發(fā)現(xiàn)新一代SPYDER

作者：Freescale公司 Inga Harris

　　飛思卡爾半導(dǎo)體是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司，為汽車、消費、工業(yè)、網(wǎng)絡(luò)和無線市場設(shè)計和生產(chǎn)嵌入式半導(dǎo)體產(chǎn)品。過去幾年來，我們越來越多地把重點放在為大眾和發(fā)燒友市場提供工具上。我們最近增加了電子商務(wù)網(wǎng)站、贈送樣品、免費的編譯器和調(diào)試器、以及經(jīng)濟高效的硬件工具，現(xiàn)在設(shè)計人員可以輕松獲得飛思卡爾微控制器系列了。USBSPYDER08由SofTec Microsystems制造，是該公司2007年推出的最新工具，售價29美元。該產(chǎn)品的推出再次彰顯了我們致力于提供小型、快捷且經(jīng)濟高效的硬件工具，幫助您啟動設(shè)計的承諾。[ 法律提示：使用本產(chǎn)品參考需獲得SofTec Microsystems許可。]

　　上個世紀80年代推出的HC05 和 HC11 8位內(nèi)核現(xiàn)在已經(jīng)廣泛用于一些主要的細分市場。20世紀90年代末推出的HC08 (8位)和 HC12 (16位)內(nèi)核則更多地應(yīng)用于專業(yè)應(yīng)用。2000年年初，繼HCS08 8位內(nèi)核以后，公司又進一步推出HCS12 16位內(nèi)核。16位內(nèi)核具有后臺調(diào)試模塊（BDM）的重要功能，從而使這些MCU的開發(fā)變得更為簡單。

　　8位HCS08和最新推出RS08微控制器（通過消除指令和其他成本節(jié)省方法減少HCS08內(nèi)核，從而使產(chǎn)品更小）內(nèi)置一個單線后臺調(diào)試接口，支持片上非易失性內(nèi)存線內(nèi)編程和復(fù)雜的非入侵調(diào)試功能。正是該模塊實現(xiàn)了經(jīng)濟高效、使用方便的工具的開發(fā)。同樣的BDM連接也出現(xiàn)在32位微控制器68K V1 ColdFire®內(nèi)核產(chǎn)品上，該產(chǎn)品有望在2007年推出。

　　2005年， freegeeks.net在HCS12 微控制器社區(qū)提供一個名為TBDML的開放式源代碼工具。該工具在12個月內(nèi)的下載達到1454次，我們意識到工程師們發(fā)現(xiàn)了這個工具的價值。現(xiàn)在，可以通過兩種方式獲得支持8位BDM功能微控制器的同等工具：
•　　用于HCS08的開放源BDM(OSBDM)，詳細信息請見飛思卡爾論壇(http://www.freescale.net/forums)。這款自建工具的物料單（BOM）成本不到10美元，可以以預(yù)制的方式從小公司購買。 [法律提示: 可以將該價格定為飛思卡爾直接銷售價格或建議零售價/轉(zhuǎn)售價]
•　　支持 MC9S08QG、MC9S08QD 和MC9RS08KA 88位微控制器的USBSPYDER08開發(fā)工具。該工具箱支持飛思卡爾未來的8針腳MCU。

　　OSBDM 和 USBSPYDER08的功用基本相同，主要用來連接您的開發(fā)環(huán)境（基于Windows® PC）和目標MCU，如圖4所示。這些工具的主要目標是提供更便宜、更方便的設(shè)計，供愛好者們使用。

　　USBSPYDER08是一款新型的USB到BDM的開發(fā)工具，用于飛思卡爾的MC9S08QG、MC9S08QD和 MC9RS08KA 8位MCU。 [法律提示：使用本產(chǎn)品參考需獲得SofTec Microsystems的許可。]如果您不熟悉BDM，它是我們最近剛剛推出的8位和16位MCU上使用的ICD、debugWIRE或JTAG的飛思卡爾版。

　　這些設(shè)備上的BKGD (BacKGrounD) 針腳提供連接片上調(diào)試模塊的單線后臺調(diào)試接口。如需了解這些調(diào)試模塊的更多信息及使用方法，請參見HCS08 或RS08產(chǎn)品介紹的開發(fā)工具章節(jié)。盡管接口為單線路接口（一般為6針腳連接器），但BDM端口還是用來連接目標，如圖2所示。

　　該針腳的主要功能是為活動后臺模式命令和數(shù)據(jù)傳輸提供雙向串連通信。復(fù)位時，該針腳被用來選擇是以活動后臺模式啟動還是啟動用戶應(yīng)用程序。此外，該針腳要求提供定時同步響應(yīng)脈沖，允許主機開發(fā)工具為后臺調(diào)試串行通信確定正確的時鐘頻率。BDC命令以串行方式從主機發(fā)送到目標HCS08 或 RS08 MCU的BKGD針腳。使用定制的BDC通信協(xié)議，以MSB先發(fā)的順序發(fā)送命令和數(shù)據(jù)。 [法律提示: 如果未按要求，則聲明無效] 。有了單線后臺調(diào)試接口，我們就能夠使用相對簡單的接口POD把主機計算機命令轉(zhuǎn)換成BDC命令。

