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ApplicationNote产品应用笔记AN05220086V1.
00Date:2014/08/14XMC4xxxUART在线编程参考指南类别内容关键词Infineon,XMC4xxx,AK100,UART,在线编程主要特点1.
独有的1拖4(甚至1拖16)量产高速在线编程;2.
支持最高115200bp/s波特率;3.
支持灵活的序列号烧写;4.
支持工程加密,保障固件安全;5.
支持一键添加多个文件烧写;6.
自由的组合定制操作,允许定制任意操作序列;7.
全自动上下电量产检测,无需操作软件,大幅提升烧写效率.
摘要本文主要介绍AK100Pro-4P如何通过串口对Infineon的XMC4xxx系列芯片进行在线编程广州致远电子股份有限公司广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
,Ltd.
Rev1.
00XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14目录1.
XMC4xxx简介12.
AK100Pro简介23.
准备条件.
43.
1准备XMC4500-F100F102目标板.
43.
2安装KFlashPro软件.
43.
3连接XMC4500-F100F102目标板至AK100Pro-4P54.
基本烧写.
84.
1创建工程.
84.
2参数配置.
84.
2.
1硬件选择.
84.
2.
2串口设置.
94.
2.
3程序烧写.
94.
3烧写配置.
124.
4进行烧写.
125.
高级烧写.
135.
1量产烧写配置.
145.
1加密与解密.
155.
1.
1加密.
155.
1.
2解密.
186.
技术支持.
197.
订购信息.
20广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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1XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
001.
XMC4xxx简介XMC4xxx系列微控制器是Infineon公司推出的一款基于ARMCortex-M4内核的32位微控制器.
该系列微控制器主要针对电机控制、电源转换、工业连通以及检测控制领域优化而设计.
芯片内部集成了DSP和FPU单元,支持ARM-JTAG、SWD、singlewiretrace仿真接口.
XMC4xxx系列微控制器内部固化了一个BootROM,包含StartupSoftware和TestFirmware.
芯片复位后,首先运行BootROM里面的StartupSoftware,StartupSoftware通过采集bootmodepins(JTAGTCK和TMS)的电平决定芯片的启动模式.
XMC4xxx系列微控制器有7种启动引导模式,分别为NormalBootmode、AlternativeBootmode(ABM-0/ABM-1)、FallbackABMBootmode、PSRAMBootmode、ASCBSL(ASCBootstraploading)、CANBSL(CANBootstraploading)、BMIBootmode.
有些启动模式不能通过采集bootmodepins(JTAGTCK和TMS)的电平进入,只能通过设置STCON.
SWCON并发出一个系统复位进入.
AK100Pro-4P支持XMC4xxx的SWD、JTAG、UART编程接口烧写,本文介绍的XMC4xxx在线编程采用的是UART编程接口.
当用户使能芯片读保护的时候,芯片的DEBUG接口锁住,不能用常用的JTAG和SWD接口编程,这时可以通过ASCBSL启动模式用UART编程接口编程或解锁芯片.
下面以XMC4500-F100F1024为例子,介绍使用AK100pro-4PUART编程接口对XMC4xxx系列微控制器进行编程.
芯片内部结构框图见图1.
1(来源于芯片数据手册)图1.
1XMC1100-T038F-0064AA内部结构框图广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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2XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
002.
AK100Pro简介AK100Pro是广州致远电子股份有限公司开发的专业型量产在线编程器,增强型的AK100Pro-4P能同时实现4个通道同时在线编程,为工厂量产烧写提供完善的解决方案.
图2.
1AK100Pro-4P整体结构其主要功能特点有:量产型在线编程器,可自动同时编程4块目标板;全自动编程操作,即插即编,不需要操作鼠标和按键;可制作加密的量产工程,限制用户的烧写次数,避免烧写文件的泄漏;所有编程接口均内置高速隔离,适合高干扰的工业环境;支持加载网络工程,可绝对保证多工位烧录同一份代码;具备文件烧写与校验、数据擦除、数据查空和数据读取等通用功能;支持ID号烧写;烧写文件的分段配置,可针对单独的段做单独的配置;序列的操作方式,比如擦除,可以擦出一个扇区序列:1-3、5-8、K-K+N;源缓冲区查看功能,可查看当前烧写文件列表在整个算法区间中的关系及对应位置;读取缓冲区,可比较校验操作、读取操作与源缓冲区数据的对应关系创新的云烧录组件,远程在线升级用户固件程序.
