हामी ATmega128RFA1 (स्मार्ट प्रतिक्रिया XE उपकरणको भागको रूपमा) को लागि OTA बुटलोडर लेख्दैछौं।

यो सबै लेखकले दोस्रो बजारमा एउटा रोचक यन्त्र किनेर सुरु गर्‍यो - Smart Response XE (छोटो वर्णन)। यो विद्यालयहरूको लागि अभिप्रेरित छ: कक्षामा प्रत्येक विद्यार्थीले नब्बे दशकको इलेक्ट्रोनिक नोटबुक वा अनुवादक जस्तै उपकरण प्राप्त गर्दछ, शिक्षकले प्रश्न सोध्छन्, र विद्यार्थीहरूले यन्त्रहरूको किबोर्डमा जवाफ टाइप गर्छन्, जुन एक मार्फत प्राप्त गरिन्छ। रेडियो च्यानल (802.15.4) शिक्षकको पीसीमा जडान भएको रिसीभरमा।

यी यन्त्रहरू धेरै वर्ष पहिले बन्द गरिएका थिए, र कुन स्कूलहरूले $ 100- $ 200 प्रत्येकमा खरिद गरेका थिए अब eBay मा $ 10 वा कममा पप अप भइरहेको छ। त्यहाँ हार्डवेयर geeky प्रयोगहरूको लागि धेरै उपयुक्त छ:

• 60 कुञ्जी किबोर्ड
• 384×136 को रिजोलुसनको साथ प्रदर्शन, 2 बिट्स प्रति पिक्सेल - BC, CGA जस्तै, तर 4 रङ होइन, तर चमकको स्तरीकरण
• माइक्रोकन्ट्रोलर ATmega128RFA1 (128 kB फ्ल्यास मेमोरी, 4 kB ROM, 16 kB RAM, 802.15.4 ट्रान्सीभर)
• बाह्य (माइक्रोकन्ट्रोलरको सम्बन्धमा, सम्पूर्ण यन्त्र होइन) 1 मेगाबिट (128 किलोबाइट) SPI इन्टरफेसको साथ फ्ल्यास मेमोरी
• 4 AAA तत्वहरूको लागि डिब्बा।

माइक्रोकन्ट्रोलरको नामबाट यो स्पष्ट छ कि यो AVR परिवारसँग सम्बन्धित छ, जसको मतलब उपकरणलाई Arduino-compatible बनाउनु मामुली काम भन्दा बढी हो।

समाचार बाट हैकाडे लेखकले यो के हो पत्ता लगाए पहिले नै गरिसकेका छन् (एउटै लिङ्कले तपाईंलाई कहाँ जडान गर्ने भनेर बताउँछ), Arduboy को लागि खेलहरू चलाउने अवसर भएको:

तर लेखक उपकरणमा खेल्ने अवसरमा बढी चासो राख्छन्, तर अध्ययन गर्न:

• सीरियल SPI इन्टरफेस संग फ्लैश मेमोरी
• AVR को लागि बुटलोडरहरू
• मानक 802.15.4

लेखकले लेखेर सुरु गरे पुस्तकालयहरु (GPL v3), जसले तपाईंलाई डिस्प्ले, आउटपुट टेक्स्ट र आयतहरू सुरु गर्न र SPI फ्ल्यास मेमोरी पहुँच गर्न अनुमति दिन्छ। त्यसपछि उसले यन्त्रको व्यावहारिक प्रयोगको लागि विचारहरू ल्याउन थाल्यो: VT-100-कम्प्याटिबल पकेट टर्मिनल, मल्टिप्लेयर खेलहरू। तीनवटा यन्त्रहरू पुन: निर्माण गरिसकेपछि, उहाँले तिनीहरूलाई "हवामा" स्केचहरू प्राप्त गर्न "सिकाउने" निर्णय गर्नुभयो। के चाखलाग्दो मात्र होइन, तर धेरै सुविधाजनक पनि हुनेछ: यन्त्र केस प्रत्येक पटक खोल्न गाह्रो छ, र ब्याट्री डिब्बा कभर अन्तर्गत त्यहाँ केवल प्वालहरू छन् जसले तपाईंलाई JTAG प्रोग्रामरलाई बोर्डमा जडान गर्न अनुमति दिन्छ।

