Kinetis程序燒寫(xiě)檢查單

1、本文主要寫(xiě)給Kinetis的初學(xué)者，特別是首次使用Cortex-M內(nèi)核產(chǎn)品的工程師，文章主要針對(duì)用戶(hù)在下載程序或調(diào)試過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析，其內(nèi)容主要包括：1. 原理圖說(shuō)明2. 硬件電路板自檢3. Kinetis調(diào)試工具說(shuō)明4. 程序無(wú)法下載分析5. Check List一原理圖自檢這里僅介紹與調(diào)試相關(guān)的原理圖圖1 Kinetis MCU接口連接示意圖二硬件電路板自檢 在貼片硬件電路板之前，最好先對(duì)電路板做一下簡(jiǎn)單的短路測(cè)試，特別有些PCB尺寸非常小，加工精度要求比較高的板子，如果生產(chǎn)廠(chǎng)家沒(méi)有做相應(yīng)的測(cè)試，很有可能PCB本身是存在短路的。MCU相關(guān)電路需要特別注意以下幾點(diǎn)：1. 各級(jí)VC

2、C/VDD和GND之前是否存在短路。2. 外部晶體電路是否存在對(duì)地短路。 在PCB焊接之后，同樣需要做相應(yīng)的檢測(cè)：1. 檢測(cè)JTAG/SWD插針到MCU管腳是否存在虛焊或連焊。2. 檢測(cè)NMI管腳上拉是否有效。3. 上電檢測(cè)各級(jí)VCC是否正常工作。4. 檢測(cè)MCU的IO口是否有因虛焊導(dǎo)致的過(guò)壓/過(guò)流。5.三Kinetis調(diào)試工具說(shuō)明 Kinetis常見(jiàn)的評(píng)估板包括：FRDM Board, TWR Board, MAPS Board, 目前常見(jiàn)的這些開(kāi)發(fā)板都板載了mbed仿真器，用戶(hù)無(wú)需額外購(gòu)買(mǎi)仿真器來(lái)進(jìn)行調(diào)試。板載的mbed仿真器可以通過(guò)U盤(pán)拖拽的方式下載編譯好的二進(jìn)制代碼，也可以通過(guò)在IDE

3、調(diào)試環(huán)境中通過(guò)CMSIS-DAP來(lái)進(jìn)行代碼的仿真。同時(shí)，用戶(hù)可以通過(guò)按住Reset按鈕上電的方式，使mbed仿真器進(jìn)入Bootloader模式，用戶(hù)可以通過(guò)此模式更換仿真器的固件，使mbed仿真器模擬成J-Link仿真器。點(diǎn)擊這里查看詳細(xì)步驟。 用戶(hù)自己設(shè)計(jì)的板子，通常需要使用外部的仿真器進(jìn)行調(diào)試或者燒寫(xiě)，常見(jiàn)的仿真器有J-Link和U-Multilink.圖2 J-Link、U-Multilink仿真器圖 J-Link只有一組接口10*2（2.54間距），支持JTAG和SWD兩種模式：圖3 J-Link接口信號(hào)圖Kinetis系列芯片中有些兩種模式都支持，有些僅支持SWD模式，設(shè)計(jì)的時(shí)候我們

4、盡可能選擇SWD模式，這中模式占用的管腳非常少，僅需要VCC, SWDIO, SWCLK, RESET, GND這5根線(xiàn)，如果不考慮對(duì)芯片進(jìn)行解鎖，RESET也可以不接。U-Multilink有多組接口，支持NXP多款內(nèi)核的芯片，其中PORTB和PORTG是針對(duì)Kinetis系列的，其中PORTB與J-Link的接口類(lèi)似，而PORTG是5*2 （1.27間距）與FRDM板接口類(lèi)似圖4 U-Multilink接口信號(hào)圖需要注意的是，Kinetis的RESET管腳可以與需要與Jlink接口的Pin15相連，并非Pin3。四程序無(wú)法下載分析 當(dāng)硬件檢測(cè)無(wú)問(wèn)題后，就可以通過(guò)仿真器對(duì)Kinetis進(jìn)行編