AK100Pro-4P提供4路烧写接口,能同时烧写4颗芯片,对于烧写耗时较长的芯片时,大大提到了烧写效率.
其内嵌的高速USB及FPGA引擎,使得任何一路接口烧写速度都超过USB转串口的烧写速度.
图2.
2AK100Pro-4P正面提供4路编程接口广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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3XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
00图2.
3AK100Pro-4P背面图图2.
4AK100Pro-4P俯视图广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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4XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
003.
准备条件在阅读下面的内容前,你需要准备AK100Pro-4P、XMC4500-F100F1024目标板、KFlashPro软件.
3.
1准备XMC4500-F100F102目标板准备好XMC4500-F100F102目标板,需要预留的引脚为P1.
4(RxD)、P1.
5(TxD)、TCK、TMS、RESET、VCC、GND.
3.
2安装KFlashPro软件最新版本的KFlashPro软件可从广州致远电子官方网站(www.
zlg.
cn)下载.
安装完成后,启动软件界面如下.
图3.
1KFlashPro软件然后,接上电源,连接AK100Pro的USB至PC机.
打开KFlashPro安装目录\TKScope\Driver\AK100Pro-4PDriver.
请根据操作系统类型,决定运行哪一个USB驱动自动安装程序(DrvSetup_x64.
exe/DrvSetup_x86.
exe).
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00图3.
2USB驱动安装驱动安装完成后,将XMC4500-F100F1024目标板连接至AK100Pro-4P.
3.
3连接XMC4500-F100F102目标板至AK100Pro-4PAK100Pro-4P的正面图3.
3所示,提供了20Pin的调试烧写接口,而对于该调试接口,可以采用串口的标准接口进行接线.
图3.
3AK100Pro-4P正面图将调试接口分别与XMC4500-F100F1024目标板使用4根信号进行连接.
各个管脚连接如图3.
4所示.
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6XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
00图3.
4XMC4500-F100F1024编程接口引脚定义各引脚定义如表3.
1所示.
表3.
1XMC4500-F100F1024编程接口引脚定义序号管脚名称IO类型功能描述1Vref输入目标板电压检测信号,连接至目标芯片的工作电源.
用于检测设备目标板的工作电压,使得编程器能输出合适的电平.
3DTR输出辅助信号,连接至芯片的TMS.
用于控制目标芯片进入ASCBSL烧写状态4GND电源地5TXD输出串口接收信号,连接至目标芯片的P1.
4(RXD)13RXD输入串口发送信号,连接至目标芯片的P1.
5(TXD)17RTS输出辅助信号,连接至芯片的RESET.
用于控制目标芯片复位DTR和RTS信号可选,但是我们强烈建议连接,同时芯片上的TCK要保持悬空或者下拉,以便于AK100Pro-4P能自动控制XMC4500-F100F102进入烧写状态.
否则您需要手动控制TMS和TCK管脚电平让芯片在复位后进入ASCBSLMODE,很繁琐,如果您的板或模块需要供电,可使用IO扩展接口提供的5V隔离电源(VCC_ExIO,最大200mA).
图3.
5扩展接口广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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7XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
00请确保上述信号正确连接,否则AK100Pro-4P将无法进行正确连接.
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8XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
004.
基本烧写4.
1创建工程打开KFlashPro软件,如下图所示.
点击【新建】按钮,创建新的工程.
用户可根据需要可以创建加密工程,确保工程的安全性.
图4.
1创建工程4.
2参数配置点击【确定】按钮后,这时弹出设置对话框,用于配置待烧写芯片的信息.
图4.
2配置界面4.
2.
