Co się stanie, gdy kod zostanie przesłany za pomocą programu ładującego?

13

Kiedy przesyłam nowy szkic do mojego Arduino Uno przy użyciu programu ładującego Optiboot, co tak naprawdę się dzieje?

  • Co jest wysyłane do Arduino?
  • Jak to reaguje?
  • Co oznacza „niesynchronizowane”?
  • Co to w ogóle jest „synchronizacja”?

Uwaga: To jest przeznaczone jako „pytanie referencyjne” .

arduino-uno bootloader Nick Gammon
źródło
bardzo interesujący post! Jeszcze tylko pytanie. Jakiego oprogramowania używasz do śledzenia komunikacji szeregowej (obrazów)?
Julio
Jest to wynik działania analizatora logicznego, takiego jak Saleae Logic 8. saleae.com Bardzo ładny mały analizator. Stosowano częstotliwość próbkowania 24 MHz za ~ 125, 150 USD. Aktualne prędkości przechwytywania wynoszą 100 i 500 MHz. > SPI, I2C i więcej> Większość komunikacji cyfrowej korzysta z określonego protokołu, który określa sposób przesyłania informacji. Oprogramowanie Logic ma analizatory protokołów, które mogą automatycznie dekodować SPI, I2C, szeregowy, 1-Wire, CAN, UNI / O, I2S / PCM, MP Mode, Manchester, Modbus, DMX-512, Parallel, JTAG, LIN, Atmel SWI, MDIO, SWD, LCD HD44780, BiSS C, HDLC, HDMI CEC, PS / 2, USB 1.1, Midi - lub utwórz własne
CrossRoads

Odpowiedzi:

21

Po zresetowaniu Uno z uruchomionym modułem ładującym Optiboot, moduł ładujący najpierw trzykrotnie mruga pin 13.

Pin 13 jest błyskany

Górna linia (szara) jest wysyłana do Arduino, środkowa linia (pomarańczowa) jest wysyłana z Arduino.

Podczas gdy tak się dzieje, program avrdudedziałający na twoim komputerze wysyła zapytanie do urządzenia:

STK_GET_SYNC / CRC_EOP  (0x30/0x20)

Arduino nie zauważa pierwszego „zsynchronizuj”, ponieważ jest zajęty flashowaniem pinu 13. Po zakończeniu zauważa „zsynchronizuj” (będzie buforowany przez sprzęt szeregowy) i odpowiada:

STK_INSYNC / STK_OK (0x14/0x10)

Wygląda na to, że avrdude jest trochę niecierpliwy i przekroczył limit czasu, ponieważ próbuje ponownie z zapytaniem „get sync”. Tym razem Optiboot odpowiada natychmiast.

Reszta przesyłania jest opisana na następnym obrazie. Przykład wyprodukowano przesyłając program akcji „Blink”.

Proces przesyłania Optiboot

(Kliknij na obrazek powyżej, aby uzyskać większą wersję)

Kroki są następujące:

  • Zapytanie: Get Sync? Odpowiedz: w synchronizacji.
  • Zapytanie: uzyskać parametr? (wersja główna) Odpowiedź: wersja 4.
  • Zapytanie: uzyskać parametr? (wersja pomniejsza) Odpowiedź: wersja 4.

  • Ustaw parametry urządzenia. Do układu wysyłane są następujące parametry urządzenia:

    0x42  // STK_SET_DEVICE
0x86  // device code
0x00  // revision
0x00  // progtype: “0” – Both Parallel/High-voltage and Serial mode
0x01  // parmode: “1” – Full parallel interface
0x01  // polling: “1” – Polling may be used
0x01  // selftimed: “1” – Self timed
0x01  // lockbytes: Number of Lock bytes.
0x03  // fusebytes: Number of Fuse bytes
0xFF  // flashpollval1
0xFF  // flashpollval2
0xFF  // eeprompollval1
0xFF  // eeprompollval2
0x00  // pagesizehigh
0x80  // pagesizelow
0x04  // eepromsizehigh
0x00  // eepromsizelow
0x00  // flashsize4
0x00  // flashsize3
0x80  // flashsize2
0x00  // flashsize1
0x20  // Sync_CRC_EOP

    Optiboot ignoruje to wszystko i odpowiada przy pomocy In Sync / OK. :)

  • Ustaw rozszerzone parametry urządzenia:

    0x45  // STK_SET_DEVICE_EXT
0x05  // commandsize: how many bytes follow
0x04  // eeprompagesize: EEPROM page size in bytes.
0xD7  // signalpagel: 
0xC2  // signalbs2: 
0x00  // ResetDisable: Defines whether a part has RSTDSBL Fuse 
0x20  // Sync_CRC_EOP

    Optiboot również je ignoruje i odpowiada przy pomocy In Sync / OK.

  • Wejdź w tryb programu. Odpowiedz: w synchronizacji / OK.

  • Przeczytaj podpis. Optiboot odpowiada 0x1E 0x95 0x0F bez faktycznego czytania podpisu .

  • Napisz bezpieczniki (cztery razy). Optiboot nie zapisuje bezpiecznika, a jedynie odpowiada w synchronizacji / OK.

  • Załaduj adres (początkowo 0x0000). Adres jest słowny (tzn. Słowo ma dwa bajty). Ustawia adres, pod którym będzie zapisywana następna strona danych.

  • Strona programu (wysyłanych jest do 128 bajtów). Optiboot natychmiast odpowiada „w synchronizacji”. Następnie następuje przerwa około 4 ms, podczas której programuje stronę. Następnie odpowiada „OK”.

