、第一接插件，以太网线缆分别连接PC机的网卡接口、编程器的以太网接口电路，目标板包括第二接插件、第二8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、串并转换电路、FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片。本发明专利技术能够实现在线烧录程序，支持一键下载和批量下载，显著提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
实现在线编程的嵌入式系统、编程器及方法
本专利技术涉及嵌入式系统设计领域，具体是涉及一种实现在线编程的嵌入式系统、编程器及方法。
技术介绍
目前在嵌入式板卡上，电路板上一般都会使用FLASH(闪存)、CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)、电源监控和时序管理芯片，这些芯片需要将程序编程进去后才能工作，一般有两种方法：(1)在焊接前，先用专用编程器烧录程序，再将芯片焊接到板上。该方法的缺陷是：生产工序繁琐，如果程序损坏等原因，就必须取下芯片重新烧录，很麻烦，对于BGA(球形触点陈列)封装芯片更甚。而且，采购专用编程器和接插件的价格不菲，其接插件易损坏，需经常更换。(2)采购专用调试器，通过各个厂家提供的标准调试接口，将程序下载到板上器件中。该方法的缺陷是：使用专用调试器需要一定的专业知识，每个厂家各有一套工具，需要各自的编程接口，一般都不支持批量下载，不仅操作相对复杂，生产效率比较低，且占用较多板空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种实现在线编程的嵌入式系统、编程器及方法，能够实现在线烧录程序，支持一键下载和批量下载，显著提高生产效率。本专利技术提供一种实现在线编程的嵌入式系统，该嵌入式系统包括PC、PC软件、以太网线缆、编程器、柔性延长线缆、目标板，所述编程器包括顺次相连的以太网接口电路、SoC电路、第一8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、第一接插件，以太网线缆分别连接PC机的网卡接口、编程器的以太网接口电路，目标板包括第二接插件、第二8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、串并转换电路、FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片；PC软件用于提供人机交互界面，用户通过PC软件、编程器直接对目标板上的FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片进行扫描、擦除、编程、校验单独操作，通过配置文件完成一键操作设置和批量下载设置，实现产品生产时的一键操作和批量下载操作；柔性延长线缆通过连接器分别连接编程器与目标板，实现编程器与目标板的命令与数据的交换；编程器接收PC软件的命令和数据的交换，完成对FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片的读写访问驱动、扫描、擦除、编程、校验操作，将执行结果反馈给PC软件，将回读数据传给PC软件。在上述技术方案的基础上，所述编程器的接口信号定义如下：8位宽总线为普通并行总线，其中CS是片选信号，R/W是读写信号，D<7..0>是8位数据线，A<3..0>是四位地址线，GND是信号地；I2C总线是标准的连线串行总线；JTAG总线是一种国际标准测试协议总线。在上述技术方案的基础上，所述编程器内部的SoC电路通过标准RGMII接口连接PHY芯片，以太网信号经变压器电路，引出RJ45标准以太网口，用于PC网口互联；SoC电路连接8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路，三路总线信号引到24端子的第一接插件。在上述技术方案的基础上，所述目标板的第二接插件通过8位宽总线连接目标板的CPLD，CPLD通过FLASH总线连接到FLASH芯片；第二接插件通过JTAG总线连接到CPLD的JTAG接口；第二接插件通过I2C总线连接到电源管理芯片的I2C接口。本专利技术还提供一种实现在线编程的编程器，该编程器集成在嵌入式系统中，该嵌入式系统还包括PC、PC软件、以太网线缆、柔性延长线缆、目标板，所述编程器包括顺次相连的以太网接口电路、SoC电路、第一8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、第一接插件，以太网线缆分别连接PC机的网卡接口、编程器的以太网接口电路，目标板包括第二接插件、第二8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、串并转换电路、FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片；PC软件用于提供人机交互界面，用户通过PC软件、编程器直接对目标板上的FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片进行扫描、擦除、编程、校验单独操作，通过配置文件完成一键操作设置和批量下载设置，实现产品生产时的一键操作和批量下载操作；柔性延长线缆通过连接器分别连接编程器与目标板，实现编程器与目标板的命令与数据的交换；编程器接收PC软件的命令和数据的交换，完成对FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片的读写访问驱动、扫描、擦除、编程、校验操作，将执行结果反馈给PC软件，将回读数据传给PC软件。在上述技术方案的基础上，所述编程器的接口信号定义如下：8位宽总线为普通并行总线，其中CS是片选信号，R/W是读写信号，D<7..0>是8位数据线，A<3..0>是四位地址线，GND是信号地；I2C总线是标准的连线串行总线；JTAG总线是一种国际标准测试协议总线。在上述技术方案的基础上，所述编程器内部的SoC电路通过标准RGMII接口连接PHY芯片，以太网信号经变压器电路，引出RJ45标准以太网口，用于PC网口互联；SoC电路连接8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路，三路总线信号引到24端子的第一接插件。本专利技术还提供一种基于上述嵌入式系统的实现在线编程的方法，包括以下步骤：用户操作PC软件，发出扫描、擦除、编程、校验操作指令，输入编程数据，PC软件将收到的命令和数据，按照自定义数据帧格式打包，通过以太网协议和5类以太网标准线缆向编程器发送数据包；编程器的SoC固件接收以太网数据，并进行数据包解析，按照自定义数据帧格式将命令解析出来，有三种命令编码：1、2、3，根据接收的命令不同，转入不同的后台服务程序进行相应操作；如果解析的命令编码是1，SoC固件进入电源管理芯片编程的后台处理程序，后台处理程序接收PC软件发过来的数据，通过电源管理芯片的驱动程序和I2C总线，将数据编程到对应的电源管理芯片中去；如果解析的命令编码是2，SoC固件进入CPLD编程的后台处理程序，后台处理程序接收PC软件发过来的数据，通过CPLD的下载驱动程序和JTAG总线，将数据编程到对应的CPLD芯片中去；如果解析的命令编码是3，SoC固件进入FLASH编程的后台处理程序，SoC固件的后台处理程序将收到的命令分解为一系列FLASH的CFI标准所要求的FLASH读写访问序列，将每一个FLASH读写访问序列需要的地址、数据信息进行解析，对地址和数据进行并串转化。