{"id":54744,"date":"2020-01-03T00:00:00","date_gmt":"2020-01-02T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/razrabotka-otladochnoj-platy-dlya-k1986ve1qi-avia"},"modified":"2020-02-18T14:02:47","modified_gmt":"2020-02-18T11:02:47","slug":"razrabotka-otladochnoj-platy-dlya-k1986ve1qi-avia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/novosti-interneta\/razrabotka-otladochnoj-platy-dlya-k1986ve1qi-avia","title":{"rendered":"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/6bce6c863938180b4011cda910e962f4.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nVor einigen Jahren habe ich die russischen Mikrocontroller von Milandr kennengelernt. Es war 2013, als Ingenieure die ersten Ergebnisse des Bundesprogramms \"Entwicklung der elektronischen Bauelementebasis und der Radioelektronik\" f\u00fcr die Jahre 2008-2015 lebhaft diskutierten. Zu diesem Zeitpunkt war bereits der Controller K1986\u0412\u04159x (Cortex-M3-Kern) ver\u00f6ffentlicht worden, und gerade erst war der Controller 1986\u0412\u04151\u0422 (Cortex-M1-Kern) erschienen. Letzterer hatte im Plastikgeh\u00e4use LQFP-144 die Bezeichnung K1986\u0412\u04151QI (Aviation) in der Dokumentation und auf dem Chip selbst die Bezeichnung MDR32F1QI. Auf der Website des Herstellers hat er das Suffix \"Aviation\", da er Schnittstellen bietet, die spezifisch f\u00fcr die Luftfahrt sind (ARINC 429, MIL_STD_1553).<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>Es ist erstaunlich, aber zum Zeitpunkt der Ver\u00f6ffentlichung dieser Controller hatte die Firma \"Milandr\" bereits Debugging-Sets und Programmbibliotheken zur Ansteuerung von Peripherieger\u00e4ten vorbereitet, \"jedoch ohne jegliche zus\u00e4tzlichen Garantien und Verpflichtungen zur Richtigkeit der Bibliothek\". Die Bibliothek \u00e4hnelt der Standard Peripheral Library des Unternehmens STMicroelectronics. Insgesamt haben alle ARM-Controller, die auf dem Cortex-M-Kern basieren, viele Gemeinsamkeiten. Aus diesem Grund verlief die Einarbeitung in die neuen russischen Controller z\u00fcgig. F\u00fcr diejenigen, die die propriet\u00e4ren Debugging-Sets kauften, wurde w\u00e4hrend der Nutzung technische Unterst\u00fctzung angeboten.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/c3861067bec2719a48bb520fb57890f2.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>\u041e\u0442\u043b\u0430\u0434\u043e\u0447\u043d\u044b\u0439 \u043a\u043e\u043c\u043f\u043b\u0435\u043a\u0442 \u0434\u043b\u044f \u043c\u0438\u043a\u0440\u043e\u043a\u043e\u043d\u0442\u0440\u043e\u043b\u043b\u0435\u0440\u0430 1986\u0412\u04151\u0422, &copy; \u041c\u0438\u043b\u0430\u043d\u0434\u0440<\/i><\/p>\n<p>Mit der Zeit traten jedoch die \"Kinderkrankheiten\" neuer Chips und Bibliotheken zutage. Die Testbeispiele der Firmware funktionierten ohne sichtbare Probleme, doch bei wesentlichen Modifikationen kam es zu Abst\u00fcrzen und Fehlern. Der erste \"Ausrei\u00dfer\" in meiner Praxis waren unerkl\u00e4rliche Abst\u00fcrze des CAN-Controllers. Ein Jahr sp\u00e4ter wurde beim Controller 1986\u0412\u04151\u0422 (Luftfahrt) der fr\u00fchen Revision ein Problem mit dem Modul festgestellt. <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/MIL-STD-1553\">\u041c\u041a\u0418\u041e (Multiplexer-Kanal f\u00fcr den Informationsaustausch)<\/a><\/noindex>. Insgesamt waren alle Revisionen dieser Mikrocontroller bis 2016 nur begrenzt nutzbar. Viel Zeit und Nerven wurden darauf verwendet, diese Probleme zu identifizieren, deren Best\u00e4tigung man jetzt in <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ic.milandr.ru\/upload\/iblock\/352\/352a1573c08c406a94b976ed95fe4506.pdf\">Fehlerlisten (Errata)<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p>Ein unangenehmes Merkmal war, dass man die Fehler nicht auf Entwicklungsboards, sondern auf Prototypen-Platinen der Ger\u00e4te, die f\u00fcr die Serienproduktion vorgesehen waren, untersuchen musste. Neben dem JTAG-Anschluss gab es dort normalerweise nichts. Es war schwierig und unpraktisch, sich mit einem Logikanalysator anzuschlie\u00dfen, und meistens fehlten LEDs und Bildschirme. Aus diesem Grund kam mir die Idee, ein eigenes Entwicklungsboard zu erstellen.