გამართვის დაფის შემუშავება K1986BE1QI-სთვის (ავიაცია)

რამდენიმე წლის წინ გავიცანი რუსული მიკროკონტროლერები Milandr-დან. ეს იყო 2013 წელი, როდესაც ინჟინრებმა ენერგიულად განიხილეს ფედერალური სამიზნე პროგრამის პირველი შედეგები "ელექტრონული კომპონენტების ბაზისა და რადიო ელექტრონიკის განვითარება" 2008-2015 წლებში. ამ დროს უკვე გამოშვებული იყო K1986BE9x კონტროლერი (Cortex-M3 core) და ახლახან გამოჩნდა 1986BE1T კონტროლერი (Cortex-M1 core). მას, პლასტმასის LQFP-144 შემთხვევაში, დოკუმენტაციაში ჰქონდა აღნიშვნა K1986BE1QI (ავიაცია), ხოლო თავად ჩიპზე აღნიშვნა MDR32F1QI. მწარმოებლის ვებსაიტზე მას აქვს სუფიქსი "ჰაერი", რადგან მას აქვს თვითმფრინავების ინდუსტრიისთვის დამახასიათებელი ინტერფეისები (ARINC 429, MIL_STD_1553).

გასაკვირია, რომ ამ კონტროლერების გავრცელების დროს, კომპანია Milander-მა მოამზადა გამართვის კომპლექტები და ქვეპროგრამების ბიბლიოთეკა პერიფერიულ მოწყობილობებთან მუშაობისთვის, "მაგრამ ყოველგვარი დამატებითი გარანტიებისა და ვალდებულებების გარეშე ბიბლიოთეკის სისწორესთან დაკავშირებით". ბიბლიოთეკა STMicroelectronics-ის სტანდარტული პერიფერიული ბიბლიოთეკის მსგავსია. ზოგადად, Cortex-M ბირთვზე აგებულ ყველა ARM კონტროლერს ბევრი საერთო აქვს. ამ მიზეზით, ახალი რუსი კონტროლერების გაცნობა სწრაფად წავიდა. და მათთვის, ვინც იყიდა საკუთრების გამართვის ნაკრები, ტექნიკური მხარდაჭერა უზრუნველყოფილი იყო გამოყენების დროს.

გამართვის ნაკრები მიკროკონტროლერისთვის 1986BE1T, © Milandr

თუმცა, დროთა განმავლობაში, ახალი ჩიპებისა და ბიბლიოთეკების "ბავშვობის დაავადებები" გამოჩნდა. firmware-ის სატესტო მაგალითები მუშაობდა ხილული პრობლემების გარეშე, მაგრამ მნიშვნელოვანი მოდიფიკაციით ავარია და შეცდომები წვიმდა. პირველი "მერცხალი" ჩემს პრაქტიკაში იყო აუხსნელი ჩავარდნები CAN კონტროლერში. ერთი წლის შემდეგ, მოდულის პრობლემა აღმოაჩინეს 1986BE1T (ჰაერი) ადრეული გადახედვის კონტროლერზე. MCIO (მულტიპლექსური ინფორმაციის გაცვლის არხი). ზოგადად, ამ მიკროკონტროლერების ყველა რევიზია 2016 წლამდე შეზღუდული იყო. დიდი დრო და ნერვები დაიხარჯა ამ პრობლემების იდენტიფიცირებისთვის, რომელთა დადასტურებაც ახლა შეგიძლიათ იპოვოთ შეცდომების სიები (Errata).

უსიამოვნო თვისება იყო ის, რომ საჭირო იყო მუშაობა და შეცდომებთან გამკლავება არა გამართვის დაფებზე, არამედ პროტოტიპის მოწყობილობების დაფებზე, რომლებიც დაგეგმილი იყო სერიული ქარხნული წარმოებისთვის. JTAG კონექტორის გარდა, ჩვეულებრივ, იქ არაფერი იყო. რთული და მოუხერხებელი იყო ლოგიკურ ანალიზატორთან დაკავშირება და ჩვეულებრივ არ იყო LED-ები და ეკრანები. ამ მიზეზით, ჩემს თავში გაჩნდა ჩემი საკუთარი გამართვის დაფის შექმნის იდეა.