यो Arduino बुटलोडर अपलोड गर्न पर्याप्त छ, तर स्केच होइन - सिरियल पोर्ट त्यहाँ जडान गरिएको छैन, त्यसैले तपाइँ अझै पनि केस खोल्न बिना गर्न सक्नुहुन्न। साथै, पहिलो सिरियल पोर्टको TX0 र RX0 लाइनहरू किबोर्ड म्याट्रिक्सको पोलिंग लाइनहरूसँग जोडिएका छन्, अर्थात् ती डिस्प्लेको छेउमा रहेको प्रकार्य कुञ्जीहरू पोल गर्ने। तर तपाईं के गर्न सक्नुहुन्छ - लेखकले यो बनाए:

उसले त्यहाँ JTAG लाइनहरू ल्यायो, र अब ब्याट्री डिब्बा खोल्न आवश्यक छैन। र स्केचहरू अपलोड गर्न सकियोस् भनेर, मैले दुबै सिरियल पोर्टहरू एउटै कनेक्टरमा जडान गरें, स्विच पनि थपे, किनकि ब्याट्रीहरू स्थापना भएकोले, अन्य कुनै पनि तरिकाले उपकरण बन्द गर्न शारीरिक रूपमा असम्भव छ।

सोल्डरिङ आइरन, युटिलिटी नाइफ र ग्लु गनसँग काम गर्न निकै समय लाग्यो। सामान्यतया, "हावामा" स्केचहरू अपलोड गर्न धेरै सुविधाजनक छ; हामीले तुरुन्तै यसको लागि केहि आविष्कार गर्न आवश्यक छ।

Arduino IDE ले स्केचहरू अपलोड गर्न कार्यक्रम प्रयोग गर्दछ avrdude। यसले प्रोटोकल प्रयोग गरेर माइक्रोकन्ट्रोलरसँग अन्तरक्रिया गर्छ STK500, जसले तपाईंलाई दुवै दिशामा फाइलहरू स्थानान्तरण गर्न अनुमति दिन्छ। यो च्यानलहरूसँग खराब उपयुक्त छ जहाँ चर ढिलाइ, विरूपण र डेटा हानि सम्भव छ। धारावाहिक च्यानलमा केहि ढीलो वा रस्टल आयो भने, तपाईं कारण खोज्दै पागल हुन सक्नुहुन्छ। एक पटक लेखकले आधा दिनको लागि पीडा भोगे जबसम्म उसले महसुस गरे कि समस्या खराब केबल थियो, साथै एक आकर्षक CP2102 इन्टरफेस कनवर्टर। बिल्ट-इन इन्टरफेस कन्भर्टर भएको माइक्रोकन्ट्रोलरले पनि, उदाहरणका लागि, ATmega32u4, कहिलेकाहीँ यस्तो कार्य गर्न सक्छ। प्रत्येक Arduino प्रयोगकर्ताले याद गरेको छ कि स्केचहरू अपलोड गर्दा त्रुटिहरू दुर्लभ छैनन्। कहिलेकाहीँ रेकर्डिङ राम्ररी जान्छ, तर परीक्षण पढ्दा त्रुटि पत्ता लाग्यो। यसको मतलब यो होइन कि लेख्ने क्रममा त्रुटि थियो - पढ्ने क्रममा असफलता थियो। अब कल्पना गर्नुहोस् कि "ओभर द एयर" काम गर्दा उही कुरा हुनेछ, तर धेरै पटक।

यस समस्यालाई हटाउन विभिन्न तरिकाहरू प्रयास गरिसकेपछि, लेखक निम्नको साथ आए। यन्त्रमा SPI इन्टरफेसको साथ 128 KB फ्ल्यास मेमोरी छ - हामीले तारहरूमा डेटा प्राप्त गर्छौं (याद गर्नुहोस् कि लेखकसँग पहिले नै छेउमा कनेक्टर भएको एउटा यन्त्र छ), यो मेमोरीलाई बफरको रूपमा प्रयोग गर्नुहोस्, र डाटालाई रेडियोमा पठाउनुहोस्। अर्को उपकरणमा च्यानल। Cybiko बाट नमस्कार।