<\/p>\n<p>Einerseits gab es auf dem Markt kommerzielle Entwicklungssets sowie hervorragende Boards von LDM-Systems aus Zelenograd. Andererseits sind die Preise f\u00fcr diese Produkte schockierend, und die Grundfunktionen ohne Erweiterungsplatinen entsprechen nicht den Erwartungen. Ein Board mit einem verl\u00f6teten Mikrocontroller und einem Stiftanschluss ist f\u00fcr mich uninteressant. Interessantere Boards sind teuer.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/2d9bbe972bf897ad96168533155ace8a.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>\u041e\u0442\u043b\u0430\u0434\u043e\u0447\u043d\u0430\u044f \u043f\u043b\u0430\u0442\u0430 MILANDR LDM-HELPER-K1986BE1QI-FULL, &copy; LDM Systems <\/i><\/p>\n<p>Die Preisgestaltung und das Marketing des Unternehmens \u201eMilandr\u201c sind einzigartig. So gibt es die M\u00f6glichkeit, kostenlos Proben einiger Mikrochips zu erhalten, jedoch ist dies nur f\u00fcr juristische Personen m\u00f6glich und mit einem b\u00fcrokratischen Prozess verbunden. Insgesamt sind die Mikrochips im metallkeramischen Geh\u00e4use buchst\u00e4blich und im \u00fcbertragenen Sinne sehr wertvoll. Beispielsweise kostet der Controller 1986VE1T in Moskau zwischen 14.000 und 24.000 Rubel. Der Mikrochip f\u00fcr statischen Speicher 1645RU6U kostet mindestens 15.000 Rubel. Diese Preislage gilt f\u00fcr die gesamte Produktpalette. Selbst spezialisierte Forschungsinstitute mit staatlichen Auftr\u00e4gen sparen und scheuen sich vor solchen Preisen. Mikrochips im Kunststoffgeh\u00e4use f\u00fcr den zivilen Einsatz sind erheblich g\u00fcnstiger, aber bei den g\u00e4ngigen Anbietern nicht verf\u00fcgbar. Zudem scheint mir die Qualit\u00e4t der Mikrochips im Kunststoffgeh\u00e4use schlechter zu sein als die der \u201egoldenen\u201c. Zum Beispiel konnte ich den Controller K1986BE1QI bei einer Frequenz von 128 MHz nicht ohne Erh\u00f6hung des Wertes f\u00fcr die Flash-Latenz starten. Gleichzeitig stieg die Temperatur dieses Controllers auf 40-50 \u00b0C. Hingegen startete der Controller 1986BE1T (\u201egolden\u201c) bei 128 MHz ohne zus\u00e4tzliche Einstellungen und blieb k\u00fchl. Er ist wirklich gut.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/6e1cc067feffd0f7d14f234928c6872a.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Der \u201eGold\u201c-Mikrocontroller 1986BE1T, (c) Milandr<\/i><\/p>\n<p>Ich hatte Gl\u00fcck, dass der Mikrocontroller im Kunststoffgeh\u00e4use doch im Einzelhandel bei LDM Systems erh\u00e4ltlich ist und alle Schaltpl\u00e4ne frei zug\u00e4nglich sind. Schlecht ist, dass auf dem Foto des Controllers auf der Website eine Kennzeichnung zu sehen ist, die besagt, dass es sich um die Revision 4 aus dem Jahr 2014 handelt, d.h. mit M\u00e4ngeln. Ich habe lange \u00fcberlegt \u2013 kaufen oder nicht kaufen. So vergingen mehrere Jahre\u2026 <\/p>\n<p>Der Gedanke an die Erstellung einer Entwicklungsplatine ist mir nicht aus dem Kopf gegangen. Allm\u00e4hlich habe ich alle Anforderungen formuliert und \u00fcberlegt, wie ich alles auf einer Platine platzieren kann, um es kompakt und kosteng\u00fcnstig zu gestalten. Parallel dazu habe ich bei Chinesen die fehlenden Komponenten bestellt. Ich hatte es nicht eilig \u2013 ich machte alles f\u00fcr mich. Chinesische Anbieter sind f\u00fcr ihre Schlampigkeit bekannt \u2013 ich musste dasselbe an verschiedenen Orten bestellen, um alles zu bekommen, was ich brauchte. Au\u00dferdem stellte sich heraus, dass einige der Speichermodule gebraucht waren \u2013 offensichtlich aus defekten Ger\u00e4ten herausgel\u00f6tet. Das hat sich sp\u00e4ter negativ ausgewirkt.<\/p>\n<p>Der Kauf des Mikrokontrollers Milandr K1986VE1QI (Aviation) ist keine einfache Aufgabe. Im selben Gesch\u00e4ft \u201eChip und Dip\u201c habe ich in der Kategorie \u201eBestellungen\u201c nur den K1986BE92QI f\u00fcr 740 Rubel gefunden, der mir jedoch nicht passte. Die einzige Option war, bei LDM-Systems eine nicht frische Revision f\u00fcr 2000 Rubel zu kaufen. Da ich nirgends einen Ersatz finden konnte, entschied ich mich, das zu kaufen, was verf\u00fcgbar war. Zu meiner angenehmen \u00dcberraschung wurde mir ein brandneuer Controller aus Dezember 2018, Revision 6+ (1820), verkauft. Auf der Website ist jedoch weiterhin ein altes Foto zu sehen, und zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Artikels sind keine Controller verf\u00fcgbar...