第十章 DMA-ARM USB 模擬器

第十章DMA-ARM USB模擬器 DMATEK CO.,LTD 深圳市長高科技有限公司

在這章節將詳述DMA-ARM USB模擬器在DMA-2440XP教學平台與DMA-6410XP教學平台上如何安裝與使用相關的軟體程式，以完成程式撰寫與除錯的功能。 • 本章的主要內容有： • －說明USB模擬器的功能 • －程式的下載與除錯 • － RVDS的使用

10-1 DMA-ARM USB模擬器簡介： • DMA-ARM USB模擬器是一款功能強大的模擬器，它採用的不是像一般模擬器的並列埠介面，而是當前非常流行的USB介面，目前PC主機和Notebook的Mainboard並列埠日漸稀少，所以需要用到模擬器的話USB介面適用範圍更加廣泛。它支援所有ARM JTAG支援的處理器，同時還支援Intel-XScale / ARM11系列處理器。 • 以下是DMA-ARM USB模擬器的產品如下圖10-1所示：

圖10-1DMA-ARM USB模擬器產品示意圖

DMA-ARM USB模擬器及其驅動程式，具有如下功能以及特點： • 支援ARM7/ARM9/XScale/ARM11系列CPU • 支援USB 2.0/USB 1.1，自動識別 • 核心部分使用CPLD設計 • 使用USB 介面供電 • JTAG介面電壓由目標板決定，可以支援多種電壓的CPU

10-1.1 DMA-ARM USB硬體介面 • 1) USB • 支援 USB 2.0/USB1.1。 • Note: 使用USB 2.0介面時速度遠高於使用USB 1.1介面，建議使用USB 2.0介面。 • 2) LED • ARM USB在JTAG介面邊有2個LED，一個紅色，一個綠色。 • 紅色LED：電源指示。在USB介面連接USB線，ARM USB電源正常後，紅色LED亮；如果連接USB線後，紅色LED仍然保持暗，說明硬體有問題。 • 綠色LED：資料傳送指示。在JTAG介面有資料傳送時，綠色LED亮。

圖10-2為接腳信號排列示意圖 • 3) JTAG • ARM USB支援20針接腳的JTAG介面，接腳信號排列如下圖10-2所示：

信號說明如下： • 1) TDI、TDO、TMS、TCK： JTAG 介面信號 • 2) TRST：平時為高阻態，為低時用於重置晶片內的TAP，如果您的平台不能支援此信號，請透過軟體禁止此信號。軟體禁止後，此信號一直為高阻態。 • 3) SRST：平時為高阻態，為低時用於重置平台，如果您的平台不能支援此信號，請透過軟體禁止此信號。軟體禁止後，此信號一直為高阻態。 • 4) Vref：JTAG介面參考電壓。TDI，TDO，TMS，TCK的電壓由此信號決定，如，Vref為3.3V，則TDI，TMS，TCK輸出高電位水平訊號時，為3.3V（實際信號略低）；如，Vref為5V則TDI、TMS、TCK輸出高電位水平訊號時，為5V（實際信號略低）。 • 5) Vsup：ARM USB 透過此接腳檢測目標板的供電情況。

圖10-3為ARM USB上的JTAG介面重置電路示意圖 • 10-1.2 DMA-ARM USB JTAG介面Reset電路

上圖10-3所示，為ARM USB上的JTAG介面重置電路。oTRST/oSRST 為ARM USB上CPLD輸出的重置信號，高電位水平訊號有效。一般情況下，oTRST/oSRST為低電位水平訊號，三極體Q1/Q2均截止，不影響目標板的重置。 • 透過ARM USB重置目標板時，oTRST/oSRST輸出高電位水平訊號，高電位水平訊號持續時間為10mS，Q1/Q2飽和導通，nTRST/nSRST為低電位水平訊號，可用於重置目標板。 • 如果在Banyan Daemon中沒有Enable TRST，oTRST將一直輸出低電位水平訊號，Q2保持截止狀態，不會影響目標板的重置；如果在Banyan Daemon中沒有Enable SRST，oSRST將一直輸出低電位水平訊號，Q1保持截止狀態，不會影響目標板的重置。

如果設置TRST/SRST為Enable，一般ARM USB在以下情況重置目標板： 1) 自動檢測目標CPU核心類型 2)自動檢測目標CPU核心類型結束 3) Banyan DLL被載入執行 4)使用Banyan Daemon上的重置功能