रेडियो च्यानल, साथै फन्ट संग काम गर्न कोड लेखे पछि, लोडर 4 किलोबाइट भन्दा लामो भयो। तसर्थ, HFUSE मान 0xDA बाट 0xD8 मा परिवर्तन गर्नुपर्ने थियो। अब बुटलोडर 8 किलोबाइट सम्म लामो हुन सक्छ, र सुरु ठेगाना अब 0x1E000 छ। यो मेकफाइलमा प्रतिबिम्बित हुन्छ, तर भर्दा पनि ध्यानमा राख्नुपर्छ बुटलोडर avrdude मार्फत।

ATmega802.15.4RFA128 मा 1 ट्रान्सीभर मूल रूपमा प्रोटोकल प्रयोग गरेर सञ्चालन गर्न डिजाइन गरिएको हो। Zigbee, जुन धेरै जटिल छ, त्यसैले लेखकले यसको सट्टा प्याकेटहरू प्रसारण गर्ने निर्णय गरे। यो ATmega128RFA1 मा हार्डवेयरमा लागू गरिएको छ, त्यसैले सानो कोड आवश्यक छ। साथै, सादगीको लागि, लेखकले निश्चित च्यानल प्रयोग गर्ने निर्णय गरे, तपाईंलाई म्यानुअल रूपमा पनि चयन गर्न अनुमति दिँदैन। 802.15.4 मानकले 16 देखि 11 सम्मको संख्या भएका 26 च्यानलहरूलाई समर्थन गर्दछ। तिनीहरू एकदमै भीडभाड भएका छन्, केही वाइफाइ च्यानलहरू पनि ओभरल्याप गर्छन् (रातो ZigBee च्यानलहरू, नीलो, हरियो र पहेँलो वाइफाइ हुन्)।

यो पत्ता लाग्यो कि च्यानल 15 र 26 वाइफाइ बाट हस्तक्षेप को लागी कम से कम संवेदनशील छन्। लेखकले ती मध्ये दोस्रो रोजे। अस्वीकरण: अनुवादकलाई थाहा छैन कि यो ZigBee लाई यस तरिकाले सरल बनाउन अनुमति छ कि छैन। सायद हामीले अलि बढी प्रोग्रामिङ गर्नुपर्छ र यसलाई पूर्ण रूपमा कार्यान्वयन गर्नुपर्छ?

पहिलो उपकरणमा, STK500 प्रोटोकल मार्फत डाटा प्रसारण गर्ने सीमित राज्य मेसिन लागू गर्न आवश्यक छ। धेरै जसो, प्रसारित र प्राप्त गरिएका सन्देशहरू आत्मनिर्भर छन्, तर केही पहिले च्यानल मार्फत पारित भएकाहरूसँग बाँधिएका छन्। संवादको विवरण दिइएको छ यहाँ.

यस संवादको एउटा महत्त्वपूर्ण भाग गन्तव्य उपकरणको फ्ल्यास मेमोरीमा लेख्नको लागि प्याकेटहरूको प्रसारण हो। AVR परिवारका साधारण माइक्रोकन्ट्रोलरहरूको लागि, पृष्ठ आकार 128 बाइट हो, तर ATmega128RFA1 को लागि यो 256 हो। र SPI प्रोटोकल मार्फत जडान गरिएको फ्ल्याश मेमोरीको लागि, यो समान छ। पहिलो उपकरणमा कार्यक्रम, स्केच अपलोड गर्दा, तुरुन्तै यसलाई दोस्रोमा स्थानान्तरण गर्दैन, तर यो मेमोरीमा लेख्छ। जब Arduino IDE ले प्रविष्टिको शुद्धता जाँच गर्छ, त्यहाँ के लेखिएको थियो त्यो पठाइन्छ। अब हामीले प्राप्त डाटालाई रेडियो च्यानल मार्फत दोस्रो उपकरणमा पठाउन आवश्यक छ। एकै समयमा, प्राप्त गर्नेबाट प्रसारण र पछाडि स्विच गर्ने प्रायः हुन्छ। STK500 प्रोटोकल ढिलाइको लागि उदासीन छ, तर डेटा हानि सहन गर्दैन (अनौठो, तर यो माथि भनिएको थियो कि ढिलाइले डेटा स्थानान्तरणलाई पनि असर गर्छ)। र वायरलेस प्रसारण समयमा घाटा अपरिहार्य छ। ATmega128RFA1 मा दोहोर्याइएको अनुरोधहरूको निर्मित हार्डवेयर कार्यान्वयन छ जब स्थानान्तरणको शुद्धताको बारेमा शंकाहरू छन्, तर लेखकले सफ्टवेयरमा आफैं लागू गर्ने निर्णय गरे। उसले एक प्रोटोकल विकसित गर्यो जसमा धेरै डाटा अर्को भन्दा एक तरिकाबाट प्रवाह हुन्छ।