　　使用USBSPYDER0時，要使用低速通用串行總線（USB）接口。該工具采用 USB Flash Memory Stick™ 。[法律提示： Memory Stick 是 Sony公司的一個商標名稱，使用本產(chǎn)品參考需獲得SofTec Microsystems和Sony的許可。]

　　USBSPYDER08 是一款經(jīng)濟高效的工具，是SofTec Microsystems和飛思卡爾半導(dǎo)體的通力合作的結(jié)果。[法律提示： 使用本產(chǎn)品參考需獲得SofTec Microsystems的許可。]加上屢獲殊榮的CodeWarrior®開發(fā)工具 [法律提示： CodeWarrior是注冊商標名，每次使用時后面首先要帶相應(yīng)的標識（標題中也是如此），同時注明相應(yīng)的非商標名稱]，USBSPYDER08提供了書寫、編譯、下載、線內(nèi)模擬和調(diào)試代碼所需的核心工具 [法律提示：如果未按要求，則聲明無效]。全速率程序執(zhí)行功能允許開發(fā)人員實時執(zhí)行硬件和軟件測試。該工具的總線速度高達10MHz，支持3.3V的MCU 操作范圍。它在板卡上有一個套接式目標MCU，該MCU可以用支持的其他PDIP封裝部件進行更換?，F(xiàn)在，http://www.freescale.com網(wǎng)站上已有少量樣品部件提供。 為了提高工具的靈活性，它還擁有一個BDM連接器，對其他封裝中支持的產(chǎn)品進行板外調(diào)試；如果開發(fā)需要組合其他板卡組件，也可以提供該連接器。

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USBSPYDER08 的工作原理

　　借助HCS08 和RS08 的后臺調(diào)試控制器（BDC）模塊，USBSPYDER08提供了一個快速、簡便的進行片上閃存和任何其他內(nèi)存編程的途徑。它是用于開發(fā)的主要調(diào)試接口，允許對內(nèi)存數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)的調(diào)試功能（如CPU寄存器修改斷點和單指令跟蹤命令等）進行非入侵式接入。

　　該工具用USB 接口與PC進行通信，用USB總線電壓為工具和微控制器供電，無需舊式的體積笨重的適配器，使之成為真正的便攜設(shè)備。USB電源還可以為目標板卡供電，只要沒有太多的電機消耗電流（最多100毫安）。由于這些工具都依賴USB接口，所以USBSPYDER08工具采用的核心產(chǎn)品是飛思卡爾MC908JB16 MCU。該MCU內(nèi)置一個USB(2.0低速)接口，由USB提供的5V電壓供電。但當它支持 RS08 MCU時，需要12V電壓進行編程。 MC908JB16 MCU能夠識別目標，通過憑借PTD0控制，用直流-直流轉(zhuǎn)換器芯片支持12V的信號。

第 1步 – USBSPYDER08板卡裝配
　　USBSPYDER08工具最基本的部件現(xiàn)已組裝到產(chǎn)品中，因此您可以將它用作帶套接微控制器的獨立工具。如果現(xiàn)在需要使用另外一個封裝類型或獨立的目標板卡，它也同樣支持。通過在標有R2的釘座旁的空間里新增一個0 ohm的電阻器或短路，就可以把電源連到BDM插座上，這樣您就可以使用另外一個目標板卡。最終的結(jié)果是USBSPYDER08 Discover Kit 變成了BDM  POD。

第2步 – 調(diào)試器安裝
　　CodeWarrior® Development Studio for Freescale HC(S)08/RS08 v5.1在其特殊版中已經(jīng)提供了FOC，F(xiàn)OC的副本在USBSPYDER08 CD上。有關(guān)該工具功能的更多信息，請訪問：www.freescale.com/codewarrior 。如果沒有許可證密鑰，該產(chǎn)品將以受限制的演示模式運行在1KB的代碼容量中。要想突破1KB的限制，可以使用以下兩種方法：
　　• 聯(lián)系飛思卡爾申請無限制使用時間的免費許可證密鑰，代碼容量可以增加到16KB。
　　• 聯(lián)系飛思卡爾申請30天免費許可證密鑰，在此期間可以不受任何限制地運行編譯器。

[法律提示：發(fā)布前要確認許可信息。]

第 3步 –驅(qū)動
　　一旦板卡做好了開發(fā)準備，且CodeWarrior安裝完畢，下一步就是讓USBSPYDER08與調(diào)試器進行通信。用隨附的CD盤安裝完驅(qū)動后，工具就首次連接到PC，Windows會識別到有新的USB設(shè)備，“Windows New Hardware Wizard”（“Windows新硬件向?qū)А保υ捒驅(qū)⒋蜷_，系統(tǒng)會請求所需驅(qū)動。要完成安裝流程，開發(fā)人員必須選擇“自動安裝”選項，就是這么簡單！