10-2DMA-ARM USB功能特點及設定： • USB Banyan Daemon（以下簡稱為DaemonU）為ARM USB的驅動程式，具有如下功能： • 支援ARM7/ARM9/XScale/ARM11系列CPU • 支援多核心處理器 • 支援CPU核心類型自動檢測 • 支援硬體中斷點和無限個軟體中斷點 • 支援同時除錯多核心處理器中的多個核心 • 支援ARM/Thumb模式 • 支援Little /Big Endian模式

支援MMU Enable 模式下除錯 • 支援Cache Enable 模式下除錯 • 支援DCC • 支援Exception Catch • 支援Semihosting • 支援SDT 2.51，ADS 1.2，RVDS，Multi2000，CodeWarrior，IAR， GDB/Insight原始程式碼級除錯 • 使用RDI介面，無需網路卡的支援

圖10-4 Banyan軟體安裝畫面示意圖 • 10-2.1 DMA-ARM USB軟體安裝 • 打開光碟，找到Banyan-US-XXX.exe，XXX為USB模擬器的軟體DaemonU版本號，當前最新的為2.1.01。(在6410 以下平台使用RVDS V2.2必須搭配安裝Banyan_us V2.0.02，在6410XP上使用RVDS 3.0 必須搭配安裝Banyan_us V2.1.01) • 點兩下此程式，出現如下圖10-4，輸入產品序號後，點選“OK”。

圖10-5選擇所要語系示意圖 • 選擇安裝過程語言，選擇後，如下圖10-5，點選“Next”。

圖10-6 開始安裝的畫面 • 安裝精靈會顯示相關資訊，如下圖10-6，然後點選“Next”。

圖10-7 所要安裝的路徑位置示意圖 • 選擇安裝路徑，在這邊使用預設路徑，如下圖10-7，點選“Next”。

圖10-8 所要安裝的資料夾名稱示意圖 • 接下來，輸入安裝資料夾名稱，使用預設名稱，如下圖10-8，點選“Next”。

圖10-9 安裝配置示意圖 • 在安裝之前，會顯示之前所配置的結果，如下圖10-9，如果需要更改，請點選“Back”，如果不需要更改，點選“Next”。

圖10-10 安裝完成畫面示意圖 • 安裝完成後，如下圖10-10，點選“Finish”然後重新啟動PC主機。

圖10-11為Daemon硬體設置示意圖 • 10-2.2 DMA-ARM USB硬體設置 • 在Daemon的圖示上點選滑鼠右鍵，彈出功能表，選擇“Hardware Setting…”，彈出對話方塊，如下圖10-11所示，為Daemon硬體設置。

TCK 速率設置為MCLK時，可以獲得最好性能；一些處理器無法支援比較高的TCK，例如LPC2xxx系列處理器，需要降低TCK速率。(註：在6410教學平台時候，設置為1/8 MCLK) • 請檢查教學平台的重置電路，如果教學平台不能支援Banyan的SRST信號，請禁止System Reset；如果教學平台不能支援Banyan的TRST信號，請禁止TAP Reset。 • 如果禁止Enable Power Detect，模擬器不檢查目標板是否供電，一直顯示”PowerON”。 • 如果禁止Enable Reset Detect，模擬器不檢查目標板是否被重置。 • Reset Delay：模擬器在重置目標板後，延時一段時間才開始讓目標處理器進入除錯狀態，延時的時間由Reset Delay設置決定。

圖10-12 Targer Setting的功能畫面示意圖 • 10-2.3 DMA-ARM USB除錯相關設置 • 在Daemon的圖示上點選滑鼠右鍵，彈出功能表，選擇“Target Setting”，彈出對話方塊，如下圖10-12所示，為Target Setting的功能畫面：

預設情況下，Target CPU core設置為Auto Detect，由軟體自動檢測。如果需要，也可以使用手動設置目標板上的CPU類型，在下拉清單中選擇目標板CPU即可。 • 如果”Configuration File”被enable，Daemon.exe被執行後，不檢測目標板上的處理器類型，而是載入指定的配置檔。 • 根據平台硬體設置，還應選擇Little-Endian或者Big-Endian。預設為Little-Endian。 • Report Data Abort：在Enable時，如訪問目標板記憶體出現Data abort，通知除錯器；在Disable時，不報告Data Abort。 • Report Data Abort和 Enable Clean D-Cache等，主要針對一些特別的處理器，通常情況下，保持預設設置，不要修改。

