ESP-Prog JTAG/UART programozó és hibakereső ESP8266/ESP32 családhoz (Espressif)

Leírás

Az ESP-Prog JTAG/UART programozó és hibakereső ESP32-höz egy USB-n csatlakozó fejlesztőeszköz, amely egy panelen ad UART-os programozási és soros kommunikációs lehetőséget, valamint JTAG hardveres hibakeresést. ESP32 fejlesztésnél akkor kerül igazán előtérbe, amikor a soros monitor már kevés: breakpointot kell tenni a programba, regisztert vagy memóriát kell vizsgálni, vagy futás közben kell követni a program állapotát.

Az automatikus programozó interfész az ESP8266 és ESP32 platformon használható firmware-feltöltéshez és UART kommunikációhoz. A JTAG hibakeresési funkció az ESP32 platformhoz tartozik. A PC egyetlen USB-kapcsolaton keresztül két külön funkciót lát, amelyeket az FT2232HL USB-híd kezel.

Beépítéskor a legfontosabb döntési pont a célhardver tápellátása és JTAG kivezetése. A Program és JTAG oldalon 3,3 V vagy 5 V tápfeszültség választható, miközben az ESP32 JTAG és soros jelei 3,3 V-os környezethez készültek. ESP8266 esetén az ESP-Prog nem ad JTAG online hibakeresést.

Hol használjuk?

Egy egyszerű USB-UART átalakítóval firmware-t lehet feltölteni és soros üzeneteket lehet olvasni. Az ESP-Prog ennél tovább megy: a klasszikus programozási feladat mellett közvetlen JTAG kapcsolatot ad az ESP32 debug portjához. Ez akkor számít igazán, amikor a program nem egyszerűen hibakódot ír ki, hanem meg kell állítani egy adott utasításnál, meg kell nézni a változókat, a hívási vermet vagy a processzor állapotát. OpenOCD és GDB használatával ilyen hibakeresési munkafolyamat építhető köré.

Azaz az ESP-Prog JTAG/UART programozó és hibakereső ESP32-höz egy FT2232HL alapú USB-s programozó- és debug adapter, amely UART-os firmware-feltöltést és ESP32 JTAG hibakeresést egyetlen eszközben kapcsol össze.

Így működik a gyakorlatban

Az USB kapcsolatot egy FT2232HL kezeli. A számítógép két külön interfészt kap: az egyik a Program oldal, a másik a JTAG. Az Espressif kiosztásában a nagyobb portszám tartozik a Program interfészhez, a másik a JTAG-hoz.

A Program csatlakozás UART TXD és RXD jeleket, valamint boot- és resetvezérlést használ. Az ESP-Prog az ESPIO0 és ESPEN vonalakkal automatikusan át tudja kapcsolni a céláramkört programozási módba, ezért normál használatnál nem kell minden feltöltésnél kézzel kezelni a BOOT és RESET funkciót.

JTAG használatakor TMS, TCK, TDO és TDI jelek kapcsolják össze a debug adaptert az ESP32-vel. A pontos GPIO-kiosztás a használt ESP32 változattól függ, ezért a célhardver JTAG bekötése határozza meg, mely lábakra kerülnek ezek a jelek. OpenOCD és GDB ezután ezen a kapcsolaton keresztül tudja megállítani és vizsgálni a futó programot.

Tipikus helyzetek…

• ESP32 firmware feltöltésénél az ESP-Prog automatikusan tudja kezelni a programozási módhoz szükséges boot- és resetjeleket.
• UART soros konzolként használható firmware-indítás, naplózás és kommunikáció vizsgálatakor.
• ESP-IDF fejlesztésnél OpenOCD és GDB segítségével breakpointok, regiszterek, memória és programváltozók vizsgálhatók.
• PlatformIO környezetben az ESP-Prog külső debug adapterként használható a debug_tool = esp-prog beállítással.
• Saját ESP32 NYÁK első élesztésénél külön Program és JTAG csatlakozással egyetlen fejlesztőeszköz kezelheti a feltöltést és a hardveres debugot.
• Oktatási környezetben jól elkülöníthető vele a soros naplózás és a processzor JTAG-on keresztüli valódi futásidejű hibakeresése. A GitHub példa ESP-IDF, VS Code, OpenOCD és GDB együttműködését is bemutatja.

Mire kell figyelni beüzemeléskor?

Ezt nézd meg, mielőtt döntesz

• Először azt döntsd el, hogy csak firmware-feltöltésre és soros kommunikációra van szükséged, vagy valódi JTAG hibakeresést is használsz.
• ESP8266 projektnél az ESP-Prog JTAG funkciója nem használható, ezért ott a vásárlás fő indoka az automatikus programozás és az UART lehet.
• ESP32 JTAG használatnál a célpanelnek ki kell vezetnie a szükséges debug jeleket.
• A 3,3 V és 5 V tápjumpert a célhardver tápbekötéséhez kell igazítani. A tápválasztást ne kezeld a JTAG vagy UART jelszint átkapcsolásaként.
• Saját NYÁK tervezésénél előre el kell dönteni, hogy 1,27 mm-es IDC vagy más, a Program és JTAG kiosztással megfelelő csatlakozást építesz a panelre.

Amikor nem ez lesz a jó megoldás

• ESP8266 JTAG hibakereséshez ne ezt válaszd, mert az ESP-Prog JTAG funkciója nem támogatja az ESP8266 platformot.
• Ha a célpanelen a JTAG jelek nincsenek kivezetve vagy más funkció foglalja őket, az ESP-Prog JTAG kapcsolat nem építhető fel közvetlenül.
• Ha csak UART-os firmware-feltöltés kell, és hardveres debugot nem használsz, egy egyszerű USB-UART interfész kevesebb csatlakozást igényelhet.
• Ha a célpanel saját beépített hardveres debug interfésszel rendelkezik, külön külső ESP-Prog használata nem feltétlenül ad további funkciót.
• STM32 SWD hibakereső feladatnál más debug adaptert kell választani. Az ESP32 klasszikus hardveres debug interfésze JTAG, nem SWD.

Egy részlet, amin sok múlhat

A 3,3 V/5 V jumper a kivezetett tápfeszültséget választja meg. Ezt nem szabad összekeverni a soros és JTAG jelek logikai szintjével. ESP32 célhardvernél a JTAG jelek 3,3 V-os tartományban működnek, ezért egy rosszul értelmezett 5 V-os jumperállás könnyen hibás bekötéshez vezethet.

Műszaki jellemzők

Dokumentáció

• ESP-Prog hardverismertető – Espressif Systems
• ESP32 és ESP-Prog JTAG hibakeresési példa – GitHub
• ESP-Prog csatlakozókiosztás – CIRCUITSTATE Electronics

Csomag

• 1x ESP-Prog JTAG/UART programozó és hibakereső ESP32 panel
• 1x ISD1.27 – 6pin
• 1x ISD1.27 – 10pin
• 1x uUSB-USB-A kábel