嵌入式仿真器

專門設計用于復雜的汽車電子應用的MC33993、MC33887和MC33888器件提供了具有先進性能和診斷功能的解決方案。

復雜的多引腳MCU常會引起開發(fā)問題。MC9S12DP256提供了一個單線的后臺調(diào)試接口，可以方便地在汽車環(huán)境中實現(xiàn)廣泛的調(diào)試工作，并且不會遇到使用傳統(tǒng)電路嵌入式仿真器時常見的困難。這一接口還能用來在生產(chǎn)線末端進行主要閃存的編程，甚至可以用來在車內(nèi)執(zhí)行再編程操作。

現(xiàn)代的汽車微控制器常采用閃存來存儲主操作程序。編程閃存的最佳方法是在最終組裝后把主程序編程進完整的電子控制模塊中，與在模塊組裝前通過第三方把主程序編程進MCU相比，這種方法能有效地避免風險和延時。通過簡單的串行接口將主程序編程進MCU是在模塊組裝后完成的，一般是在最終測試過程中執(zhí)行的。一些制造商采用便宜的獨立編程器完成這一操作，而另外一些廠商則將編程操作集成在生產(chǎn)線末端的測試設備中。

摩托羅拉的相關器件則提供一個單線的后臺調(diào)試接口用來實現(xiàn)閃存編程、檢驗和一般的調(diào)試操作。在設備正常工作時，串行通信引腳在復位時是被拉高的，因此后臺系統(tǒng)不被激活。當有編程器或調(diào)試系統(tǒng)連接到這個引腳時，該引腳在復位時會被拉到低電平，從而迫使MCU進入激活的后臺模式，而不是去啟動應用程序。為了方便調(diào)試，可以在設備正常工作時將一個主機系統(tǒng)連接到目標MCU系統(tǒng)，從而在不干擾設備運行的條件下實現(xiàn)對閃存或寄存器內(nèi)容的監(jiān)測。所連接的調(diào)試系統(tǒng)也能取代MCU的控制來讀寫CPU寄存器、設置硬件斷點或跟蹤單條指令。

傳統(tǒng)的電路嵌入式仿真器與目標系統(tǒng)之間通常需要30到40個連接，而上述后臺調(diào)試接口只需要2到4個連接。單根BKGD通信信號和公共地是必須的。增加復位信號能使主機更容易地強迫和控制系統(tǒng)復位，在某些情況下增加VDD能允許調(diào)試夾具從目標系統(tǒng)中“竊取”電源。這種簡單的接口為汽車電子設計師提供了對安裝在運動汽車電子控制模塊中的MCU的調(diào)試訪問能力。當汽車在正常路況下行進時許多問題只能經(jīng)過調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)。

內(nèi)存編程

與閃存編程相關的最重要因素是速度與方便性。編程速度取決于閃存單元的編程時間以及從編程器到目標MCU的數(shù)據(jù)傳輸速度，當然還有一些其它因素，如編程前擦除陣列的時間，用于驗證編程操作成功與否的時間。MC9S12DP256編程任意16位字的時間是45ms，但一個突發(fā)編程操作允許對同一排32字閃存中的任意附加字以20ms的速度編程。理論上采用單線后臺調(diào)試接口可以在27ms內(nèi)傳送一個字的信息，這要比閃存的實際編程時間稍微慢一些。實際編程還需要額外的任務開銷，如驗證開銷。獨立編程器工具SCBDMPGMR12能在稍少于10s的時間內(nèi)完成256KB閃存的擦除、編程和驗證操作。

驗證是產(chǎn)生開銷的重要因素之一。重傳所有的數(shù)據(jù)以實現(xiàn)字對字的驗證將使編程時間加倍。一個快速的辦法是在數(shù)據(jù)編程進閃存時進行CRC計算，然后在整個閃存編程完成后重讀閃存內(nèi)容來驗證CRC值。這一操作完全能以總線速度進行，而且無需重傳數(shù)據(jù)。

將數(shù)據(jù)到目標的傳送分離出來，使它在數(shù)據(jù)編程進閃存前完成也會使編程時間加倍。較好的方法是數(shù)據(jù)傳送與編程操作并行展開。一般來說，要先把編程算法發(fā)送到目標MCU，從而便于管理收到的數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)送入RAM緩沖器，然后控制擦除與編程操作。該編程算法利用二個數(shù)據(jù)緩沖器來接收將被編程進閃存的數(shù)據(jù)。當?shù)谝粋€緩沖器裝滿數(shù)據(jù)后，編程算法就開始把這些數(shù)據(jù)編程進閃存，同時新的數(shù)據(jù)被裝載到第二個緩沖器。后臺接口可以用來接收數(shù)據(jù)并把它們寫入RAM，這一操作不會干擾目標CPU的工作，因為CPU是從另外一個緩沖器讀取數(shù)據(jù)并編程進閃存的。

MC9S12DP256中的閃存被分成4個獨立的64KB塊，因此可以獨立地對這4個塊執(zhí)行擦除與編程操作。在基于后臺調(diào)試的閃存編程情況下，由于數(shù)據(jù)傳送速度要稍慢于閃存的平均字編程速度，因此試圖交織進行獨立陣列的編程操作是不切實際的，不過對所有4個塊并行執(zhí)行批量擦除操作則是可行的。

后臺訪問給首次閃存編程提供了極其便利的途徑，但一些用戶仍希望采用其它系統(tǒng)總線如CAN總線、J1850總線或串行接口總線來完成所有的現(xiàn)場再編程操作。在主應用程序中包含合適的啟動裝載(boot loader)程序能方便地做到這一點。為了對來自于成品汽車中某根總線的某些特殊代碼作出響應，啟動裝載程序應能擦除閃存并接受新的編程數(shù)據(jù)。