<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/f905fb0a07862f6a6c0c1f27c340c5a2.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Mikrokontroller K1986VE1QI (Aviation) in technischer Verpackung, (c) Foto des Autors<\/i><\/p>\n<p>Die wichtigsten technischen Spezifikationen meiner Entwicklungsplatine <b>MDB1986<\/b> sind folgende:<\/p>\n<ul>\n<li> eingebauter Debugger\/Programmierer, kompatibel mit J-Link und CMSIS-DAP;<\/li>\n<li> statischer Speicher 4 Mbit (256k x 16, 10 ns);<\/li>\n<li> Flash-Speicherchip 64 Mbit, Winbond 25Q64FVSIG;<\/li>\n<li> RS-232 Schnittstelle Transceiver mit RTS- und CTS-Leitungen;<\/li>\n<li> Schnittstellen und Anschl\u00fcsse f\u00fcr Ethernet, USB, CAN;<\/li>\n<li> Controller f\u00fcr 7-Segment-Displays MAX7221;<\/li>\n<li> Stiftverbindung zum Arbeiten mit MKIO (MIL_STD_1553) und ARINC429;<\/li>\n<li> Fototransistor Everlight PT17-21C;<\/li>\n<li> f\u00fcnf farbige LEDs, eine Reset-Taste und zwei benutzerdefinierte Tasten;<\/li>\n<li> Stromversorgung \u00fcber USB-Port mit 5 Volt;<\/li>\n<li> Abmessungen der Platine 100 x 80 mm<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nIch sch\u00e4tzte die STM-Discovery-Boards, weil sie einen integrierten Programmer-Debugger \u2013 ST-Link \u2013 bieten. Der propriet\u00e4re ST-Link funktioniert ausschlie\u00dflich mit STMicroelectronics-Kontrollern, aber vor ein paar Jahren gab es die M\u00f6glichkeit, die Firmware von ST-Link zu aktualisieren und den SEGGER J-Link OB (on-board) Debugger zu erhalten. Rechtlich gibt es eine Einschr\u00e4nkung, diesen Debugger nur mit STMicroelectronics-Boards zu verwenden, aber in der Praxis ist das Potenzial nicht begrenzt. Mit J-Link OB kann man in einem Entwicklungsboard einen integrierten Programmer-Debugger haben. Ich m\u00f6chte darauf hinweisen, dass in den Produkten von \u201eLDM-Systems\u201c der CP2102 (Usb2Uart) Konverter verwendet wird, der nur zum Programmieren f\u00e4hig ist.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/69b93aeba719b818c3ae8f1fcae45ac2.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>STM32F103C8T6 Mikrocontroller, echte und weniger echte, (c) Foto des Autors<\/i><\/p>\n<p>Ich musste also den Original STM32F103C8T6 kaufen, da die offiziellen Firmware-Versionen nicht korrekt mit dem Clone arbeiten. Ich war mir \u00fcber diese Aussage unsicher und beschloss, den Controller CS32F103C8T6 des chinesischen Unternehmens CKS auszuprobieren. Mit dem Controller selbst habe ich keine Einw\u00e4nde, aber die offizielle ST-Link-Firmware funktionierte nicht. J-Link arbeitete teilweise \u2013 das USB-Ger\u00e4t wurde erkannt, aber der Programmierer erf\u00fcllte seine Funktionen nicht und erinnerte st\u00e4ndig daran, dass er \"defective\" sei.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/f2b520deaf681a088b43dd62453ff99c.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Fehler beim Arbeiten des Debuggers mit einem nicht-originalen Controller<\/i><\/p>\n<p>Damit gab ich mich nicht zufrieden und schrieb zun\u00e4chst eine Firmware zum Blinken einer LED und implementierte dann die IDCODE-Abfrage \u00fcber das JTAG-Protokoll. Der ST-Link-Programmierer, den ich auf dem Discovery-Board hatte, und das Programm ST-Link Utility programmierten CS32F103C8T6 problemlos. Letztendlich \u00fcberzeugte ich mich davon, dass mein Board funktioniert. Zu meiner Freude gab der Zielcontroller K1986\u0412\u04151QI (Aviation) schnell seinen IDCODE \u00fcber die TDO-Leitung aus.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/73011a61aa316f779c6b9d27e13d5ea1.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Osziogramm der Signalleitung TDO mit dem kodierten IDCODE-Antwort, (c) Foto des Autors<\/i><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/1a27b40eeb768ece0303d6ae9c4c0861.