多接口仿真编程器制造技术

本发明专利技术提出了一种用于微处理器、可编程器件进行仿真开发、编程的多功能设备。包括ＵＳＢ接口、ＪＴＡＧ接口、串口接口、键盘、显示屏、内部存储器、各种接口转换器等等。可以通过更换、升级应用软件适用各种微处理器的仿真开发、编程。可以连接计算机，与计算机上运行的集成调试软件协作实现仿真开发、编程；也可脱机独立的对目标微处理器进行编程。支持ＪＴＡＧ仿真编程，也支持通过ＳＰＩ、ＲＳ２３２、ＲＳ４８５等等接口进行ＩＳＰ、ＩＡＰ编程。支持各种加密方法。本发明专利技术所述多功能设备涵盖仿真开发、脱机编程、现场软件升级等多种微处理器应用需求；支持多种微处理器，保护用户的设备投资；有利各行业更方便的应用微处理器技术。

Multi interface simulation programmer

The invention provides a multi-function device for simulation development and programming of a microprocessor and a programmable device. Including USB interface, JTAG interface, serial interface, keyboard, display screen, internal memory, all kinds of interface converters and so on. Through the replacement and upgrading of application software, suitable for all kinds of microprocessor simulation, development and programming. The computer can be connected with the integrated debugging software running on the computer to realize the simulation development and programming, and the program can be programmed independently of the target microprocessor independently. Support JTAG simulation programming, but also support through SPI, RS232, RS485 and other interfaces for ISP, IAP programming. Supports various encryption methods. The multifunctional equipment covers the application requirements of simulation development, offline programming, on-site software upgrades and other microprocessor; support multiple microprocessor protection of user equipment investment; favorable industries more convenient application of microprocessor technology.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微处理器应用领域，具体涉及一种微处理器仿真、编程、脱机程序下载的仿真编程器。
技术介绍
目前微处理器市场百花齐放，比如ARM、 AVR、 PIC、 8051、 MSP430等等，极大推动了电子产品智能化。 然而各个微处理器生产厂家通常会制定独特的仿真、编程方法，导致每选用一种微处理器都需要购买配套 的仿真器。大部分仿真器必须连接计算机使用，不便产品的批量生产。有的产品售后阶段需要现场升级软 件，需要能脱机工作的便携式编程器，称为ISP(在系统编程)和IAP(在应用编程)。目前微处理器、可编 程器件仿真编程设备各自为政，导致用户重复投资等情况。JTAG 口是用于微处理器仿真，编程的国际标准，被主流单片机ARM、 AVR、 MSP430等所支持。JTAG 口 与SPI 口相类似，而Atmel的AVR和8051均可通过SPI 口进行ISP编程。JTAG 口可以通过计算机的并口，附加简单的电平缓冲转换而成。目前主流的微处理器厂家均推出有并 口型的简易JTAG仿真器。ISP编程和IAP编程目前的主流做法是通过USART (通用同步/异步收发器)。USART与RS232接口 、串 口基本上是同一个概念，具有软硬件实现成本低的特点。应用历史悠久。 USB接口是目前计算机的主流外设接口 ，己逐步取代传统的并口和串口 。专利技术应用过各种微处理器，提出本专利技术也因在实践中，常为没有价格合理、功能满足要求的仿真、编 程设备发愁。以下是几点基础的观察结论1、 JTAG 口是主流的微处理器仿真、编程接口。如附图l中，JTAG有如下几个特点i. 可以对外供电，且有9根信号线可供使用，这为外接各种转接器提供了条件。ii. 通过适当的电平匹配电路，JTAG 口可适应1.8 5.5V的目标系统电平，涵盖TTL、 CMOS 等电平。iii. JTAG接口与SPI相兼容。 iv. JTAG口有20条接线，转接器插在上面有一定机械附着力。2、 市场上对应各种微处理器都有并口型的JTAG仿真编程器，作为最经济的开发方式，只要设备 支持USB-并口转换功能，就拥有了许多配套的软件资源。比如H-JTAG、Wigger、ISP、MSP-FET430PIF 等。问题是现在计算机带并口的越来越少。3、 RS232/USART串口的形式由于成本低廉，为绝大部分微处理器的ISP、 IAP所支持。很多微处理器 都固化了ISP程序，只要复位后满足一定条件，就会进入ISP程序运行，这时通过串口就可以把 程序烧录到微处理器中。也可以通过JTAG 口烧录一个BootLoader到目标微处理器FLASH中，使 目标微处理器能支持ISP/IAP。4、 有的微处理器支持多种下载、仿真方式，但有的方式不是保证能用的。比如philips的LPC21xx 系列arm， JTAG 口有可能被用户程序禁止，此时只有通过串口 ISP擦除芯片才能恢复JTAG仿真功 能。而很多芯片由于串口 ISPBootLoader程序是存储在FLASH中的，被意外擦除后串口 ISP功能 被禁止，只能通过JTAG重新写入串口 ISP BootLoader程序。综合以上几点，本专利技术提出的仿真编程设各集联机仿真、脱机下载于一体，集JTAG、串口接口于一体， 且成本不高。