ერთის მხრივ, ბაზარზე იყო ბრენდირებული გამართვის კომპლექტები, ასევე მშვენიერი დაფები LDM-Systems-ისგან Zelenograd-დან. მეორეს მხრივ, ამ პროდუქციის ფასები იწვევს სისულელეს, ხოლო ძირითადი ფუნქციონირება გაფართოების ბარათების გარეშე არ აკმაყოფილებს მოლოდინს. დაფა შედუღებული კონტროლერით და ქინძისთავის სათაურით არ მაინტერესებს. და უფრო საინტერესო დაფები ძვირია.

განვითარების დაფა MILANDR LDM-HELPER-K1986BE1QI-FULL, © LDM Systems

კომპანია „მილანდრს“ აქვს უნიკალური საფასო პოლიტიკა და მარკეტინგი. ასე რომ, შესაძლებელია ზოგიერთი მიკროსქემის ნიმუშების მიღება უფასოდ, მაგრამ ეს ხელმისაწვდომია მხოლოდ იურიდიული პირებისთვის და ასოცირდება ბიუროკრატიულ ქვესტთან. ზოგადად, მიკროსქემები კერამიკულ-მეტალის შეფუთვაში ოქროსფერია პირდაპირი და გადატანითი მნიშვნელობით. მაგალითად, 1986BE1T კონტროლერი მოსკოვში 14-დან 24 ათას რუბლამდე ღირს. 1645RU6U სტატიკური მეხსიერების ჩიპი ღირს 15000 რუბლიდან. და ეს არის ყველა პროდუქტის ფასების რიგი. შედეგად, სახელმწიფო დაკვეთით სპეციალიზებული კვლევითი ინსტიტუტებიც კი ზოგავენ ფულს და ერიდებიან ასეთ ფასებს. სამოქალაქო გამოყენებისთვის პლასტმასის ჩიპები მნიშვნელოვნად იაფია, მაგრამ ისინი არ არის ხელმისაწვდომი პოპულარული მომწოდებლებისგან. გარდა ამისა, პლასტმასის ყუთში ჩიპების ხარისხი, მეჩვენება, "ოქროზე" უარესია. მაგალითად, მე ვერ შევძელი K1986BE1QI კონტროლერის გაშვება 128 MHz სიხშირეზე, ფლეშის შეყოვნების პარამეტრის გაზრდის გარეშე. ამავდროულად, ამ კონტროლერის ტემპერატურა 40-50C-მდე გაიზარდა. მაგრამ 1986BE1T („ოქროს“) კონტროლერი ამუშავდა 128 MHz სიხშირეზე დამატებითი პარამეტრების გარეშე და ცივი დარჩა. ის ნამდვილად კარგია.

"ოქროს" მიკროკონტროლერი 1986BE1T, (c) Milandr

გამიმართლა, რომ პლასტმასის კორპუსში არსებული მიკროკონტროლერი კვლავ შეიძლება იყიდო საცალო ვაჭრობაში LDM Systems-ისგან და ყველა მიკროსქემის დაფა თავისუფლად არის ხელმისაწვდომი. ცუდი ის არის, რომ საიტზე კონტროლერის ფოტოზე ჩანს მარკირება, სადაც ნათქვამია, რომ ეს არის 4 წლის მე-2014 რევიზია, ე.ი. დეფექტებით. დიდხანს ვფიქრობდი - ვიყიდო თუ არ ვიყიდო. ასე გავიდა რამდენიმე წელი...

გამართვის დაფის შექმნის იდეა არსად გამქრალა. ნელ-ნელა ჩამოვაყალიბე ყველა მოთხოვნა და ვფიქრობდი, როგორ მოვათავსო ეს ყველაფერი ერთ დაფაზე, რომ კომპაქტური იყოს და არა ძვირი. პარალელურად, ჩინელებს შეუკვეთე დაკარგული კომპონენტები. არ ვჩქარობდი - ყველაფერი ჩემთვის გავაკეთე. ჩინელი მომწოდებლები სახელგანთქმული არიან დაუდევრობით - მე მომიწია ერთი და იგივე ნივთის შეკვეთა სხვადასხვა ადგილას, რომ მივიღო ყველაფერი რაც მჭირდებოდა. უფრო მეტიც, მეხსიერების ზოგიერთი ჩიპი მეორადი აღმოჩნდა - აშკარად შედუღებული გატეხილი მოწყობილობებისგან. ეს მოგვიანებით დამემართა.