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Hier kam der SWD-Port zur Debugging des Debuggers und zur \u00dcberpr\u00fcfung des IDCODE zum Einsatz<\/i><\/p>\n<p>Es gab noch die Option mit dem Debugger <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/arm-software.github.io\/CMSIS_5\/DAP\/html\/index.html\">CMSIS-DAP (Debug Access Port)<\/a><\/noindex>. Ein Projekt aus Quellcodes f\u00fcr ARM zusammenzustellen, ist keine einfache Aufgabe. Ich habe das Projekt von <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/users\/x893\/\" class=\"user_link\">X893<\/a><\/noindex>\u00fcbernommen und danach auch DAP42 ausprobiert. Leider hatte ich Probleme mit Keil uVision, es hat sich aufgeh\u00e4ngt und wollte nicht funktionieren. Am Ende habe ich den Debugger-Chip gegen das originale Modell STM32F103C8T6 ausgetauscht und das Thema damit abgehakt.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/1663ad2e63a8841e785fd0dd473ad395.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Die erfolgreiche Funktion des integrierten Debuggers J-Link STLink V2<\/i><\/p>\n<p>Als alle wichtigen Komponenten f\u00fcr die zuk\u00fcnftige Debugging-Platine vorhanden waren, habe ich Eagle CAD ge\u00f6ffnet und festgestellt, dass sie nicht in der Bauteilebibliothek enthalten sind. Es blieb mir nichts anderes \u00fcbrig, als sie selbst zu zeichnen. Dabei habe ich auch die Platzierungen f\u00fcr den Speicher, den HanRun-Anschluss f\u00fcr Ethernet sowie Rahmen f\u00fcr Widerst\u00e4nde und Kondensatoren hinzugef\u00fcgt. Die Projektdatei und die Bauteilbibliothek sind <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/github.com\/makbit\/MDB1986\">auf meinem GitHub zu finden<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p><b class=\"spoiler_title\">Das Schaltbild der Debugging-Platine MDB1986<\/b><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/09a1ffed6589405f70ccc60fececbaaf.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Die Platine wird von einer Gleichstromquelle mit 5 Volt betrieben, die \u00fcber einen USB-Anschluss bereitgestellt wird. Die Platine verf\u00fcgt insgesamt \u00fcber zwei USB Type-B-Anschl\u00fcsse. Einer ist f\u00fcr den Programmierer, der andere f\u00fcr den K1986BE1QI-Controller. Die Platine kann von einer dieser Quellen oder von beiden gleichzeitig betrieben werden. Eine einfache Lastregelung und der Schutz der Stromversorgungsleitungen sind durch Schottky-Dioden auf den Bauteilen D2 und D3 (SS24) realisiert. Auf dem Schaltplan sind auch selbstrestaurierende Sicherungen F1 und F2 mit 500 mA zu sehen. Die Signalleitungen des USB-Ports sind durch eine USBLC6-2SC6-Diodenbaugruppe gesch\u00fctzt. <\/p>\n<p>Der Schaltplan des ST-Link-Debuggers ist vielen bekannt und kann in der Dokumentation zu den STM32-Discovery-Platinen und anderen Quellen gefunden werden. F\u00fcr das erste Flashen des ST-Link\/J-Link-OB\/DAP-Klons (nach Wahl) habe ich die Linien SWDIO (PA13), SWCLK (PA14) und GND herausgef\u00fchrt. Viele verwenden f\u00fcr das Programmieren UART und m\u00fcssen die BOOT-Br\u00fccken ziehen. Mir ist jedoch SWD angenehmer, da dieses Protokoll auch das Debugging erm\u00f6glicht.<\/p>\n<p>Fast alle Komponenten der Platine werden mit 3,3 Volt betrieben, die von dem Spannungsregler AMS1117-3.3 bereitgestellt werden. Zur Unterdr\u00fcckung elektromagnetischer St\u00f6rungen und Stromst\u00f6\u00dfe werden LC-Filter aus Kondensatoren und Drosseln der Serie BLM31PG eingesetzt.<\/p>\n<p>Es ist erw\u00e4hnenswert, dass der MAX7221 7-Segment-Display-Treiber eine empfohlene Betriebsspannung von 4 bis 5,5 Volt hat, w\u00e4hrend das High-Level-Signal (logische Eins) mindestens 3,5V (0,7 x VCC) bei einer Versorgung von 5V betragen muss. Der Ausgang des K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt) entspricht bei logischer Eins einer Spannung von 2,8 bis 3,3V. Offensichtlich gibt es eine Diskrepanz zwischen den Signalpegeln, die den ordnungsgem\u00e4\u00dfen Betrieb st\u00f6ren k\u00f6nnte. Ich habe beschlossen, den MAX7221 mit 4V zu speisen und die Signalpegel auf 2,8V (0,7 x 4 = 2,8) zu senken. Dazu wurde ein Dioden D4 (RS1A oder FR103) in die Versorgungslinie des Treibers eingebaut. Insgesamt betr\u00e4gt der Spannungsabfall 0,9V (Schottky-Diode 0,3V und Diode 0,6V), und alles funktioniert.