5、程，首先可以通過(guò)J-Link Commander讀寫(xiě)Kinetis芯片ID的方式來(lái)驗(yàn)證芯片是否正常工作。1. 連接J-Link仿真器與MCU，并上電，如果芯片為空白芯片，可以看到J-Link仿真器的燈為紅色，這是由于芯片內(nèi)部沒(méi)有用戶(hù)程序，默認(rèn)的看門(mén)狗會(huì)不斷復(fù)位芯片（像KL17這種出廠(chǎng)有燒好的Boot的芯片例外）。2. 雙擊J-Link Commander圖標(biāo)，如果有如下提示，說(shuō)明仿真器可以正常訪(fǎng)問(wèn)芯片，如果在IDE（IAR，KEIL，KDS）中不能下載程序，說(shuō)明是軟件配置的問(wèn)題。可以在Check List里查看對(duì)應(yīng)的配置。3. 如果J-Link Commander無(wú)法讀取到芯片ID，需要仔細(xì)檢

6、查下J-Link與MCU之間的連接是否正確，特別是線(xiàn)序，以及線(xiàn)的質(zhì)量，同時(shí)減小接口連線(xiàn)的長(zhǎng)度。由于SWD是串行工作的，信號(hào)在線(xiàn)上的質(zhì)量不好，可能會(huì)影響時(shí)序，這個(gè)問(wèn)題也可以嘗試降低SWD的工作頻率，具體方法見(jiàn)Check List。4. 有些情況下，芯片可以燒寫(xiě)一次，但是第二次就不能繼續(xù)燒寫(xiě)了，這個(gè)問(wèn)題有幾種可能：(1). 第一次燒寫(xiě)的程序包含加密位，芯片被加鎖了，而芯片的Reset并未與MCU Reset引腳相連，此時(shí)由于J-Link無(wú)法寫(xiě)入解鎖命令，所以芯片無(wú)法重新編程。重新連接Reset后，就可以重新編程。這里還有一個(gè)問(wèn)題，部分MCU支持Reset Pin復(fù)用GPIO功能，如果用戶(hù)程序把re

7、set pin在代碼中復(fù)用成GPIO,可以通過(guò)下拉NMI管腳后上電的方式，讓用戶(hù)程序來(lái)不及不執(zhí)行IO口切換函數(shù)，并通過(guò)J-Link Commander輸入unlock kinetis解鎖命令來(lái)將之前的程序清除。(2). 第一次燒寫(xiě)的程序進(jìn)入了非常低的低功耗模式，與第一種問(wèn)題類(lèi)似，同樣可以通過(guò)連接Reset的方式重新下載程序。(3). 第一次燒寫(xiě)的程序?qū)VD的電平設(shè)置為比較高的電壓，而供電電壓根本達(dá)不到這個(gè)值，這個(gè)問(wèn)題比較容易在KE系列上出現(xiàn)，由于KE系列支持2.7V 5.5V供電，并且LVD有4.3V和2.6V兩個(gè)閾值，當(dāng)用戶(hù)使用3.3V供電時(shí)，如果用戶(hù)代碼將LVD設(shè)置為4.3V，則芯片無(wú)法

8、正常啟動(dòng)，Reset始終處于復(fù)位狀態(tài)，同時(shí)也無(wú)法下載程序。此問(wèn)題同樣可以通過(guò)連接RESET并利用unlock kinetis命令來(lái)解鎖。五Check List硬件檢查：1. 板子上電前檢測(cè)電源，Reset對(duì)地是否存在短路2. 根據(jù)圖1所示電路，連接仿真器并檢測(cè)信號(hào)是否導(dǎo)通3. 檢測(cè)NMI管腳是否有上拉電阻4. 上電檢測(cè)各個(gè)電源域是否正常5. 上電檢測(cè)Reset信號(hào)，如果為持續(xù)的高，說(shuō)明芯片內(nèi)部已經(jīng)有Code在運(yùn)行，如果為類(lèi)似三角波，說(shuō)明芯片在不斷的復(fù)位，如果持續(xù)為低，需要檢測(cè)Reset對(duì)地是否有短路6. 通過(guò)J-Link 軟件檢查：IAR平臺(tái)：1. 選擇正確的Device型號(hào)，如果找不到具體型號(hào)，需要升級(jí)IAR到最新版本2. 選擇正確的仿真器型號(hào)如果使用Jlink請(qǐng)選擇J-Link/J-Trace：如果使用U-Multilink或者有些FRDM板內(nèi)置的OpenSDA請(qǐng)選擇PE micro：部分FRDM板內(nèi)置的Mbed需要選擇CMSIS DAP：3. 選擇正確仿真器配置：J-Link仿真器配置Setup頁(yè)可以設(shè)置仿真器的速度J-Link仿真