1硬件选择点击硬件选择,选择正确芯片型号和在线编程器型号.
可以使用右上角的器件过滤窗口,广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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00输入芯片型号,系统会自动找到芯片,选择XMC4500-F100F1024下的AK100Pro-UART即可.
图4.
3硬件选择之后,驱动将为用户提供默认的配置参数,在大多数情况下,用户无需要修改.
4.
2.
2串口设置串口设置主要配置用于配置烧写时所用的波特率,XMC4xxx系列芯片的串口支持最高115200bps.
串口号未使用,不必设置.
图4.
4串口设置4.
2.
3程序烧写在参数配置界面,点击【程序烧写】进入程序烧写界面.
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00图4.
5程序烧写界面在程序烧写界面选择对应的算法,点击【选项】按钮,进入选项界面,选项界面主要用于配置已经处于读/写保护状态的芯片的解锁密码.
烧写时,该密码不会烧写到Flash,而是用于解锁已经处于读/写保护状态的芯片.
如果芯片的Flash没有处于读/写保护状态,则解锁密码可以忽略.
图4.
6选项界面点击【配置】按钮,进入配置界面,配置界面主要配置芯片Flash中的用户配置块数据(UCB0、UCB1、UCB2的内容),内容主要是芯片Flash的读写保护措施和密码.
烧写时,配置界面的数据会烧写到对应的特定Flash区域.
关于各个配置项的具体含义,请参考芯片广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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11XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
00数据手册,本文不再赘述.
图4.
7配置界面缺省情况下,烧写软件不会将配置界面的数据烧写入Flash.
如果希望在烧写文件时,同时自动烧写这部分配置数据,请勾选【编程配置】.
图4.
8选项配置界面配置完成后,就可以开始进行烧写了.
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12XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
004.
3烧写配置AK100Pro-4P与芯片参数设置完毕之后,需要对烧写文件进行设置.
点击下图所示左边导向栏,进入基本配置下的烧写配置.
在【选择烧写算法】选择相应的算法,点击【选择烧写文件】旁的按钮,将烧写文件加载进来.
图4.
9添加烧写文件若用户有需要,还可以对烧写文件进行地址配置和对缓冲区数据修改.
图4.
10配置段缓冲区4.
4进行烧写所有配置完成后,即可点击操作栏上的【烧写】按钮启动烧写.
图4.
11启动烧写广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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13XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
005.
高级烧写KFlashPro提供数种高级烧写功能,可灵活满足您的可种烧写需要.
这些功能列表如下.
多Flash编程:可添加多个Flash烧写算法一键烧写多个烧写片内/片外Flash开放编程算法接口,允许自定义烧写算法一键多烧:可添加任意数量烧写文件支持Hex/Bin/Out/Coff/ELF/AXF等多种文件格式可添加任意数量文件并指定烧写到任意地址灵活的ID号烧写功能允许指定任意地址、初始值、自增方式,为产品增加唯一序列号全自动量产烧写完全自定义软件界面隐藏界面上任意按钮、工具栏,界面定义自由化降低生产人员使用难度,避免误操作,提高效率加密工程、安全隔离固件使用服务器统一管理和分发固件统一管理,减少沟通和维护成本创新云烧录系统:保障固件安全自动统计烧录次数;预先设定烧写量,有效控制烧写产量全自动上下电检测,无需软件操作广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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14XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
00本小节主要介绍用户最关心的批量烧写功能,这也是KFlashPro+AK100Pro-4P区别区普通烧写器最大的特点之一.
其它高级功能的详细使用请见KFlashPro的使用手册.
5.
1量产烧写配置点击如下图所示的的【高级配置】下的量产配置,进入量产配置界面.
图5.