<\/p>\n<p>Die meisten Ports des K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt) sind mit Signalen bis zu 5V kompatibel. Daher gibt es keine Probleme bei der Verwendung des CAN-Transceivers MCP2551, der ebenfalls mit 5V betrieben wird. In dem Schaltplan ist der MAX3232 als RS-232 Transceiver angegeben, tats\u00e4chlich habe ich jedoch den SN65C3232D von Texas Instruments verwendet, da dieser mit 3,3V betrieben wird und Geschwindigkeiten von bis zu 1Mbit\/s unterst\u00fctzt.<\/p>\n<p>Auf der Platine befinden sich 4 Quarzoszillatoren \u2013 einer f\u00fcr den Debugger (8 MHz) und drei f\u00fcr den Zielmikrocontroller K1986VE1QI (Luftfahrt) mit Nennfrequenzen von 32.768 kHz, 16 MHz und 25 MHz. Diese Komponenten sind erforderlich, da die Parameter des integrierten RC-Generators in einem weiten Bereich von 6 bis 10 MHz liegen. Die Frequenz von 25 MHz ist notwendig f\u00fcr den Betrieb des integrierten Ethernet-Controllers. Auf der Website von Milandra wird (m\u00f6glicherweise f\u00e4lschlicherweise) angegeben, dass das Ethernet im Kunststoffgeh\u00e4use fehlt. Wir werden jedoch auf die Spezifikation und die Fakten verweisen.<\/p>\n<p>Ein wesentlicher Anreiz zur Entwicklung unserer eigenen Debugging-Platine war die M\u00f6glichkeit, mit dem externen Systembus EBC (External Bus Controller) zu arbeiten, der im Grunde genommen ein paralleler Anschluss ist. Der Mikrocontroller K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt) erm\u00f6glicht den Anschluss und die Interaktion mit externen Speicherchips und Peripherieger\u00e4ten, beispielsweise ADCs, FPGAs usw. Die M\u00f6glichkeiten des externen Systembusses sind betr\u00e4chtlich \u2013 er unterst\u00fctzt die Arbeit mit 8-Bit, 16-Bit und 32-Bit statischen RAM, ROM und NAND Flash. Um 32-Bit-Daten zu lesen\/schreiben, kann der Controller automatisch 2 entsprechende Operationen f\u00fcr 16-Bit-Chips und 4 f\u00fcr 8-Bit-Chips ausf\u00fchren. Offensichtlich wird die 32-Bit-Ein- und Ausgabeoperation am schnellsten mit einem 32-Bit-Datenbus durchgef\u00fchrt. Ein Nachteil ist die Notwendigkeit, in der Software mit 32-Bit-Daten zu arbeiten, und auf der Platine m\u00fcssen 32 Leiterbahnen verlegt werden.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/121a0a0d85a861a9c1ad02048de7d941.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Statische RAM-Chips, gebraucht (rate mal, welcher defekt ist)<\/i><\/p>\n<p>Eine ausgewogene L\u00f6sung ist die Verwendung von 16-Bit-Speichermodulen. Ich habe Chips von Integrated Silicon Solutions Inc. (ISSI IS61LV25616AL, 16 x 256k, 10 ns, 3.3V) vorr\u00e4tig. Nat\u00fcrlich bietet die Firma \u201eMilandr\u201c eigene statische Speicherchips an, aber diese sind zu teuer und nicht verf\u00fcgbar. Als Alternative gibt es Kompatible mit den Anschl\u00fcssen: Samsung K6R4016V1D. Ich hatte bereits erw\u00e4hnt, dass die Chips gebraucht waren und das Exemplar, das ich urspr\u00fcnglich installiert hatte, Fehler und chaotische Werte in der 15. Datenleitung lieferte. Es dauerte mehrere Tage, um die Hardwarefehler zu finden, und das Gef\u00fchl der Zufriedenheit war umso gr\u00f6\u00dfer, als ich den defekten Chip gegen einen funktionierenden austauschte. Dennoch l\u00e4sst die Geschwindigkeit des Zugriffs auf externen Speicher zu w\u00fcnschen \u00fcbrig. <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ic.milandr.ru\/products\/mikroskhemy_pamyati\/\">der Serie 1645\u0420\u0423<\/a><\/noindex>, aber sie sind zu teuer und nicht verf\u00fcgbar. Als Alternative gibt es kompatible L\u00f6sungen von Samsung K6R4016V1D. Fr\u00fcher erw\u00e4hnte ich, dass die Chips gebraucht waren und das Exemplar, das ich urspr\u00fcnglich installiert hatte, Fehler und chaotische Werte in der 15. Datenleitung lieferte. Es dauerte mehrere Tage, um die Hardwarefehler zu finden, und die Zufriedenheit war umso gr\u00f6\u00dfer, als ich den defekten Chip gegen einen funktionierenden austauschte. Dennoch l\u00e4sst die Geschwindigkeit des Zugriffs auf externen Speicher zu w\u00fcnschen \u00fcbrig. <\/p>\n<p><b class=\"spoiler_title\">Die externe Datenbus und der StandAlone-Modus<\/b>Der Mikrocontroller K1986\u0412\u04151QI (Aviation) hat einen einzigartigen StandAlone-Modus, der f\u00fcr den direkten Zugriff von extern auf Ethernet-Controller und MKIO (MIL_STD_1553) \u00fcber das externe Bus-System ausgelegt ist, wobei das Kernsystem im Reset-Zustand ist, d.h. nicht verwendet wird. Dieser Modus ist praktisch f\u00fcr Prozessoren und FPGAs, bei denen kein Ethernet und\/oder MKIO vorhanden ist.