Модернизация STM32VL DISCOVERY STlink в STM32F103 DISCOVERY Stlink/V2

    Одной из первых отладочных плат от STMicroelectronics была выпущена плата STM32VLDISCOVERY с процессором STM32F100RB и программатором  STlink. Недостатком данного программатора является отсутствие процесса трассировки. И кроме того в качестве отлаживаемого  применен не очень быстрый процессор, работающей на предельной тактовой частоте 24 Мгц.

    Данную плату довольно легко можно модернизировать. Процессор, стоящий на плате без каких либо изменений можно заменить на например STM32F103RB или другой подобный из 103 серии в корпусе QFTP64. Данная замена оправдана тем, что данная линейка процессоров полностью поддерживается в отладчике Keil. Кроме того существует огромное количество примеров для работы с этим типом процессоров.

    Для переделки STlink в STlink/V2 необходимо сделать следующее:

1. Необходимо заменить прошивку микросхемы STM32F103C8 на которой  собран программатор. Для этого можно воспользоваться Flash loader demonstrator которая позволяет с помощью штатного загрузчика изменить прошивку в самом программаторе. Для этого нам необходимо подключиться к выводам USART1_TX она же PA9 (30 вывод) и USART1_RX она же PA10 (31 вывод) - по ним будет осуществляться программирование процессора. А также к выводам BOOT0 (44 вывод) для перехода в режим встроенного загрузчика в системной памяти процессора и RST (7 вывод). Выводы 31 и 30 лучше всего подсоединить к пустым выводам (NC) на плате соответственно слева и справа (2-е выводы сверху). Процедура прогаммирования описывалась тут и тут. Вывод BOOT1(PB2) остается подключенным к земле. Прошивку для заливки в процессор программатора можно скачать тут. А саму программу Flash loader demonstrator тут.

2. После этого необходимо на процессоре программатора соединить PB12 (вывод 25)  и PB14 (вывод 27).

3. Соединить вывод PB3 он же JTDO (вывод 55 отлаживаемого процессора STM32F103RB) и PA10 он же TSWO (вывод 31 процессора программатора).

    В результате данной модернизации в среде Keil данный программатор определяется как STlink/V2.

CMSIS ::Device:Startup

In actual file names, <device> is the name of the microcontroller device.

startup_<device>.s   file with reset handler and exception vectors

system_<device>.c   configuration file for basic device setup (clock and memory BUS)

<device>.h                include file for user code access to the microcontroller device.

The <device>.h header file is included in C source files and defines:

 Peripheral Access with standardized register layout.
 Access to Interrupts and Exceptions and the Nested Interrupt Vector Controller (NVIC).
 Intrinsic Functions to generate special instructions, for example to activate sleep mode.
 Systick Timer (SYSTICK) functions to configure and start a periodic timer interrupt.
 Debug Access for printf-style I/O and ITM communication via on-chip CoreSight.

mdk5-getting-started

STM32DBG.INI: STM32 Debugger Initialization File

Chek Load application at startup and select Initialization File

File  STM32DBG.INI  for the STLinkV2

/******************************************************************************/
/* STM32DBG.INI: STM32 Debugger Initialization File                           */
/******************************************************************************/
// <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>                           //
/******************************************************************************/
/* This file is part of the uVision/ARM development tools.                    */
/* Copyright (c) 2005-2007 Keil Software. All rights reserved.                */
/* This software may only be used under the terms of a valid, current,        */
/* end user licence from KEIL for a compatible version of KEIL software       */
/* development tools. Nothing else gives you the right to use this software.  */
/******************************************************************************/
FUNC void DebugSetup (void) {
// <h> Debug MCU Configuration
//   <o1.0>    DBG_SLEEP     <i> Debug Sleep Mode
//   <o1.1>    DBG_STOP      <i> Debug Stop Mode
//   <o1.2>    DBG_STANDBY   <i> Debug Standby Mode
//   <o1.5>    TRACE_IOEN    <i> Trace I/O Enable
//   <o1.6..7> TRACE_MODE    <i> Trace Mode
//             <0=> Asynchronous
//             <1=> Synchronous: TRACEDATA Size 1
//             <2=> Synchronous: TRACEDATA Size 2
//             <3=> Synchronous: TRACEDATA Size 4
//   <o1.8>    DBG_IWDG_STOP <i> Independant Watchdog Stopped when Core is halted
//   <o1.9>    DBG_WWDG_STOP <i> Window Watchdog Stopped when Core is halted
//   <o1.10>   DBG_TIM1_STOP <i> Timer 1 Stopped when Core is halted
//   <o1.11>   DBG_TIM2_STOP <i> Timer 2 Stopped when Core is halted
//   <o1.12>   DBG_TIM3_STOP <i> Timer 3 Stopped when Core is halted
//   <o1.13>   DBG_TIM4_STOP <i> Timer 4 Stopped when Core is halted
//   <o1.14>   DBG_CAN_STOP  <i> CAN Stopped when Core is halted
// </h>
  _WDWORD(0xE0042004, 0x00000027);  // DBGMCU_CR
}
DebugSetup();                       // Debugger Setup