მიკროკონტროლერის Milandr K1986BE1QI (ავიაცია) ყიდვა ადვილი საქმე არ არის. იმავე Chip and Dip მაღაზიაში, განყოფილებაში "შეკვეთის პოზიციები" ვიპოვე მხოლოდ K1986BE92QI 740 რუბლს, მაგრამ ეს არ მომეწონა. ერთადერთი ვარიანტია შეიძინოთ არაახალი გადასინჯვა LDM-Systems-ისგან 2000 რუბლისთვის. რადგან სხვაგან შემცვლელი ვერ ვიპოვე, გადავწყვიტე ვიყიდო ის რაც იყო. ჩემდა სასიამოვნოდ, მათ მიყიდეს ახალი 2018 წლის დეკემბრის გამოშვების კონტროლერი, რევიზია 6+ (1820). და საიტს ჯერ კიდევ აქვს ძველი ფოტო და წერის დროს კონტროლერი არ არის ხელმისაწვდომი ...

მიკროკონტროლერი K1986BE1QI (ავიაცია) ტექნოლოგიურ შეფუთვაში, (გ) ავტორის ფოტო

ჩემი განვითარების საბჭოს ძირითადი ტექნიკური მახასიათებლები MDB1986 შემდეგი:

• ჩაშენებული გამართვა-პროგრამერი თავსებადი J-Link-თან და CMSIS-DAP-თან;
• 4Mbit სტატიკური მეხსიერება (256k x 16, 10ns);
• ფლეშ მეხსიერების ჩიპი 64 მბიტი, Winbond 25Q64FVSIG;
• RS-232 ინტერფეისის გადამცემი RTS და CTS ხაზებით;
• ინტერფეისები და კონექტორები Ethernet, USB, CAN;
• 7 სეგმენტიანი დისპლეის კონტროლერი MAX7221;
• პინის კონექტორი MCIO (MIL_STD_1553) და ARINC429-თან მუშაობისთვის;
• ფოტოტრანზისტორი Everlight PT17-21C;
• ხუთი ფერადი LED-ები, გადატვირთვის ღილაკი და ორი მომხმარებლის ღილაკი;
• იკვებება USB პორტით 5 ვოლტი;
• ბეჭდური მიკროსქემის დაფის ზომები 100 x 80, მმ

მომეწონა STM-Discovery სერიის დაფები, რადგან მათ აქვთ ჩაშენებული პროგრამისტი-დებუგერი - ST-Link. საკუთრების ST-Link მუშაობს მხოლოდ STMicroelectronics კონტროლერებთან, მაგრამ რამდენიმე წლის წინ შესაძლებელი გახდა ST-Link-ში firmware-ის განახლება და SEGGER J-Link OB (ბორტზე) Debugger-ის მიღება. ლეგალურად არსებობს შეზღუდვა ასეთი გამართვის გამოყენების შესახებ მხოლოდ STMicroelectronics დაფებით, მაგრამ რეალურად პოტენციალი შეზღუდული არ არის. ამრიგად, J-Link OB-ის არსებობით, თქვენ შეგიძლიათ გქონდეთ ჩაშენებული პროგრამისტი-გამმართველი გამართვის დაფაზე. მე აღვნიშნავ, რომ LDM-Systems პროდუქტებში გამოიყენება CP2102 (Usb2Uart) გადამყვანი, რომელიც მხოლოდ ციმციმებს.

STM32F103C8T6 მიკროკონტროლერები, რეალური და არა, (გ) ავტორის ფოტო

ასე რომ, საჭირო იყო ორიგინალური STM32F103C8T6 ყიდვა, რადგან ბრენდირებული firmware არ იმუშავებს სწორად კლონთან. მე ეჭვი მეპარებოდა ამ დისერტაციაში და გადავწყვიტე გამომეცადა CS32F103C8T6 კონტროლერი ჩინური კომპანიის CKS-ისგან. მე არ მაქვს პრეტენზია თავად კონტროლერთან დაკავშირებით, მაგრამ საკუთრებაში არსებული ST-Link firmware არ მუშაობდა მასში. J-Link ნაწილობრივ მუშაობდა - USB მოწყობილობა გამოვლინდა, მაგრამ პროგრამისტი არ ასრულებდა თავის ფუნქციებს და მუდმივად ახსენებდა, რომ ის იყო "დეფექტური".

შეცდომა გამართვისას არა ორიგინალურ კონტროლერზე გაშვებისას

ამაზე არ დავმშვიდდი და ჯერ დავწერე LED-ის მოციმციმე პროგრამული უზრუნველყოფა, შემდეგ კი განვახორციელე IDCODE მოთხოვნა JTAG პროტოკოლით. ST-Link პროგრამისტი, რომელიც მქონდა Discovery დაფაზე და ST-Link Utility პროგრამამ უპრობლემოდ ციმციმდა CS32F103C8T6, შედეგად დავრწმუნდი, რომ ჩემი დაფა მუშაობდა. ჩემდა სასიხარულოდ, სამიზნე კონტროლერმა K1986BE1QI (ავიაცია) მხიარულად გამოსცა თავისი IDCODE TDO ხაზის მეშვეობით.

