За последние дни окончательно убедился, что Arduino не просто игрушка, а настроящие ворота для начинающих постигать мир программирования микроконтроллеров Atmel.
К чему это я, а к тому, что плата Arduino может выступить в роли программатора для самостоятельных конструкций на контроллерах. Как минимум существует два варианта, про которые можно прочитать на сайте http://freeduino.ru: http://freeduino.ru/arduino/isp.html.
Меня больше заинтересовал вариант BitBang программатора, т.к. не нужно каждый раз заливать прошивку в Arduino, когда нужно прошить внешний контроллер. Кроме того, можно прошить сам контроллер в кроватке (допустим если вышел из строя, количество же циклов перезаписи ограничено или залить обновленный boot loader).
В статье выше сказано, что подходят не все платы, это верно, но главное, что бы это была USB плата и на ней был чип FT232R/FT232RL, а вот разьём X3 можно распаять и самому (как это сделал Я - при помощи олово-отсоса очистил отверстия, поставил планочку и пропаял).
Но на этом наши приключения не заканчиваются. Возникает вопрос - чем шить? Ведь BitBang (“ножкодрыгание”) это достаточно не стандартная для общепринятых API процедура. Соответственно этим нужно заниматься через специализированные библиотеки, коих под Linux я раскопал две для чипов от FTDI:
- libftd2xx - закрытая (проприетарная) библиотека от производителя, есть в вариантах для i686 и x86_64 (и естественно для Windows), скачать можно тут: http://www.ftdichip.com/Drivers/D2XX.htm, там в же в архиве есть заголовочные файлы, а на сайте можно скачать PDF с руководтством программиста. Вообще, там же рекомендую скачать и документацию на саму микросхему FT232R/FT232RL и информацию про работу в BitBang режиме (дальше потребуется). Библиотека доступна в ArchLinux через AUR.
- libftdi - библиотека с открытыми исходными кодами, из зависимостей только libusb, а так как последняя может быть собрана и для Windows, теоретически и данная библиотека тоже. Домашняя страница: http://www.intra2net.com/en/developer/libftdi/download.php, имеется так же в репозитории extra в ArchLinux.
Для первой библиотеки (libftd2xx), есть набор патчей для avrdude. На сайте FreeDuino есть ссылка на сборку для Windows. Я выложил в AUR правила для сборки последней версии avrdude с этими патчами: avrdude-serjtag (потому как патчи изначально родились в недрах проекта serjtag).
На сайте libftdi лежит патч для древней версии uisp, поэтому подумав, и потратив 1.5 дня сделал на основе патчей serjtag свой патч ftdi-bitbang-5.10-1.patch, который использует эту библиотеку. Проверил прошивая и устанавливая fuse-биты на ATTiny2313. Естественно сделал правила для сборки и поместил в AUR: avrdude-ftdi. Вариант, если нужно отстроить на архитектуру отличную от x86/x86_64 или если бинарная версия проприетарной библиотеки рушится на вашей системе (тем более, что обновлялась она с 2008 года).
Вот тут товарищ Di Halt более подробно рассказывает про программатор на такой же микросхеме, которая стоит на Arduino. Там он говорит об одной неприятной особенности: после прошивки не отпускается линия RESET и решает проблему аппаратно. Можете поступить так же, но оказалось что, что в исходных кодах avrdude достаточно добавить одну строчку - выставление высокого уровня на линии RESET перед закрытием порта и выходом. Патч делающий это для использования с libftd2xx и набором патчей serjtag можно поглядеть тут: http://aur.archlinux.org/packages/avrdude-serjtag/avrdude-serjtag/clean-reset-pin.diff. При сборке пакетов avrdude-serjtag и avrdude-ftdi изменения отраженные в этом патче уже применены, так что, счастливым обладателям ArchLinux достаточно просто собрать и поставить пакет :)
Немножно хотел бы остановиться на описании программатора в конфигурационном файле avrdude.conf, особенно назначение цифр для задания линий. Выглядит это примерно так:
#arduino duemilanove
programmer
id = "duemilanove";
desc = "FT232R Synchronous BitBang";
type = ft245r;
miso = 3; # CTS X3(1)
sck = 5; # DSR X3(2)
mosi = 6; # DCD X3(3)
reset = 7; # RI X3(4)
;
programmer
id = "ft245r";
desc = "FT245R Synchronous BitBang";
type = ft245r;
miso = 1; # D1
sck = 0; # D0
mosi = 2; # D2
reset = 4; # D4
;
Не мог понять, пока не почитал внимательно приложение к даташиту FT232R подробно рассказывающее про Bit Bang режимы этой микросхемы. Если коротко: для программатора нужно 4 линии, микросхема предоставляет 8 линий, на которых можно играться уровнями. Естественно в каждом конкретном программаторе могут использоваться любые 4 из этих 8ми линий.
Каждая линия отражает бит с номером от 0 до 7. На Arduino на разъем X3 выведены контакты микросхемы с номерами 11, 9, 10, 6, подключаемых по следущей схеме: 11 - MISO 9 - SCK 10 - MOSI 6 - RESET В документации находим табличку, в которой представлены номера выводов и какой бит они предоставляют, и получаем такую таблицу соответствий: ^ Имя линии ^ Номер вывода микросхемы ^ Имя вывода ^ Номер вывода разъема X3 ^ Номер/Имя бита (согласно таблицы) ^ | MISO | 11 | CTS | 1 | D3 | | SCK | 9 | DSR | 2 | D5 | | MOSI | 10 | DCD | 3 | D6 | | RESET | 6 | RI | 4 | D7 |
Смотрим на последнюю колонку: вот они откуда и берутся эти самые 3, 5, 6, 7 в описании программатора в avrdude.conf. Т.е. эти номера - это номера битов. С остальными программаторами дело обстоит схожим образом. Одного я не понял, почему этого нет в документации? Или плохо искал?
На этом пока все, сейчас обощаю идеи о среде разработки (на данный момент на базе Makefile) и опубликую заметку.