1量产配置界面批量控制各项配置含义如下:使能量产控制:选中表示下面的配置信息有效;自动上下电检测:默认选中,检测到目标板上电时进行操作;不选中,可以使用AK100Pro-4P上的按钮来控制目标板的上电;批量控制操作:提供烧写、校验、擦除、查空、读取、烧写校验、擦除查空、整片擦除以及组合操作,组合操作可以在左边的导向栏中设置,点击【组合操作】,可以将"烧写、校验、擦除、查空、读取"任意组合使用;量产次数:4个通道总共的烧写次数;稳定上电时间:表示等待上电稳定的时间,用户根据目标板的情况填写;复位批量控制:清除"执行成功次数"、"执行失败次数"和"成功率"的值.
多机模式各项配置含义如下:使能多机模式:是否开启多机模式;使能通道:选择连接的通道;主通道:默认选择通道1;多机同步处理:选中表示所有通道同时进行烧写默认只使用1路通道,我们可配置量产次数为100,使能通道1、2、3、4,同时打开4路进行烧写.
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15XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
00图5.
24路同时烧写配置界面以上设置完成后,点击操作栏的【自动量产】按钮即可.
此时,软件会自动提示进行上下电,操作人员只需要根据提示更换目标板,不需要操作软件,减少了操作步骤,提升量产效率.
图5.
3多机自动量产烧写界面如果1拖4量产烧写的速度仍无法满足您的需求,可以将最多4台AK100级联在一起,构成1拖16烧写器.
5.
1加密与解密5.
1.
1加密是否能支持加密,取决芯片本身,而不是烧写器.
XMC4xxx系列芯片本身支持加密功能,一旦加密,则片内Flash内容将无法读取出来,有效保证固件安全.
使用AK100Pro-4P,允许在烧写完成时对Flash内容进行加密.
XMC4xxx采用密码的方式加密芯片,芯片有三个特殊的用户配置Falsh扇区UCB0、UCB1、UCB2,用于保存用户配置及加密信息.
UCB0和UCB1需要设置加密密码,UCB2为OTP属性,不用设置密码,但编程保护措施后不能再解除保护,请慎重选择.
XMC4xxx具体加密步骤如下:1.
UCB0配置广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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16XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
00A)配置UCB0选项卡中的加密密码PW0、PW1;B)配置UCB0选项卡中芯片的Read/GlobalWrite加密保护;C)配置UCB0选项卡中的不同地址区域的Write保护;图5.
4UCB0加密配置2.
UCB1配置A)配置UCB1选项卡中的加密密码PW0、PW1;B)配置UCB1选项卡中的不同地址区域的Write保护;图5.
5UCB1加密配置广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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17XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
003.
UCB2配置A)配置【ProgramOTPUCB2】下的选项框,只有勾选了Yes之后,UCB2配置信息才会写入芯片;B)配置UCB2选项卡中的不同地址区域的Write保护;图5.
6UCB2加密配置4.
写入加密信息当配置好步骤1、2、3的信息之后,点击【写入】按钮把配置信息写入芯片,对芯片进行加密.
如果之前芯片已经加密了,请先在【选项】界面输入解密的密码,再进行写入操作.
图5.
7写入加密广州致远电子股份有限公司产品应用笔记2013GuangzhouZHIYUANElectronicsStockCo.
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18XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
00图5.
8UCB0与UCB1解密密码5.
1.
2解密不同芯片解密方式及效果不同.
对于XMC4xxx而言,解密时只需把UCB0和UCB1擦除即可.
Flash的其他内容不会被擦除,具体的操作步骤如下:1.
在选项界面输入UCB0和UCB1的解密密码,如图5.
8所示;2.
在配置界面点击擦除,擦除UCB0和UCB1;图5.
9UCB0加密配置注意:当芯片处于读保护的时候,芯片DEBUG接口会锁定.
用JTAG和SWD不能解密芯片,这时可以用UART的编程方式去解锁芯片.
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19XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
006.
技术支持AK100Pro-4P支持Infineon的XMC1xxx和XMC4xxx烧写,如果你在使用过程中遇到相关问题,请联系我们.
后续我们还将支持更多新内核和新器件,保证您所用的编程器可用于烧写其它芯片.
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20XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
007.
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21XMC4xxxUART在线编程参考指南Date:2014/08/14Rev1.
00修订历史版本日期人员原因V1.
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