在上述技术方案的基础上，所述对地址和数据进行并串转化的过程为：将32位地址转化为四个8位地址，将16位数据转化为2个8位数据，通过8位宽总线，按一定顺序写入到目标板的CPLD的内部逻辑电路的寄存器中去。在上述技术方案的基础上，所述CPLD的内部逻辑电路接收到SoC固件的8位宽总线的驱动程序发送过来的地址和数据后，将其缓存在相应的寄存器里，写FLASH操作时，R/W和CS信号为低电平；向ADDR[31:24]寄存器写入将要访问的FLASH地址的31～24位并锁存；向ADDR[23:16]寄存器写入将要访问的FLASH地址的23～16位并锁存；向ADDR[15:8]寄存器写入将要访问的FLASH地址的15～8位并锁存；向ADDR[7:0]寄存器写入将要访问的FLASH地址的7～0位并锁存，至此，访问FLASH地址已经准备好；向DATA[15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现在线编程的嵌入式系统，该嵌入式系统包括PC、PC软件、以太网线缆、编程器、柔性延长线缆、目标板，其特征在于：所述编程器包括顺次相连的以太网接口电路、SoC电路、第一8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、第一接插件，以太网线缆分别连接PC机的网卡接口、编程器的以太网接口电路，目标板包括第二接插件、第二8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、串并转换电路、FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片；PC软件用于提供人机交互界面，用户通过PC软件、编程器直接对目标板上的FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片进行扫描、擦除、编程、校验单独操作，通过配置文件完成一键操作设置和批量下载设置，实现产品生产时的一键操作和批量下载操作；柔性延长线缆通过连接器分别连接编程器与目标板，实现编程器与目标板的命令与数据的交换；编程器接收PC软件的命令和数据的交换，完成对FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片的读写访问驱动、扫描、擦除、编程、校验操作，将执行结果反馈给PC软件，将回读数据传给PC软件。

【技术特征摘要】
1.一种实现在线编程的嵌入式系统，该嵌入式系统包括PC、PC软件、以太网线缆、编程器、柔性延长线缆、目标板，其特征在于：所述编程器包括顺次相连的以太网接口电路、SoC电路、第一8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、第一接插件，以太网线缆分别连接PC机的网卡接口、编程器的以太网接口电路，目标板包括第二接插件、第二8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、串并转换电路、FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片；PC软件用于提供人机交互界面，用户通过PC软件、编程器直接对目标板上的FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片进行扫描、擦除、编程、校验单独操作，通过配置文件完成一键操作设置和批量下载设置，实现产品生产时的一键操作和批量下载操作；柔性延长线缆通过连接器分别连接编程器与目标板，实现编程器与目标板的命令与数据的交换；编程器接收PC软件的命令和数据的交换，完成对FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片的读写访问驱动、扫描、擦除、编程、校验操作，将执行结果反馈给PC软件，将回读数据传给PC软件。2.如权利要求1所述的实现在线编程的嵌入式系统，其特征在于：所述编程器的接口信号定义如下：8位宽总线为普通并行总线，其中CS是片选信号，R/W是读写信号，D<7..0>是8位数据线，A<3..0>是四位地址线，GND是信号地；I2C总线是标准的连线串行总线；JTAG总线是一种国际标准测试协议总线。3.如权利要求1所述的实现在线编程的嵌入式系统，其特征在于：所述编程器内部的SoC电路通过标准RGMII接口连接PHY芯片，以太网信号经变压器电路，引出RJ45标准以太网口，用于PC网口互联；SoC电路连接8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路，三路总线信号引到24端子的第一接插件。4.如权利要求3所述的实现在线编程的嵌入式系统，其特征在于：所述目标板的第二接插件通过8位宽总线连接目标板的CPLD，CPLD通过FLASH总线连接到FLASH芯片；第二接插件通过JTAG总线连接到CPLD的JTAG接口；第二接插件通过I2C总线连接到电源管理芯片的I2C接口。5.一种实现在线编程的编程器，该编程器集成在嵌入式系统中，该嵌入式系统还包括PC、PC软件、以太网线缆、柔性延长线缆、目标板，其特征在于：所述编程器包括顺次相连的以太网接口电路、SoC电路、第一8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、第一接插件，以太网线缆分别连接PC机的网卡接口、编程器的以太网接口电路，目标板包括第二接插件、第二8位宽总线/JTAG/I2C接口缓冲电路、串并转换电路、FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片；PC软件用于提供人机交互界面，用户通过PC软件、编程器直接对目标板上的FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片进行扫描、擦除、编程、校验单独操作，通过配置文件完成一键操作设置和批量下载设置，实现产品生产时的一键操作和批量下载操作；柔性延长线缆通过连接器分别连接编程器与目标板，实现编程器与目标板的命令与数据的交换；编程器接收PC软件的命令和数据的交换，完成对FLASH芯片、CPLD、电源管理芯片的读写访问驱动、扫描、擦除、编程、校验操作，将执行结果反馈给PC软件，将回读数据传给PC软件。6.如权利要求5所述的实现在线编程的编程器，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传宝，罗雄豹，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42