TDO სიგნალის ხაზის ოსცილოგრამა IDCODE კოდირებული პასუხით, (გ) ავტორის ფოტო

ასე რომ, SWD პორტი გამოგადგებათ თავად გამართვისა და IDCODE-ის შესამოწმებლად

იყო ვარიანტი გამართვით CMSIS-DAP (გამართვის წვდომის პორტი). ARM-ის წყაროებიდან პროექტის აგება ადვილი საქმე არ არის, მე ავიღე პროექტი X893და შემდეგ მეც ვცადე DAP42. სამწუხაროდ, Keil uVision გაიჭედა და არ სურდა მათთან მუშაობა. შედეგად, მე შევცვალე გამართვის ჩიპი საკუთრებაში არსებული STM32F103C8T6 და აღარ დავბრუნდი ამ საკითხზე.

ჩაშენებული გამართვის J-Link STLink V2 წარმატებული მუშაობა

როდესაც მომავალი გამართვის დაფის ყველა ძირითადი კომპონენტი ხელმისაწვდომი იყო, შევედი Eagle CAD-ში და აღმოვაჩინე, რომ ისინი არ იყო ელემენტების ბიბლიოთეკაში. წასასვლელი არსად არის - მე თვითონ მომიწია მათი დახატვა. ამავდროულად, მე გავაკეთე სავარძლები მეხსიერებისთვის, HanRun კონექტორი Ethernet-ისთვის და დავამატე ჩარჩოები რეზისტორებისთვის და კონდენსატორებისთვის. პროექტის ფაილი და კომპონენტის ბიბლიოთეკა შეგიძლიათ იხილოთ GitHub-ზე მაქვს.

MDB1986 გამართვის დაფის სქემატური დიაგრამა

დაფა იკვებება 5 ვოლტიანი DC წყაროდან USB პორტიდან. დაფაზე არის ორი USB Type-B პორტი. ერთი პროგრამისტისთვისაა, მეორე კი K1986BE1QI კონტროლერისთვის. დაფას შეუძლია იმუშაოს რომელიმე ამ წყაროდან ან ორივედან ერთდროულად. დატვირთვის უმარტივესი რეგულირება და ელექტროგადამცემი ხაზების დაცვა ხორციელდება Schottky დიოდებზე, D2 და D3 (SS24) სქემებში. ასევე დიაგრამაზე შეგიძლიათ იხილოთ თვითაღდგენითი ფუჟები F1 და F2 500 mA-ზე. USB პორტის სიგნალის ხაზები დაცულია USBLC6-2SC6 დიოდური შეკრებით.

ST-Link debugger-პროგრამერის სქემა ბევრისთვის ცნობილია, ის შეგიძლიათ იხილოთ STM32-Discovery დაფების დოკუმენტაციაში და სხვა წყაროებში. ST-Link / J-Link-OB / DAP კლონის პირველადი პროგრამული უზრუნველყოფისთვის (სურვილისამებრ), მე გამოვიტანე SWDIO (PA13), SWCLK (PA14), GND ხაზები. ბევრი იყენებს UART-ს firmware-ისთვის და იძულებულია BOOT მხტუნავები გამოიყვანოს. მაგრამ SWD ჩემთვის უფრო მოსახერხებელია, გარდა ამისა, ეს პროტოკოლი იძლევა გამართვის საშუალებას.

დაფის თითქმის ყველა კომპონენტი იკვებება 3.3 ვოლტით, რომელიც მოდის AMS1117-3.3 ძაბვის რეგულატორიდან. ელექტრომაგნიტური ჩარევისა და დენის ტალღების ჩასახშობად გამოიყენება LC ფილტრები BLM31PG სერიის კონდენსატორებიდან და ჩოკებიდან.