यो सिद्ध छैन, तर यो काम गर्दछ। 256-बाइट पृष्ठलाई चार खण्डहरूमा विभाजित गरिएको छ, जसमध्ये प्रत्येक प्याकेटको रूपमा हावामा प्रसारित हुन्छ। एउटा प्याकेटले 125 बाइट डाटा र लम्बाइको लागि एक बाइट र CRC को लागि दुई बाइटहरू समात्न सक्छ। त्यसैले पृष्ठ र खण्ड संख्याहरू (० देखि ३ सम्म) सहित ६४ बाइट लामो टुक्राहरू त्यहाँ राखिन्छन्। प्राप्त गर्ने यन्त्रमा एउटा चर छ जसले यसलाई कति खण्डहरू प्राप्त भएको छ भनेर ट्र्याक गर्न अनुमति दिन्छ, र जब सबै चार आइपुग्छ, पठाउने यन्त्रले सम्पूर्ण पृष्ठ प्राप्त भएको पुष्टि गर्दछ। कुनै पुष्टिकरण छैन (CRC मेल खाएन) - सम्पूर्ण पृष्ठ पुन: पठाउनुहोस्। गति केबल मार्फत प्रसारण गर्दा भन्दा पनि ठूलो छ। हेर्नुहोस्:

तर सामान्यतया, यो स्केच अपलोड गर्न र यसको माध्यमबाट यन्त्रहरूमा केबल जडान गर्न एक सुविधाजनक तरिका प्रदान गर्न आवश्यक हुनेछ। उदाहरणका लागि, फोटोमा जस्तै CP2102 मा यस्तो इन्टरफेस कन्भर्टर भित्र राख्नुहोस्, र यसलाई बोर्डमा टाँस्नुहोस् ताकि यसले माइक्रो USB केबल जडान र विच्छेद गर्दा बलको सामना गर्न सकोस्।

यसमा 3,3-भोल्ट स्टेबिलाइजर पनि छ (र यसलाई 6-भोल्ट पावर सप्लाई भएको यन्त्रमा कसरी प्रयोग गर्ने - यदि त्यसमा एउटै स्टेबिलाइजर छ भने, र तपाईंले ती मध्ये कुन यन्त्रलाई शक्ति दिनेछ भनेर स्वचालित रूपमा चयन गर्न दुईवटा डायोडहरू थप्न सक्नुहुन्छ)। । सबै तीनवटा LEDs इन्टरफेस कन्भर्टर बोर्डबाट बेच्न नपरोस्, अन्यथा तिनीहरूमा काम गर्दा ब्याट्रीहरू लोड हुनेछन्, र किबोर्ड पोलिंगमा पनि हस्तक्षेप हुनेछ र SPI इन्टरफेसको साथ फ्ल्यास मेमोरीको साथ काम गर्नुहोस्।

लक्ष्यको पछि लाग्नु यसलाई प्राप्त गर्नु भन्दा पनि बढी रोचक भयो (र बसको बारेमा त्यो मजाक चाहिँदैन)। लेखकले AVR बुटलोडरहरू, SPI फ्ल्यास मेमोरी, STK500 प्रोटोकल र 802.15.4 मानकको बारेमा धेरै कुरा सिके।

माथि वर्णन गरिएको पुस्तकालय बाहेक अन्य सबै कोड - हो यहाँ, र यो GPL v3 अन्तर्गत पनि छ। लेखकको ट्विटर - यहाँ.

स्रोत: www.habr.com