  • Załaduj adres (teraz 0x0040). Jest to adres 64 w systemie dziesiętnym, tj. 128 bajtów od początku pamięci programu.

  • Napisano kolejną stronę. Ta sekwencja trwa, dopóki wszystkie strony nie zostaną zapisane.

  • Załaduj adres (z powrotem do 0x0000). Służy to do weryfikacji zapisu.

  • Strona odczytu (odczytywanych jest do 128 bajtów). To jest do weryfikacji. Pamiętaj, że nawet jeśli weryfikacja się nie powiedzie, złe dane zostały już zapisane w układzie scalonym.

  • Wyjdź z trybu programowania.

Co oznacza „niezsynchronizowane”?

Jak widać z powyższego, na każdym etapie sekwencji programowania Arduino ma odpowiedzieć „In Sync” (0x14), ewentualnie po nim niektóre dane, a następnie „OK” (0x10).

Jeśli nie jest zsynchronizowany, oznacza to, że avrdude nie otrzymał odpowiedzi „zsynchronizowany”. Możliwe przyczyny to:

  • Użyto niewłaściwej prędkości transmisji
  • Wybrano niewłaściwy port szeregowy w IDE
  • Wybrano niewłaściwy typ płytki w IDE
  • Brak zainstalowanego programu ładującego
  • Zainstalowano nieprawidłowy program ładujący
  • Płytka nie skonfigurowana do używania programu ładującego (w bezpiecznikach)
  • Niektóre urządzenia podłączone do pinów D0 i D1 na Arduino, zakłócają szeregowe komendy
  • Układ interfejsu USB (ATmega16U2) nie działa poprawnie
  • Zły zegar na tablicy
  • Niewłaściwe ustawienia bezpiecznika w Atmega328P (np. „Podziel zegar przez 8”)
  • Płyta / chip uszkodzony
  • Wadliwy kabel USB (niektóre kable USB zapewniają jedynie zasilanie i nie są przeznaczone do transmisji danych, np. Tanie kable dla fanów USB)

Co to jest „zsynchronizowany”?

Jak wspomniano powyżej, odpowiedź „W synchronizacji” oznacza, że ​​Arduino (bootloader) jest zsynchronizowany z programem ładującym.

Jaki protokół jest używany?

Protokół jest protokołem STK500 udokumentowanym przez Atmel. Zobacz odnośniki poniżej.

Bibliografia

Uwaga : STK500 wersja 2 nie jest używany w Optiboot, ale jest dołączony do informacji w przypadku korzystania z płyt takich jak Mega2560.

Stałe STK500

/* STK500 constants list, from AVRDUDE */
#define STK_OK              0x10
#define STK_FAILED          0x11  // Not used
#define STK_UNKNOWN         0x12  // Not used
#define STK_NODEVICE        0x13  // Not used
#define STK_INSYNC          0x14  // ' '
#define STK_NOSYNC          0x15  // Not used
#define ADC_CHANNEL_ERROR   0x16  // Not used
#define ADC_MEASURE_OK      0x17  // Not used
#define PWM_CHANNEL_ERROR   0x18  // Not used
#define PWM_ADJUST_OK       0x19  // Not used
#define CRC_EOP             0x20  // 'SPACE'
#define STK_GET_SYNC        0x30  // '0'
#define STK_GET_SIGN_ON     0x31  // '1'
#define STK_SET_PARAMETER   0x40  // '@'
#define STK_GET_PARAMETER   0x41  // 'A'
#define STK_SET_DEVICE      0x42  // 'B'
#define STK_SET_DEVICE_EXT  0x45  // 'E'
#define STK_ENTER_PROGMODE  0x50  // 'P'
#define STK_LEAVE_PROGMODE  0x51  // 'Q'
#define STK_CHIP_ERASE      0x52  // 'R'
#define STK_CHECK_AUTOINC   0x53  // 'S'
#define STK_LOAD_ADDRESS    0x55  // 'U'
#define STK_UNIVERSAL       0x56  // 'V'
#define STK_PROG_FLASH      0x60  // '`'
#define STK_PROG_DATA       0x61  // 'a'
#define STK_PROG_FUSE       0x62  // 'b'
#define STK_PROG_LOCK       0x63  // 'c'
#define STK_PROG_PAGE       0x64  // 'd'
#define STK_PROG_FUSE_EXT   0x65  // 'e'
#define STK_READ_FLASH      0x70  // 'p'
#define STK_READ_DATA       0x71  // 'q'
#define STK_READ_FUSE       0x72  // 'r'
#define STK_READ_LOCK       0x73  // 's'
#define STK_READ_PAGE       0x74  // 't'
#define STK_READ_SIGN       0x75  // 'u'
#define STK_READ_OSCCAL     0x76  // 'v'
#define STK_READ_FUSE_EXT   0x77  // 'w'
#define STK_READ_OSCCAL_EXT 0x78  // 'x'
Nick Gammon
źródło
2
AVR061: Protokół komunikacyjny STK500
Ignacio Vazquez-Abrams,
1
Słuszna uwaga! Dodałem kilka odniesień do odpowiedzi. Dzięki.
Nick Gammon
Zauważ, że proces weryfikacji opisany tutaj w szczególności wykorzystuje odczyt strony, co oznacza, że ​​każdy bootloader obsługujący avrdudedomyślne zachowanie weryfikujące to bootloader, który obsługuje odczyt zawartości flash.
Chris Stratton
1
Ta obszerna i opisowa instrukcja programu oraz analiza Optiboot / STK500 jest niesamowicie niesamowita. Dziękuję, wspaniały Nick Gammon!
David Refoua,