<br \/>\nDas Anschlussdiagramm ist wie folgt: <\/p>\n<ul>\n<li>Datenbus MCU(D0-D15) =&gt; SRAM(I\/O0-I\/O15),<\/li>\n<li>Adressbus MCU(A1-A18) =&gt; SRAM(A0-A17),<\/li>\n<li>Steuerung MCU(nWR,nRD,PortC2) =&gt; SRAM (WE,OE,CE),<\/li>\n<li>SRAM(UB,LB) sind entweder verbunden oder \u00fcber einen Widerstand an Masse gezogen.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nDie CE-Leitung ist \u00fcber einen Widerstand an die Versorgungsspannung angeschlossen, die Ausg\u00e4nge f\u00fcr die Byteauswahl MCU(BE0-BE3) werden nicht verwendet. Im Spoiler finden Sie den Code zur Initialisierung der Ports und des externen Buscontrollers.<\/p>\n<p><b class=\"spoiler_title\">Initialisierung der Ports und des EBC (external bus controller)<\/b><\/p>\n<pre><code class=\"plaintext\">void SRAM_Init (void)\n{\n\tEBC_InitTypeDef          EBC_InitStruct = { 0 };\n\tEBC_MemRegionInitTypeDef EBC_MemRegionInitStruct = { 0 };\n\tPORT_InitTypeDef         initStruct = { 0 };\n\n\tRST_CLK_PCLKcmd (RST_CLK_PCLK_EBC, ENABLE);\n\n\tPORT_StructInit (&initStruct);\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\t\/\/ DATA PA0..PA15 (D0..D15)                   \/\/\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\tinitStruct.PORT_MODE      = PORT_MODE_DIGITAL;\n\tinitStruct.PORT_PD_SHM    = PORT_PD_SHM_ON;\n\tinitStruct.PORT_SPEED     = PORT_SPEED_FAST;\n\tinitStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_MAIN;\n\tinitStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_All;\n\tPORT_Init (MDR_PORTA, &initStruct);\t\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\t\/\/ Address PF3-PF15 (A0..A12), A0 - not used. \/\/\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\tinitStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_ALTER;\n\tinitStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_4  | PORT_Pin_5  |\n\t                            PORT_Pin_6  | PORT_Pin_7  |\n\t                            PORT_Pin_8  | PORT_Pin_9  |\n\t\t\t\t\t\t\t\tPORT_Pin_10 | PORT_Pin_11 |\n\t                            PORT_Pin_12 | PORT_Pin_13 |\n\t\t\t\t\t\t\t\tPORT_Pin_14 | PORT_Pin_15;\n\tPORT_Init (MDR_PORTF, &initStruct);\t\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\t\/\/ Address PD3..PD0 (A13..A16)                \/\/\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\tinitStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_OVERRID;\n\tinitStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_0 | PORT_Pin_1 |\n\t                            PORT_Pin_2 | PORT_Pin_3;\n\tPORT_Init (MDR_PORTD, &initStruct);\t\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\t\/\/ Address PE3, PE4 (A17, A18)                \/\/\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\tinitStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_ALTER;\n\tinitStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_3 | PORT_Pin_4;\n\tPORT_Init (MDR_PORTE, &initStruct);\t\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\t\/\/ Control PC0,PC1 (nWE,nOE)                  \/\/\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\tinitStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_MAIN;\n\tinitStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_0 | PORT_Pin_1;\n\tPORT_Init (MDR_PORTC, &initStruct);\t\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\t\/\/ Control PC2 (nCE)                          \/\/\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\tinitStruct.PORT_PD        = PORT_PD_DRIVER;\n\tinitStruct.PORT_OE        = PORT_OE_OUT;\n\tinitStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_PORT;\n\tinitStruct.PORT_Pin       = MDB_SRAM_CE;\n\tPORT_Init (MDR_PORTC, &initStruct);\t\n\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\t\/\/ Initialize EBC controler                   \/\/\n\t\/\/--------------------------------------------\/\/\n\tEBC_DeInit();\n\tEBC_StructInit(&EBC_InitStruct);\n\tEBC_InitStruct.EBC_Mode             = EBC_MODE_RAM;\n\tEBC_InitStruct.EBC_WaitState        = EBC_WAIT_STATE_3HCLK;\n\tEBC_InitStruct.EBC_DataAlignment    = EBC_EBC_DATA_ALIGNMENT_16;\n\tEBC_Init(&EBC_InitStruct);\n\t\n\tEBC_MemRegionStructInit(&EBC_MemRegionInitStruct);\n\tEBC_MemRegionInitStruct.WS_Active   = 2;\n\tEBC_MemRegionInitStruct.WS_Setup    = EBC_WS_SETUP_CYCLE_1HCLK;\n\tEBC_MemRegionInitStruct.WS_Hold     = EBC_WS_HOLD_CYCLE_1HCLK;\n\tEBC_MemRegionInitStruct.Enable_Tune = ENABLE;\n\tEBC_MemRegionInit (&EBC_MemRegionInitStruct, EBC_MEM_REGION_60000000);\n\tEBC_MemRegionCMD(EBC_MEM_REGION_60000000, ENABLE);\n\n\t\/\/ Turn ON RAM (nCE)\n\tPORT_ResetBits (MDR_PORTC, MDB_SRAM_CE);\n}\n<\/code><\/pre>\n<p>\nEin Mikrocontroller im LQFP-144-Geh\u00e4use und ein Speicher im TSOP-44-Geh\u00e4use haben viele verbundene Pins und nehmen viel Platz auf der Platine ein. Mit Erfahrung in der L\u00f6sung von Optimierungsproblemen im Bereich der Wirtschaft war mir sofort klar, dass diese Chips zuerst auf der Platine platziert werden sollten. In verschiedenen Quellen stie\u00df ich auf lobende Bewertungen \u00fcber <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.eremex.ru\/products\/delta-design\/topor\/\">das CAD-Tool TopoR (Topologischer Router)<\/a><\/noindex>. Ich habe die Testversion heruntergeladen und konnte mein Projekt nur dann aus Eagle CAD exportieren, als ich fast alle Komponenten entfernt hatte. Leider konnte mir das Programm TopoR nicht einmal mit 10 Komponenten helfen, die Platine anzuordnen. Zun\u00e4chst wurden alle Komponenten in die Ecke platziert, dann an den R\u00e4ndern verteilt. Diese L\u00f6sung entsprach nicht meinen Erwartungen, weshalb ich lange im gewohnten Umfeld von Eagle CAD manuell die Platine nachverfolgen musste.<\/p>\n<p>Ein wichtiger Aspekt von Leiterplatten ist die Siebdrucktechnik. Auf der Testplatine sollten nicht nur Bezeichnungen f\u00fcr die elektronischen Komponenten vorhanden sein, sondern auch alle Anschl\u00fcsse sollten beschriftet sein. Auf der R\u00fcckseite der Platine habe ich Erinnerungs Tabellen mit den Funktionen der Controller-Ports (prim\u00e4r, alternativ, \u00fcberschrieben, tats\u00e4chlich) angebracht. Die Herstellung von Leiterplatten habe ich bei einem bekannten Unternehmen in China, PCBWay, in Auftrag gegeben. Ich will es nicht \u00fcbertreiben, denn die Qualit\u00e4t ist gut. Sie k\u00f6nnten es besser machen, mit geringeren Toleranzen, aber <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.pcbway.com\/HighQualityOrderOnline.aspx\">gegen Aufpreis<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/cf7b60c6a2361614d18e4949c35ab583.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Die hergestellten Leiterplatten MDB1986, (c) Foto des Autors<\/i><\/p>\n<p>Ich musste die Komponenten \u201eim Stehen\u201c mit einem 40-Watt-L\u00f6tger\u00e4t und dem Lot \u041f\u041e\u0421-61 l\u00f6ten, weil ich selten l\u00f6te, nur 1-2 Mal im Jahr, und das L\u00f6tpaste ausgetrocknet war. Au\u00dferdem musste ich den chinesischen Controller CS32F103 gegen den originalen STM32F103 austauschen und sp\u00e4ter auch den Speicher wechseln. Im Allgemeinen bin ich mit dem Ergebnis jetzt vollkommen zufrieden, obwohl ich die Funktionalit\u00e4t von RS-232 und CAN noch nicht getestet habe.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Entwicklung eines Debugging-Boards f\u00fcr K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt)\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/a3dc985a943623d5d07fb8e762468963.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Die Testplatine MDB1986 in Aktion \u2013 sie leuchtet und w\u00e4rmt, (c) Foto des Autors<\/i><\/p>\n<p>Auf der Website von \u201eMilandra\u201c kann man ausreichend <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/edu.milandr.ru\/library\/\">Lernmaterialien zur Untersuchung von Controllern finden<\/a><\/noindex> Serien 1986BE9 (Cortex-M3-Kern), aber f\u00fcr den Mikrocontroller K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt) sehe ich dort nichts. Nachdem ich die dort ver\u00f6ffentlichten Materialien, Handb\u00fccher und Laborarbeiten f\u00fcr Hochschulen durchgesehen habe, freue ich mich, dass in ganz Russland Fachkr\u00e4fte f\u00fcr die Arbeit mit russischen Controllern ausgebildet werden. Die meisten Lehrmaterialien bereiten auf die Arbeit mit I\/O-Ports, Timern, ADC, DAC, SPI, UART