ცალკე, აღსანიშნავია MAX7 7221 სეგმენტიანი დისპლეის დრაივერი. სპეციფიკაციის მიხედვით, რეკომენდებული კვების წყაროა 4-დან 5.5 ვოლტამდე, ხოლო მაღალი სიგნალის დონე (ლოგიკური ერთი) არის არანაკლებ 3.5 ვ (0.7 x VCC), როდესაც იკვებება 5 ვ. K1986BE1QI კონტროლერისთვის (ავიაცია), ლოგიკური ერთეულის გამომავალი შეესაბამება ძაბვას 2.8-დან 3.3 ვ-მდე. ცხადია, არსებობს სიგნალის დონის შეუსაბამობა, რამაც შეიძლება შეაფერხოს ნორმალური მუშაობა. მე გადავწყვიტე MAX7221 4 ვ-დან დამეყენებინა და სიგნალის დონე 2.8 ვ-მდე (0.7 x 4 = 2.8) დამეწია. ამისათვის დიოდი D4 (RS1A ან FR103) დამონტაჟებულია სერიულად მძღოლის კვების წრეში. ძაბვის ჯამური ვარდნა არის 0.9V (0.3V Schottky დიოდი და 0.6V დიოდი) და ყველაფერი მუშაობს.

K1986BE1QI მიკროკონტროლერზე (ავიაცია) პორტების უმეტესობა თავსებადია 5 ვ-მდე სიგნალებთან. ამიტომ MCP2551 CAN გადამცემის გამოყენება, რომელიც ასევე მუშაობს 5 ვ-დან, არ იწვევს პრობლემებს. დიაგრამაზე ნაჩვენებია MAX232 ჩიპი, როგორც RS-3232 გადამცემი, მაგრამ სინამდვილეში მე გამოვიყენე SN65C3232D Texas Instruments-ისგან, რადგან ის მუშაობს 3.3 ვ-დან და უზრუნველყოფს სიჩქარეს 1მბიტ/წმ-მდე.

დაფაზე არის 4 კვარცის რეზონატორი - ერთი გამართვისთვის (8 MHz) და სამი სამიზნე მიკროკონტროლერისთვის K1986BE1QI (ავიაცია) ნომინალური მნიშვნელობებით 32.768 kHz, 16 MHz, 25 MHz. ეს აუცილებელი კომპონენტებია, რადგან. ჩაშენებული RC გენერატორის პარამეტრები ფართო დიაპაზონშია 6-დან 10 MHz-მდე. ჩაშენებული Ethernet კონტროლერის მუშაობისთვის საჭიროა 25 MHz სიხშირე. რატომღაც, Milandra-ს ვებსაიტზე (შესაძლოა შეცდომით) ნათქვამია, რომ პლასტმასის კორპუსში არ არის Ethernet. მაგრამ ჩვენ დავეყრდნობით სპეციფიკაციას და ფაქტებს.

საკუთარი გამართვის დაფის შექმნის მნიშვნელოვანი სტიმული იყო გარე EBC (გარე ავტობუსის კონტროლერი) სისტემის ავტობუსით მუშაობის შესაძლებლობა, რომელიც არსებითად არის პარალელური პორტი. K1986BE1QI მიკროკონტროლერი (ავიაცია) საშუალებას გაძლევთ დაუკავშირდეთ და იმუშაოთ გარე მეხსიერების ჩიპებთან და პერიფერიულ მოწყობილობებთან, როგორიცაა ADC, FPGA და ა.შ. გარე სისტემის ავტობუსის შესაძლებლობები საკმაოდ დიდია - შეგიძლიათ იმუშაოთ 8-ბიტიანი, 16-ბიტიანი და 32-ბიტიანი სტატიკური RAM-ით, ROM-ით და NAND Flash-ით. 32-ბიტიანი მონაცემების წაკითხვის/ჩაწერისთვის კონტროლერს შეუძლია ავტომატურად შეასრულოს 2 შესაბამისი ოპერაცია 16-ბიტიანი მიკროსქემებისთვის და 8 ოპერაცია 4-ბიტიანი. ცხადია, 32-ბიტიანი I/O ოპერაცია ყველაზე სწრაფი იქნება 32-ბიტიანი მონაცემთა ავტობუსით. მინუსებში შედის პროგრამის 32-ბიტიანი მონაცემებით მუშაობის აუცილებლობა და დაფას მოუწევს 32 ტრეკის დაყენება.

