Отладочный порт

Отладочный порт — это диагностический интерфейс (похожий на компьютерный порт ), включенный в электронную систему или интегральную схему для облегчения проектирования , изготовления , разработки , начальной загрузки , настройки , отладки и послепродажного внутрисистемного программирования . В общих чертах, отладочный порт не является необходимым для конечного использования и часто скрыт или отключен в готовых продуктах.

При создании в системе высокой доступности или критической безопасности отладочный порт может продолжать работать как системный монитор для проверки целостности в готовом продукте. В недорогой или крупносерийной электронике отладочные порты иногда остаются включенными, чтобы избежать затрат на изменения конструкции, и могут использоваться моддерами и хакерами для получения контроля над устройством или доступа к дополнительным функциям.

Порты отладки оборудования

УАПП
Повсеместные порты JTAG на микросхемах
Порт отладки с малым количеством выводов на оригинальной Xbox , используемый моддерами
Отладка последовательного интерфейса (SWD), повсеместно распространенная на микроконтроллерах Arm Cortex-M
Интерфейс фонового режима отладки (BDM)
Интерфейс программирования и отладки
Отладка Nexus

Отладочные порты на микропроцессорах

Микропроцессоры — это исключительно сложные устройства, которые обычно содержат более миллиарда транзисторов внутри, а иногда и более одного триллиона. ^[1]

Отладочные порты на микроконтроллерах

Микроконтроллеры, как правило, меньше обычных ЦП, но теперь они настолько развились в систему на кристалле (SoC), что микроконтроллер может оказаться практически единственным сложным чипом, оставшимся на плате конечного применения (с дополнительными чипами, предназначенными для специализированных электрических функций, таких как смещение уровня и улучшенная защита от электростатического разряда ).

Микроконтроллеры SoC обычно используют внутреннюю флэш-память в качестве хранилища программ и могут также содержать внутренние конфигурационные предохранители на основе EEPROM , правильная конфигурация которых необходима для включения микроконтроллера в правильном рабочем режиме; отладочный порт может быть единственным способом первоначальной настройки дерева тактовой частоты или загрузки первой программы после изготовления.

Обновление прошивки USB-устройства

Начиная примерно с 2010 года широкий класс микроконтроллеров теперь имеет интегрированные периферийные устройства USB с обновлением прошивки устройства (DFU) в заводской ПЗУ. ^[2] Этот класс микроконтроллеров привлекает любителей, которые не хотят вкладывать средства в аппаратные средства, необходимые для доступа к специализированным отладочным портам, таким как JTAG .

Эти устройства разработаны так, чтобы быть устойчивыми к кирпичу . Неправильная загрузка прошивки легко восстанавливается путем удержания специального контакта в активном состоянии, что заставляет чип загружаться с использованием его внутреннего заводского ПЗУ , что делает интерфейс программирования доступным через его встроенный USB-контроллер. DFU можно рассматривать как форму отладочного порта, реализованного в программном обеспечении, а не в оборудовании. Однако это в значительной степени сводит на нет функциональность отладки выделенного аппаратного отладочного порта, поскольку он по своей природе уязвим для отладки программного обеспечения, которое также реализует ваш отладочный интерфейс, но только при правильной работе.

Смотрите также

Ссылки

^ Hruska, Joel (18 августа 2020 г.). "Cerebras Wafer Packs 2.6 Trillion-Transistor CPU With 850,000 Cores". extremetech.com . Extreme Tech . Получено 5 сентября 2020 г. .
^ "AN10986: Внутрисистемное программирование USB с помощью LPC1300 (Rev. 1)" (PDF) . nxp.com . NXP Semiconductors . 24 сентября 2010 г. . Получено 5 сентября 2020 г. .

[1] Hruska, Joel (18 августа 2020 г.). "Cerebras Wafer Packs 2.6 Trillion-Transistor CPU With 850,000 Cores". extremetech.com . Extreme Tech . Получено 5 сентября 2020 г. .

[2] "AN10986: Внутрисистемное программирование USB с помощью LPC1300 (Rev. 1)" (PDF) . nxp.com . NXP Semiconductors . 24 сентября 2010 г. . Получено 5 сентября 2020 г. .