vor. Verschiedene Entwicklungsumgebungen (IDE) werden verwendet (Keil, IAR, CodeMaster). Manchmal wird mit CMSIS-Registern programmiert, manchmal wird die MDR-Bibliothek verwendet. Es sollte eine Ressource erw\u00e4hnt werden <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/startmilandr.ru\/\">Start Milandr<\/a><\/noindex>, die viele Artikel von praktizierenden Programmierern enth\u00e4lt. Und nat\u00fcrlich sollte man nicht den <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/forum.milandr.ru\/\">Milandr-Forum<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p><b class=\"spoiler_title\">Duma \u00fcber Milandr<\/b>Die Mikroelektronik in Russland entwickelt sich, und dabei spielt das Unternehmen \u201eMilandr\u201c eine bedeutende Rolle. Es erscheinen neue interessante Mikrocontroller, wie der 1986BE81T und \u201eElektrosila\u201c mit Interfaces wie SpaceWire und MKIO (wie der 1986BE1 und m\u00f6glicherweise mit denselben Problemen), usw. Doch einfache Studenten, Dozenten und Bauingenieure k\u00f6nnen solche Chips nicht wirklich erwerben. Das bedeutet, dass die Ingenieurgemeinschaft Fehler und Probleme mit diesem Chip nicht schnell identifizieren kann. Ich denke, dass es zun\u00e4chst notwendig ist, Chips in Kunststoffgeh\u00e4usen herzustellen, diese unter allen Interessierten zu verbreiten, und erst nach der Erprobung durch Fachleute (approbatio) eine Revision im Metallkeramikgeh\u00e4use mit Schutz against aller gef\u00e4hrlichen Faktoren vorzubereiten. Ich hoffe, dass wir in naher Zukunft alle mit den auf Messen angek\u00fcndigten neuen Projekten erfreut werden.<br \/>\nDas von mir entwickelte Debugging-Board kann jeder nachbauen, modifizieren und im Unterricht verwenden. Zun\u00e4chst habe ich das Board f\u00fcr mich selbst gemacht, aber es ist so gut gelungen, dass <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/github.com\/makbit\/MDB1986\">ich beschlossen habe, es mit allen zu teilen.<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p>Der K1986\u0412\u04151QI (Luftfahrt) ist ein sehr interessanter Controller mit einzigartigen Schnittstellen, der in Hochschulen zur Ausbildung von Studierenden eingesetzt werden kann. Ich bin \u00fcberzeugt, dass der Controller, nachdem die aufgef\u00fchrten Fehler behoben und die Zertifizierung abgeschlossen ist, im wahrsten Sinne des Wortes abheben wird!<br \/>\n<br \/>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/482716\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u041d\u0435\u0441\u043a\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e \u043b\u0435\u0442 \u043d\u0430\u0437\u0430\u0434 \u044f \u043f\u043e\u0437\u043d\u0430\u043a\u043e\u043c\u0438\u043b\u0441\u044f \u0441 \u0440\u043e\u0441\u0441\u0438\u0439\u0441\u043a\u0438\u043c\u0438 \u043c\u0438\u043a\u0440\u043e\u043a\u043e\u043d\u0442\u0440\u043e\u043b\u043b\u0435\u0440\u0430\u043c\u0438 \u0444\u0438\u0440\u043c\u044b \u041c\u0438\u043b\u0430\u043d\u0434\u0440. \u042d\u0442\u043e \u0431\u044b\u043b 2013 \u0433\u043e\u0434, \u043a\u043e\u0433\u0434\u0430 \u0438\u043d\u0436\u0435\u043d\u0435\u0440\u044b \u0431\u0443\u0440\u043d\u043e \u043e\u0431\u0441\u0443\u0436\u0434\u0430\u043b\u0438 \u043f\u0435\u0440\u0432\u044b\u0435 \u0440\u0435\u0437\u0443\u043b\u044c\u0442\u0430\u0442\u044b \u0424\u0426\u041f \u00ab\u0420\u0430\u0437\u0432\u0438\u0442\u0438\u044f \u044d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u043d\u043d\u043e\u0439 \u043a\u043e\u043c\u043f\u043e\u043d\u0435\u043d\u0442\u043d\u043e\u0439 \u0431\u0430\u0437\u044b \u0438 \u0440\u0430\u0434\u0438\u043e\u044d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u043d\u0438\u043a\u0438\u00bb \u043d\u0430 2008-2015 \u0433\u043e\u0434\u044b. \u041d\u0430 \u0442\u043e\u0442 \u043c\u043e\u043c\u0435\u043d\u0442 \u0443\u0436\u0435 \u0431\u044b\u043b \u0432\u044b\u043f\u0443\u0449\u0435\u043d \u043a\u043e\u043d\u0442\u0440\u043e\u043b\u043b\u0435\u0440 \u041a1986\u0412\u04159x (\u044f\u0434\u0440\u043e Cortex-M3) \u0438 \u0442\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e-\u0442\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e \u043f\u043e\u044f\u0432\u0438\u043b\u0441\u044f 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