გამოყენებული SRAM ჩიპები (გამოიცანით რომელია დეფექტური)

დაბალანსებული გამოსავალია 16-ბიტიანი მეხსიერების ჩიპების გამოყენება. მე მივიღე ინტეგრირებული Silicon Solutions Inc. ჩიპებით. (ISSI IS61LV25616AL, 16x256k, 10ns, 3.3V). რა თქმა უნდა, კომპანია „მილანდრს“ აქვს საკუთარი სტატიკური მეხსიერების ჩიპები სერია 1645RUმაგრამ ისინი ძალიან ძვირია და მიუწვდომელია. ალტერნატიულად, არსებობს პინთან თავსებადი Samsung K6R4016V1D. ადრე აღვნიშნე, რომ IC-ები მეორადი იყო და ჩემს მიერ დაინსტალირებული ასლი თავდაპირველად ცრუ და არასტაბილური იყო მე-15 მონაცემთა ხაზზე. ტექნიკის შეცდომების აღმოჩენას რამდენიმე დღე დასჭირდა და მით უფრო დიდი იყო კმაყოფილების გრძნობა, როცა დაზიანებული ჩიპი სამუშაოთი შევცვალე. როგორც არ უნდა იყოს, გარე მეხსიერებასთან მუშაობის სიჩქარე სასურველს ტოვებს.

გარე ავტობუსი და StandAlone რეჟიმიK1986BE1QI (ავიაციის) მიკროკონტროლერს აქვს უნიკალური StandAlone რეჟიმი, რომელიც განკუთვნილია Ethernet და MCIO კონტროლერებზე (MIL_STD_1553) პირდაპირი გარე წვდომისთვის გარე ავტობუსის საშუალებით, ხოლო ბირთვი გადატვირთვის მდგომარეობაშია, ე.ი. არ გამოიყენება. ეს რეჟიმი სასარგებლოა პროცესორებისთვის და FPGA-ებისთვის, რომლებსაც არ აქვთ Ethernet და/ან MCIO.
კავშირის დიაგრამა შემდეგია:

• მონაცემთა ავტობუსი MCU(D0-D15) => SRAM(I/O0-I/O15),
• მისამართის ავტობუსი MCU(A1-A18) => SRAM(A0-A17),
• MCU კონტროლი (nWR, nRD, PortC2) => SRAM (WE, OE, CE),
• SRAM(UB,LB) დაკავშირებულია ან მიწებებულია რეზისტორის მეშვეობით.

CE ხაზი ელექტროენერგიაზე იყვანება რეზისტორის მეშვეობით, MCU ბაიტის მოზიდვის ქინძისთავები (BE0-BE3) არ გამოიყენება. სპოილერის ქვეშ ვაძლევ პორტების და გარე ავტობუსის კონტროლერის ინიციალიზაციის კოდს.

პორტების და EBC კონტროლერის ინიციალიზაცია (გარე ავტობუსის კონტროლერი)

void SRAM_Init (void)
{
	EBC_InitTypeDef          EBC_InitStruct = { 0 };
	EBC_MemRegionInitTypeDef EBC_MemRegionInitStruct = { 0 };
	PORT_InitTypeDef         initStruct = { 0 };

	RST_CLK_PCLKcmd (RST_CLK_PCLK_EBC, ENABLE);

	PORT_StructInit (&initStruct);
	//--------------------------------------------//
	// DATA PA0..PA15 (D0..D15)                   //
	//--------------------------------------------//
	initStruct.PORT_MODE      = PORT_MODE_DIGITAL;
	initStruct.PORT_PD_SHM    = PORT_PD_SHM_ON;
	initStruct.PORT_SPEED     = PORT_SPEED_FAST;
	initStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_MAIN;
	initStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_All;
	PORT_Init (MDR_PORTA, &initStruct);	
	//--------------------------------------------//
	// Address PF3-PF15 (A0..A12), A0 - not used. //
	//--------------------------------------------//
	initStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_ALTER;
	initStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_4  | PORT_Pin_5  |
	                            PORT_Pin_6  | PORT_Pin_7  |
	                            PORT_Pin_8  | PORT_Pin_9  |
								PORT_Pin_10 | PORT_Pin_11 |
	                            PORT_Pin_12 | PORT_Pin_13 |
								PORT_Pin_14 | PORT_Pin_15;
	PORT_Init (MDR_PORTF, &initStruct);	
	//--------------------------------------------//
	// Address PD3..PD0 (A13..A16)                //
	//--------------------------------------------//
	initStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_OVERRID;
	initStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_0 | PORT_Pin_1 |
	                            PORT_Pin_2 | PORT_Pin_3;
	PORT_Init (MDR_PORTD, &initStruct);	
	//--------------------------------------------//
	// Address PE3, PE4 (A17, A18)                //
	//--------------------------------------------//
	initStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_ALTER;
	initStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_3 | PORT_Pin_4;
	PORT_Init (MDR_PORTE, &initStruct);	
	//--------------------------------------------//
	// Control PC0,PC1 (nWE,nOE)                  //
	//--------------------------------------------//
	initStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_MAIN;
	initStruct.PORT_Pin       = PORT_Pin_0 | PORT_Pin_1;
	PORT_Init (MDR_PORTC, &initStruct);	
	//--------------------------------------------//
	// Control PC2 (nCE)                          //
	//--------------------------------------------//
	initStruct.PORT_PD        = PORT_PD_DRIVER;
	initStruct.PORT_OE        = PORT_OE_OUT;
	initStruct.PORT_FUNC      = PORT_FUNC_PORT;
	initStruct.PORT_Pin       = MDB_SRAM_CE;
	PORT_Init (MDR_PORTC, &initStruct);	