File  conf_STM32F10_SWO.ini   for ULINK2

/*-------------------------------------------------------------------
** Define the function to enable the trace port
**-----------------------------------------------------------------*/
FUNC void EnableTPIU(void) {

  _WDWORD(0xE0042004, 0x00000020);    // Set asynchronuous communication via DBGMCU_CR
}

/*-------------------------------------------------------------------
** Invoke the function at debugger startup
**-----------------------------------------------------------------*/
EnableTPIU();

Debug (printf) Viewer

Используя технологию ITM (Instrumentation Trace Macrocell) можно организовать вывод функции printf используя небольшой код, вводимый в

программу пользователя. Для этого в начало файла с функцией main необходимо добавить строку:

#define ITM_Port8(n) (*((volatile unsigned char *)(0xE0000000+4*n))) 

после этого становится возможным вывод переменных с помощью функции printf переменных: 

ITM_Port8(0) = value + 0x30; /* displays value in ASCII */ 

while (ITM_Port8(0) == 0); 

ITM_Port8(0) = 0x0D; 

while (ITM_Port8(0) == 0); 

ITM_Port8(0) = 0x0A;

В настройках отладчика на вкладке Debug-Trace необходимо установить "птичку" для порта ITM0, снять "птичку" с пунктов On Data R/W Sample, EXCTRC и PC Sample. (для снятия излишней нагрузки на SWO port).
После этого в отладчике выбрав на вкладке View/Serial Windows Debug (printf) Viewer после запуска программы в отладчике мы увидим в окне результат работы функции printf.

Unique ID for STM32

Прочитать Unique ID очень легко, нужно лишь считать 3 32-битных значения, начиная с адреса 0x1FFFF7E8 (или 0x1FFF7A10 в случае STM32F4)..

static unsigned long *Unique_ID = (uint32_t *)0x1FFFF7E8;
unsigned long Unique_ID_0, Unique_ID_1, Unique_ID_2;
Unique_ID_0 = Unique_ID[0];
Unique_ID_1 = Unique_ID[1];
Unique_ID_2 = Unique_ID[2];

Выравнивание полей в структурах

По умолчанию для ARM все поля в структурах компилятор C выравнивает на границу 4 байта - это позволяет оптимизировать код, который поддерживает обращение к полям структуры. Если об этом забыть и не учитывать в программе (например, при работе со всеми полями структуры как одним блоком данных), то могут возникать неожиданные ошибки.

Выравнивание - это просто обеспечение кратности адресов определенному числу. Например, "выравнивание полей структуры на 4 байта" означает, что физический адрес каждого поля структуры делится нацело на 4.

По умолчанию в IAR для всех объектов памяти размером от 4 байт и более выравнивание включено. Это очень важно для буферов, работающих с прямым доступом к памяти (PDC) периферии ARM. Начальный адрес буфера памяти, работающий с PDC, должен быть обязательно выровнен на 4. Для работы со структурами протокола USB выравнивание должно быть наоборот выключено. Будьте внимательны, неправильно выбранное выравнивание может быть причиной неприятных ошибок!

В разных версиях IAR Embedded Workbench синтаксис для управления выравниванием может быть устроен по разному. В этой статье рассматриваются два варианта синтаксиса: для IAR версии 4.41A и для IAR версии 5.50.

[IAR 4.41A]

Для управления выравниванием используется специальная директива управления компилятором #pragma pack. По умолчанию, если #pragma pack не указано, то включено выравнивание на границу 32-битного слова (4 байта). Могут быть следующие варианты использования pack:

#pragma pack()  //восстанавливает состояние по умолчанию (выравнивание на 32 бита)
#pragma pack(n) //выравнивание на 1, 2, 4, 8 или 16 байт (указывается вместо n)
#pragma pack({push|pop}[,name] [,n])

[IAR 5.50]

Устранить поведение по умолчанию и убрать выравнивание позволяет ключевое слово __packed при объявлении структуры или директивы #pragma pack и #pragma data_alignment для модуля. В этом случае "пустоты", связанные с выравниванием, в структуре исчезают (экономится память, и не надо помнить о выравнивании), но несколько увеличивается код обработки структур. Пример использования __packed:

typedef __packed struct _Params
{
    u32 paramseed;
    u32 versionARM;
    u32 versionDSP;
    u8  backlight;
    u8  contrast;
    u8 minContrast;
    u8 maxContrast;
    char ProducerName[15];
    char ProducerURL[15];
    char ProducerEmail[15];
    u32 usbProdID;
    u32 usbVendorID;
    u16 CRC;
} TParams;

Будьте внимательными с размещением буферов в упакованной (__packed) структуре, если эти буфера работают с прямым доступом к памяти, лучше этого избегайте (определяйте буфер отдельно от упакованной структуры). Если все-таки решили поместить буфер в структуру с атрибутом __packed, то размещайте буфер в начале структуры, что гарантирует выравнивание его адреса на 4. Тогда прямой доступ к памяти будет всегда работать корректно.