10-2.4下載程式到Flash中除錯 • 一些ARM晶片內置Flash和RAM，內置的Flash大小遠大於RAM，例如Philips的LPC2xxx系列。對於這類晶片，往往因為程式大於RAM的大小，無法在RAM中除錯執行，要把程式燒寫到Flash中。 • ARM USB支援下載程式到Flash中執行。根據設置讀者的設置，在除錯器（如AXD）下載程式到Flash時，ARM USB會把程式燒寫到Flash中。設置方法如下： • 在Daemon的圖示上點選滑鼠右鍵，彈出功能表，選擇“Flash Setting”，彈出對話方塊，如下圖10-13所示，為Flash Setup示意圖：

圖10-13 Flash Setup示意圖

首先使能“Erase Flash On Need”，然後選擇目標板處理器類型，最後輸入其他參數： • 1) Vendor：選擇目標板處理器廠商 • 2) Device：選擇目標板處理器具體型號 • 3) RAM Base Address：燒寫Flash的過程中需要使用一些RAM，Ram Base Address指定可使用RAM的起始位址，通常情況下，使用預設值即可 • 4) Flash Base Address：指定Flash的起始位址，通常情況下，使用預設值即可 • 5) XTAL Freq(KHz) ：如果是LPC2xxx，還需要指定處理器核心頻率

注意事項： • 1) 目前支援Philips的LPC2xxx系列，ST的STR7X系列，Atmel的AT91SAM7系列內置Flash的燒寫。 • 2)通常情況下, RAM Base Address和 Flash Base Address 使用預設值即可，不需要修改。 • 3) LPC2xxx的XTAL Freq(KHz) 需要根據硬體和初始化設置決定。初始化檔還需要關閉WatchDog，重新設置Remap。一個LPC2294參考初始化序列如下： comment disable watchdog setmem 0xE0000000 0 32 comment PLLCON setmem 0xE01FC080 1 32

comment PLLCFG setmem 0xE01FC084 0x23 32 comment Feed setmem 0xE01FC08C 0xaa 32 setmem 0xE01FC08C 0x55 32 comment delay mem 0 +1 32 mem 4 +1 32 comment PLLCON setmem 0xE01FC080 3 32 comment Feed setmem 0xE01FC08C 0xaa 32 setmem 0xE01FC08C 0x55 32

comment remap setmem 0xE01FC040 1 32 • 可把上述初始化命令儲存到檔案，如LPC.ini，在AXD的命令行視窗中輸入 ob LPC.ini即執行上述命令序列 • ARM的硬體決定了，Flash中程式的中斷點，也就是硬體中斷點不能同時超過2個。AXD中的Vector Catch 和 Semihosting 會佔用硬體中斷點，根據需要，可清除這些中斷點。清除方法：在AXD的Options功能表中，選擇Configure processor… 在如下對話方塊中清除Vector Catch和 Semihosting，如下圖10-14所示：

圖10-14清除Vector Catch和 Semihosting示意圖

特別說明： • 1) 如果提示燒寫Flash失敗，請清除Vector Catch和 Semihosting • 2) 在提示無法設置中斷點時，請清除Vector Catch和 Semihosting • 10-3 USB Banyan與PC連線： • 安裝好 Banyan Daemon，並連接USB Banyan 和PC主機，Windows提示找到新硬體，安裝驅動程式方法如下，首先，選擇驅動程式存放的位置，這邊使用自動安裝，點選“Next”，如下圖10-15：

圖10-15 Banyan USB自動搜尋硬體畫面示意圖

圖10-16Banyan USB硬體安裝畫面示意圖 • 安裝過程會出現Windows提示，點選“Continue Anyway”，如下圖10-16：

圖10-17安裝完成畫面示意圖 • 安裝完成後，點選“Finish”完成安裝，如下圖10-17。

圖10-18為Banyan USB ICE自動偵測硬體示意圖 • 執行DaemonU.exe。首次執行DaemonU.exe會提示找到新硬體Banyan USB ICE，按照預設方式安裝驅動程式即可，首先，選擇驅動程式存放的位置，這邊使用自動安裝，點選“Next”，如下圖10-18所示：

圖10-19 Banyan USB ICE硬體安裝畫面示意圖 • 安裝過程會出現Windows提示，點選“Continue Anyway”，如下圖10-19，於安裝完成後，點選“Finish”完成安裝：以上過程僅在首次使用時出現。