	//--------------------------------------------//
	// Initialize EBC controler                   //
	//--------------------------------------------//
	EBC_DeInit();
	EBC_StructInit(&EBC_InitStruct);
	EBC_InitStruct.EBC_Mode             = EBC_MODE_RAM;
	EBC_InitStruct.EBC_WaitState        = EBC_WAIT_STATE_3HCLK;
	EBC_InitStruct.EBC_DataAlignment    = EBC_EBC_DATA_ALIGNMENT_16;
	EBC_Init(&EBC_InitStruct);
	
	EBC_MemRegionStructInit(&EBC_MemRegionInitStruct);
	EBC_MemRegionInitStruct.WS_Active   = 2;
	EBC_MemRegionInitStruct.WS_Setup    = EBC_WS_SETUP_CYCLE_1HCLK;
	EBC_MemRegionInitStruct.WS_Hold     = EBC_WS_HOLD_CYCLE_1HCLK;
	EBC_MemRegionInitStruct.Enable_Tune = ENABLE;
	EBC_MemRegionInit (&EBC_MemRegionInitStruct, EBC_MEM_REGION_60000000);
	EBC_MemRegionCMD(EBC_MEM_REGION_60000000, ENABLE);

	// Turn ON RAM (nCE)
	PORT_ResetBits (MDR_PORTC, MDB_SRAM_CE);
}

მიკროკონტროლერს LQFP-144 პაკეტში და მეხსიერებას TSOP-44 პაკეტში აქვს მრავალი დაკავშირებული პინი და იკავებს დიდ PCB ადგილს. ეკონომიკის სფეროში ოპტიმიზაციის პრობლემების გადაჭრის გამოცდილების მქონე, ჩემთვის აშკარა იყო, რომ ეს მიკროსქემები პირველ რიგში უნდა განთავსდეს დაფაზე. სხვადასხვა წყაროებში მე წავაწყდი ქება-მიმოხილვებს ამის შესახებ CAD TopoR (ტოპოლოგიური როუტერი). მე გადმოვწერე საცდელი ვერსია და შევძელი ჩემი პროექტის ექსპორტი Eagle CAD-დან იქ მხოლოდ მაშინ, როცა თითქმის ყველა კომპონენტი წავშალე. სამწუხაროდ, TopoR პროგრამამ არ დამეხმარა დაფაზე 10 ელემენტის დადებაც კი. ჯერ ყველა კომპონენტი მოთავსდა კუთხეში, შემდეგ კი დალაგდა კიდეზე. ამ ვარიანტმა არ დამაკმაყოფილა და დიდი დრო გავატარე დაფის ხელით თვალყურის დევნება Eagle CAD-ის ნაცნობ გარემოში.

ტრაფარეტული ბეჭდვა ბეჭდური მიკროსქემის დაფის მნიშვნელოვანი ელემენტია. გამართვის დაფაზე არა მხოლოდ უნდა იყოს ხელმოწერები ელექტრონულ კომპონენტებზე, არამედ ყველა კონექტორი უნდა იყოს ხელმოწერილი. დაფის უკანა მხარეს მოვათავსე ცხრილები-შეხსენებები კონტროლერის პორტების ფუნქციებით (მთავარი, ალტერნატიული, გადატვირთული, აქტუალური). მე შევუკვეთე ბეჭდური მიკროსქემის დაფების დამზადება ჩინეთში ცნობილ PCBWay ოფისში. არ ვაქებ, რადგან ხარისხი კარგია. მათ შეუძლიათ უკეთესად გააკეთონ მცირე ტოლერანტობით, მაგრამ საფასურისთვის.

წარმოებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფები MDB1986, (c) ავტორის ფოტო

მომიწია კომპონენტების „მუხლზე“ გათიშვა 40 ვატიანი გამაგრილებით და POS-61 სამაგრით, რადგან იშვიათად ვდებ, წელიწადში 1-2-ჯერ და აშრობს გამაგრილებელ პასტას. ასევე მომიწია ჩინური CS32F103 კონტროლერის შეცვლა ორიგინალ STM32F103-ზე და შემდეგ მეხსიერების შეცვლაც. ზოგადად, ახლა სრულიად კმაყოფილი ვარ შედეგით, თუმცა ჯერ არ შემიმოწმებია RS-232-ის და CAN-ის მუშაობა.

გამართვის დაფა MDB1986 მუშაობს — ანათებს და ათბობს, (с) ავტორის ფოტო

საიტზე "Milandra" შეგიძლიათ იპოვოთ საკმარისი სასწავლო მასალა სასწავლო კონტროლერებისთვის 1986BE9 სერია (Cortex-M3 core), მაგრამ K1986BE1QI (საავიაციო) მიკროკონტროლერისთვის, იქ ვერაფერს ვხედავ. იქ გამოქვეყნებული მასალების, სახელმძღვანელოებისა და უნივერსიტეტებისთვის ლაბორატორიული სამუშაოების განხილვის შემდეგ, მიხარია, რომ მთელი ქვეყნის მასშტაბით მიმდინარეობს პერსონალის მომზადება რუს კონტროლერებთან მუშაობისთვის. სასწავლო მასალების უმეტესობა მომზადებულია I/O პორტებთან, ტაიმერებთან, ADC, DAC, SPI, UART-თან სამუშაოდ. გამოიყენება სხვადასხვა IDE (Keil, IAR, CodeMaster). სადღაც ისინი პროგრამირებენ CMSIS რეგისტრების გამოყენებით და სადღაც იყენებენ MDR ბიბლიოთეკას. რესურსი უნდა იყოს მითითებული დაწყება Milandr, რომელიც შეიცავს ბევრ სტატიას პრაქტიკოსი პროგრამისტებისგან. და, რა თქმა უნდა, არ უნდა დავივიწყოთ ფორუმი მილანდრა.

მილანდრაზე ფიქრობსმიკროელექტრონიკა რუსეთში ვითარდება და ამ პროცესში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კომპანია „მილანდრი“. ჩნდება ახალი საინტერესო მიკროკონტროლერები, მაგალითად, 1986BE81T და Elektrosila SpaceWire და MKIO ინტერფეისებით (იგივე როგორც 1986BE1-ში და, შესაძლოა, იგივე პრობლემებით) და ა.შ. მაგრამ ჩვეულებრივი სტუდენტებისთვის, მასწავლებლებისთვის და სამოქალაქო ინჟინრებისთვის ასეთი მიკროსქემების ყიდვა არარეალურია. ეს ნიშნავს, რომ საინჟინრო საზოგადოება ვერ შეძლებს სწრაფად ამოიცნოს ამ ჩიპის შეცდომები და პრობლემები. მეჩვენება, რომ პირველ რიგში აუცილებელია მიკროსქემების დამზადება პლასტმასის ყუთში, დარიგება ყველა დაინტერესებულ მხარეს და მხოლოდ დამტკიცების შემდეგ (ლათინური approbatio - დამტკიცება, აღიარება) სპეციალისტებს შეუძლიათ მოამზადონ რევიზია კერამიკულ-ლითონის კორპუსში დაცვით. ყველა საშინელი ფაქტორი. იმედი მაქვს, უახლოეს მომავალში ჩვენ ყველანი კმაყოფილი ვიქნებით გამოფენებზე გამოცხადებული ახალი პროექტებით.
ნებისმიერს შეუძლია გაიმეოროს, შეცვალოს და გამოიყენოს გამართვის დაფა, რომელიც მე შევიმუშავე სასწავლო პროცესში. პირველ რიგში ჩემთვის დაფა გავაკეთე, მაგრამ ისე გამოვიდა, რომ გადავწყვიტე ყველას გამეზიარებინა.

K1986BE1QI (ჰაერი) არის ძალიან საინტერესო კონტროლერი უნიკალური ინტერფეისით, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას უნივერსიტეტებში სტუდენტების სწავლებისთვის. ვფიქრობ, კონტროლერში გამოვლენილი შეცდომების გამოსწორების და სასერტიფიკაციო ტესტების გავლის შემდეგ, კონტროლერი გაფრინდება ამ სიტყვის სრული გაგებით!

წყარო: www.habr.com