技术实现思路
本专利技术提出一种多接口、多功能、可升级、低成本的仿真编程设备。 一站式满足微处理器选型、开发、 生产、售后升级各个应用阶段对仿真编程工具的需求。本专利技术规划的仿真编程设备结构如附图2:3本专利技术由控制单元101、 USB接口 102、显示屏103、键盘104、 JTAG接口 105、内部存储器106、电 池107、电源电路108、串口 109等几个主要部分及其间的衔接电路组成。DB9串口转接器201、 SD卡适配 器301、 RS485接口转换器401等作为设备的扩充部分，为可选件。控制单元101运行设备的基本管理程序和针对具体应用功能的应用软件。USB接口 102为标准的USB插座，有USB-B型和miniUSB-B型。显示屏103、键盘104为人机接口。JTAG接口 105是本专利技术的基本仿真编程接口。其引脚功能除标准JTAG功能外，可复用、重定义为 TTL/CMOS电平的SPI、 USART等等接口 。内部存储器106是本专利技术的主要信息存储器。与控制单元的芯片存储器互为补充。电池107和电源电路108提供整个设备的工作电源。串口 109是RS232电平的DB9接口，可免去外接DB9串口转换器201的麻烦。DB9串口转换器201是最基本的可选配件。在不接DB9串口转换器时，JTAG 口本身就可支持TTL/CMOS 电平的串口。 DB9串口转换器201使本专利技术兼容计算机串口。并可作为US B—串口转换器使用。 SD卡适配器301是外接SD卡等外部存储器用的，可以脱离计算机更新设备内部的信息。 RS485接口转换器401用来通过485接口对微处理器进行ISP和IAP编程。RS485接口也是经常使用 的接口。本专利技术中的设各管理程序存在于控制单元的控制芯片的程序存储器中，复位后首先运行。应用程序指 实现某一种具体功能，比如模拟USB-并口转换器、模拟USB-串口转换器、支持NXP的LPC21xx系列微处 理器的ISP下载、支持atmel的avr系列微处理器的ISP下载等等，由设备管理程序调用或装入运行的一 段独立代码。可从计算机通过USB下载到设备中，也可通过外接SD卡读入，存储在内部存储器或控制单 元芯片中。如果某一应用程序有新版本，可以升级。不需要的应用程序可以删除，以节省空间。也可以开 放相关编程接口给用户后，由用户自行编写应用软件。针对某一特定功能，比如AVR的ISP下载，可以同 时存在多个版本的应用程序。当然，设各管理程序本身也是可以升级的，也是一段程序代码，与应用程序没有本质区别，它本身也 可分为引导程序Bootloader和管理、设置部分程序。只是由于本专利技术是多功能设备，就把系统启动后到 进入实现某一种具体功能的代码之前的代码称为设备管理程序。根据设置，设备管理程序可以在启动后停留在设备管理状态、运行缺省的应用程序、运行上一次的应 用程序等。采用带OTG功能的USB芯片作为控制单元主芯片，如ATMEL的AVR32 UC3B系列芯片，则设备可以支 持USB产品的DFU脱机程序更新下载功能。采用外接SPI接口的USB HOST芯片如MAX3421E，做成外接USB DFU接口卡，也可达到支持DFU的效果。具体选用可以从成本和需求上考虑、选择。由于釆用了合理的程序结构，使本专利技术成为微处理器应用的一站式解决工具，由于兼容多种芯片，在 微处理器的选型阶段，不会由于选用不同芯片而面临购买多种开发工具的苦恼；微处理器开发过程中，本 专利技术拥有JTAG仿真功能和串口 ISP功能，且可以扩充各种接口，可以完善的解决微处理器仿真编程的难 题；生产过程中，本专利技术可以脱离计算机对微处理器进行烧录编程，节省用户设备费用；很多产品售出口 需进行软件升级，本专利技术可以解决现场升级问题。本专利技术成本不高，功能强大灵活，可以预见在微处理器 应用领域有广阔的市场。附图说明附图1 附图2 附图3 附图4标准JTAG接口的引脚功能定义图； 本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿真编程设备，其特征是：包含有ＵＳＢ接口、控制单元、显示屏，由设备管理程序调用、装入、运行多种应用程序，应用程序对应特定的目标（微处理器、可编程逻辑电路等）的仿真、联机编程、脱机下载编程功能或ＵＳＢ转串口、ＵＳＢ转并口等功能。

【技术特征摘要】
1.一种仿真编程设备，其特征是包含有USB接口、控制单元、显示屏，由设备管理程序调用、装入、运行多种应用程序，应用程序对应特定的目标(微处理器、可编程逻辑电路等)的仿真、联机编程、脱机下载编程功能或USB转串口、USB转并口等功能。2. 根据权利要求1所述的一种仿真编程设备，其特征是应用程序可由用户自行下载、升级、删除。3. —种仿真编程设备，其特征是包含有USB接口、控制单元、显示屏，还包含有JTAG口、内部 存储器、操作键盘、电池、电源电路等部分。4. 根据权利要求3所述的一种仿真编程设备，其特征是HAG 口上可插入HAG-RS232转换器， JTAG-RS232转换器另一端为与计算机串口相同的DB9插座，DB9插座输入输出电平为RS...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭增金，
申请(专利权)人：彭增金，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]