S12系列MCU通用編程系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

摘要 在分析了S12系列MCU編程調(diào)試器MC68HC908JB8的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于MC9S08JM60的新型編程調(diào)試器；著重闡述了在提高編程系統(tǒng)通信速度上，JM60相對(duì)于JB8所做的改進(jìn)，并給出了整個(gè)編程系統(tǒng)在通用性上的設(shè)計(jì)方案。本編程系統(tǒng)可以適應(yīng)當(dāng)前S12系列全部 MCU，加快了對(duì)S12系列MCU的開(kāi)發(fā)速度，為S12系列MCU的應(yīng)用開(kāi)發(fā)帶來(lái)了極大的方便。
關(guān)鍵詞 S12 編程調(diào)試器 JM60 SYNC

引 言
目前市場(chǎng)上影響力較大的針對(duì)S12的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CodeWarrior HCS12，功能完善、性能穩(wěn)定，但是價(jià)格昂貴，不利于嵌入式領(lǐng)域的教學(xué)和開(kāi)發(fā)。在國(guó)內(nèi)由清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的S12BDM調(diào)試頭，目前可支持的目標(biāo)CPU外部晶振頻率不高于19 MHz，它的軟件部分由飛思卡爾半導(dǎo)體公司提供。蘇州大學(xué)2005年研制了針對(duì)S12系列MCU的編程調(diào)試器，采用MC68HC908JB8(以下簡(jiǎn)稱 JB8)作為編程調(diào)試器芯片；但是隨著芯片制造技術(shù)的更新，S12系列MCU的品種越來(lái)越多，性能越來(lái)越好，典型的S12系列MCU總線頻率為25 MHz，而JB8的總線頻率只有3 MHz，可適用目標(biāo)芯片的型號(hào)有限，且JB8只有256字節(jié)的RAM空間，可用于接收數(shù)據(jù)的緩存太小，影響通信速度。因此更加迫切地需要一款功能更加強(qiáng)大并且具有通用性的編程調(diào)試器來(lái)滿足S12系列MCU的需求。
本文在分析了S12系列MCU編程調(diào)試器MC68HC908JB8的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于MC9S08JM60(以下簡(jiǎn)稱JM60)的新型編程調(diào)式器，主要解決JB8在通信速率上存在的不足和在通用性方面存在的問(wèn)題。

1 總體概述
本文所說(shuō)的編程系統(tǒng)包括編程調(diào)試器和PC方的通信，以及編程調(diào)試器和目標(biāo)芯片的通信。圖1是編程系統(tǒng)的基本架構(gòu)。在編程系統(tǒng)中，JM60通過(guò)USB2．O和PC方進(jìn)行交互，接收來(lái)自PC方的命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作，然后通過(guò)BDM接口將命令和數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)芯片，完成對(duì)目標(biāo)芯片的操作。

BDM是飛思卡爾半導(dǎo)體公司推出的一種單線調(diào)試方式。圖2是BDM接口引腳圖，所有命令和參數(shù)均通過(guò)BKGD專用引腳進(jìn)行傳輸，不占用其他任何資源；而且 BDM子模塊獨(dú)立于CPU，有獨(dú)立的狀態(tài)機(jī)來(lái)處理單線接口。與通常的開(kāi)發(fā)手段相比，BDM子模塊能利用CPU的空閑周期與CPU打交道，不需要停止處理器即可訪問(wèn)存儲(chǔ)器資源。

本編程系統(tǒng)中，作為編程調(diào)試器芯片的JM60所擁有的USB2．O全速設(shè)備較之串口和USBl．1，它和PC方通信速率非常快。JM60可達(dá)24 MHz的總線頻率以及充足的RAM空間使得通信流程可以得到進(jìn)一步改進(jìn)；同時(shí)，JM60的高總線頻率也解決了以往采用JB8作為編程調(diào)試器芯片但由于 JB8自身總線頻率低而限制目標(biāo)芯片通信頻率的瓶頸，使得編程系統(tǒng)的通用性得到提高。

2 通信系統(tǒng)的改進(jìn)
2．1 通信流程的改進(jìn)
編程系統(tǒng)的通信由PC機(jī)、編程調(diào)試器和目標(biāo)芯片的交互來(lái)完成，因而編程系統(tǒng)通信流程的高效與否直接影響著整個(gè)編程系統(tǒng)的通信速率。編程系統(tǒng)的通信過(guò)程如下：