第 4步 –準備啟動發(fā)現(xiàn)功能
　　必須指出的是，USBSPYDER08使用目標MCU而非模擬器來執(zhí)行線內(nèi)執(zhí)行，因此微控制器的外圍設(shè)備如定時器、交流直流轉(zhuǎn)換器和串行通信模塊等都不是由軟件或外部設(shè)備重建的。

　　要用CodeWarrior工具為USBSPYDER08 支持的任意一款設(shè)備創(chuàng)建新工程，首先要從CodeWarrior工具入手。從主菜單中選擇“File > New Project…”（ “文件> 新工程…”）或者在啟動對話框中點擊“Create New Project”（“創(chuàng)建新工程”）。這時會出現(xiàn)一個對話框，提示您從下拉菜單上選擇目標設(shè)備。在選擇類型中選擇“SofTec HCS08” ，然后選擇代碼類型、工程名稱和位置。如果沒有需要添加的文件，并且您也不想使用設(shè)備初始化工具，那么點擊“Finish”（ “完成”）即可。CodeWarrior將會創(chuàng)建該工程，為代碼設(shè)置框架，并且包含具有所有寄存器定義的頁眉文件。一旦您寫好代碼，準備開始調(diào)試時，先創(chuàng)建文件然后進行編譯?，F(xiàn)在有多種方法可以完成該操作：您可以使用窗口上的快捷按鈕；或者使用下拉菜單“Project”（ “工程”）；或者先按F5 ，然后按F7。

　　第一次進入調(diào)試會話時，會出現(xiàn)一個“MCU Configuration” （“MCU 配置”）對話框，提示您選擇連接您PC的調(diào)試硬件。一定要選擇 “USBSPYDER08” 連接類型。這時，CodeWarrior已經(jīng)被擦除并重新編輯了內(nèi)存，如果選定的MCU包含振蕩器，那么它要梳整振蕩器。

　　這時，您就擁有調(diào)試代碼所需的工具。CodeWarrior 工具套件支持不同程序流量分析方法，如通過斷點、觀察點或跟蹤緩沖器進行流量分析。所有這些功能在實施時都利用了目標微控制器的調(diào)試外圍設(shè)備的優(yōu)勢。圖5顯示了CodeWarrior 窗口，該窗口包括： [法律提示：在發(fā)布前請用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對信息進行確認，同時要確保所有功能都是該產(chǎn)品的功能。]
　　• 源代碼窗口，顯示您的代碼
　　• 組裝窗口，您可以看到編譯器為您的源代碼創(chuàng)建的內(nèi)容
　　• 寄存器窗口，可以看到CPU寄存器
　　• 內(nèi)存窗口，你可以觀察任一位置或?qū)⒆止?jié)更改為另外一個值
　　• 具有數(shù)據(jù)、程序和命令的其他窗口

　　數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)刷新速率可以通過右擊窗口并更改格式或模式的方法進行更改。進入“File > Save Configuration”（ “文件 >保存配置”），保存優(yōu)選設(shè)置。不熟悉CodeWarrior工具套件的工程師應(yīng)先花點時間熟悉Start/Continue、 Single Step、Step Over、 Step Out、 Assembly Step、 Halt 和Reset Target等按鈕。在學習調(diào)試環(huán)境知識時，AN3335（ HCS08后臺調(diào)試模式簡介）和AN2616（ 用C啟動HCS08和CodeWarrior）都是不錯的學習資料。

　　與MCU相鄰的釘座可以連接一個觀察儀，實時監(jiān)控調(diào)試器的針腳輸出狀況。

小結(jié)
　　USBSPYDER08 Discovery Kit 是一個非常靈活的工具，能夠滿足低預(yù)算開發(fā)要求。它支持飛思卡爾的8針腳S08設(shè)備，能夠用片外目標選項擴展針腳計數(shù)。CodeWarrior 工具的功能非常強大。當與CodeWarrior 工具套件（如 IDE、 編譯器、調(diào)試器、編輯器、連接器、匯編程序和運行控制設(shè)備）接合使用時，飛思卡爾為大眾和發(fā)燒友市場提供了構(gòu)建平臺和應(yīng)用所必需的關(guān)鍵工具。

祝開發(fā)工作順利！
Inga

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閱讀資料推薦
AN3335 - Introduction to HCS08 Background Debug Mode
AN2616 - Getting Started with HCS08 and CodeWarrior Using C

BR8BITLOWEND - A Little 8-bit Goes a Long Way
HCS08QRUG - HCS08 Peripheral Module Quick Reference
RS08 Peripheral Module Quick Reference - A Compilation of Demonstration Software for RS08 Modules 

　
圖 1 –內(nèi)核發(fā)展圖

　
圖2 – BDM 連接器

　
圖3 – USBSPYDER08 示意圖

　
圖 4 –模塊圖

　
圖 5 – CodeWarrior屏幕截圖