10-4 在DMA-2440XP上使用步驟： • 一般按照下面步驟即可正常使用： • 1) 首先連接好硬體，再打開目標板電源； • 2)安裝好 Banyan Daemon，並連接USB Banyan 和PC主機，首次試用，Windows提示找到新硬體，按照預設方式安裝驅動程式即可。 • 3)執行DaemonU.exe。（首次執行DaemonU.exe會提示找到新硬體，按照預設方式安裝驅動程式即可。） • 4)連接好硬體後送上電源，如下圖10-20所示：

圖10-20 ARM USB與2440XP平台連線方式

圖10-21為自動搜索硬體示意圖 • 5) DaemonU.exe執行後會自動搜索硬體，並在系統區顯示一小下圖10-21所示：

圖10-22 AXD設置Choose Target選擇Banyan.ll的檔案 • 6) 設置AXD • 執行AXD，選擇 Options -> “Configure Target …”，彈出對話方塊後點選“Add”，如下圖10-22所示，設置Choose Target選擇Banyan.ll的檔案： Banyan.DLL 位於安裝目錄下，預設為C:\Banyan

圖10-23 未找到Banyan 硬體裝置示意圖 • 10-4.1 使用說明 • Daemon執行後先尋找USB Banyan，如果未找到，如下圖10-23所示：

圖10-24 未偵測到目標板CPU示意圖 • 找到USB Banyan後，繼續搜索目標板CPU類型，如果未發現目標板CPU，會彈出一個視窗，如下圖10-24所示：

請檢查硬體連接是否良好。 • 搜索完硬體後，Daemon最小化為一個圖示，當此圖示變為紅綠燈閃爍時，表示Daemon正在訪問硬體，請勿在此時關閉硬體電源。 • 使用滑鼠左鍵點兩下Daemon最小化圖示可以關閉/打開主視窗，如下圖10-25所示：

圖10-25開啟主視窗的畫面

中間顯示的是檢測到的目標板CPU 核心類型，CPU的核心類型請參看具體CPU的手冊（S3C2440和S3C2410同是ARM920T的核心，所以上面顯示為2410）。 • 如果字體的顏色為紅色，表示已經有一Banyan.DLL在執行；否則字體顏色為藍色。 • 下方狀態欄提示USB介面類型以及目標板電源。顯示“USB 2.0” 表示現在使用的USB 2.0 High Speed模式； “USB 1.1” 表示現在使用的時 USB 1.1。如果顯示“Power ON”表示檢測到目標板已經供電；顯示“Power Off”則表示目標板未供電。 • 如果狀態欄提示Reseted，表示硬體曾經被重置，或者當前處於重置模式。點選功能表”Reset Target”，如果不再顯示Reseted，那麼不影響使用；如果還是顯示Reseted，說明硬體存在問題，請仔細檢查。 • [注意]：如果打開了目標板電源，而且顯示“Power Off”，請關閉目標板電源，並檢查排線連接是否正確，檢查目標板JTAG介面的Pin1, Pin2是否向模擬器提供參考電源。

圖10-26功能表選擇示意圖 • 使用滑鼠右鍵點選Daemon最小化圖示回彈出一功能表，如下圖10-26所示：

如果某功能表項為灰色，表明該版本Daemon不需要此功能。如果某功能表項為灰色，表明該版本Daemon不需要此功能。 • 1) Auto-Detect 搜索硬體，在Daemon啟動時會自動執行，一般不需要手動執行。 • 2) Reset Target 重置硬體，請檢查您的硬體支援此功能，並且允許硬體重置功能（參見後面說明），一般不需要手動執行。 • 3) Disconnect：中止DLL連接，一般不需要手動執行。 • 4) Show Main Window：打開/關閉主視窗。 • 5) Hardware Setting：硬體設置，參見“硬體設置”部分。 • 6) Debug Setting：參見“除錯相關設置”部分。 • 7) Register：參見“註冊”部分。 • 8) Register Info：參見“註冊”部分。

10-5 DMA-ARM USB 模擬器在DMA-6410XP上的使用： • 在DMA-6410XP教學平台上使用DAM-ARM USB，我們必需先安裝所需的軟體套件，在以下章節將一一詳細說明。 • 10-5.1 安裝RVDS3.0 • 打開RVDS 3.0 SP1[1]安裝檔，然後找到setup.exe安裝檔案，點選打開，進入安裝介面如下圖10-27，點選“下一步”。 • [1]「 RVDS 為 ARM 公司的版權私有軟體，請使用者自行向 ARM 公司或代理商洽購 RVDS 使用授權。」

第 十 章 DMA-ARM USB 模擬器