專利名稱：一種板載同型號avr單片機的pcb拼板的燒錄系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種板載同型號AVR單片機的PCB拼板 的燒錄系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
美國ATMEL公司出品的AVR系列單片機，在中低端單片機市場上份額較大，AVR 單片機的固件即嵌入式軟件，將被燒錄到該單片機內(nèi)部的FLASH和EEPROM存儲器，這些 存儲器都是基于SPI (Serial Peripheral Interface)串行外設(shè)接口的，并且支持ISP (In System Program)功能即在系統(tǒng)編程功能；其中，EEPROM支持單字節(jié)讀寫，F(xiàn)LASH不支持單 字節(jié)讀寫，僅支持多字節(jié)的頁讀寫。通常對AVR單片機的固件燒錄，是把AVR單片機放置 在目標(biāo)PCB板上，把AVR單片機的ISP管腳(M0SI，MIS0，SCK，RESET)通過電纜連接到固件 ISP燒錄器的SPI總線(MOSI，MISO，SCK, CS)，即可操作固件ISP燒錄器的應(yīng)用軟件完成對 AVR單片機的固件燒錄。當(dāng)ISP管腳(RESET)輸入信號為低電平時，AVR單片機進(jìn)入ISP可 編程狀態(tài)，固件燒錄器根據(jù)AVR單片機特性來變化ISP管腳(M0SI，MIS0，SCK)的時序，就可 以將固件燒錄至該單片機內(nèi)部的FLASH和EEPROM存儲器，而當(dāng)ISP管腳(RESET)輸入信號 為高電平時，AVR單片機進(jìn)入正常工作狀態(tài)，此時已經(jīng)燒錄至該AVR單片機內(nèi)部FLASH存儲 器的嵌入式軟件即可開始運行。雖然《一種板載ISP存儲器芯片的PCB拼板及其燒錄方法》(專利申請?zhí)?201010127010. 3)能針對PCB拼板上常規(guī)的FLASH或EEPROM進(jìn)行有效的固件同時下載和固 件分時回讀校驗，但是對PCB拼板上AVR單片機內(nèi)部的FLASH或EEPROM只能進(jìn)行有效的燒 錄但無法回讀校驗，原因在于AVR單片機的是一個微處理器，當(dāng)其FLASH存儲器下載了固 件之后，只要其RESET管腳輸入信號是高電平，就將運行存儲在FLASH中的嵌入式程序，其 ISP管腳中的三個管腳(M0SI，MIS0，SCK)就將被嵌入式軟件配置成其他IO管腳信號；當(dāng)兩 個或兩個以上的AVR單片機處于同一 PCB拼板，而且它們的ISP管腳的連線方式是多路復(fù) 用SPI總線的并聯(lián)方式時，那些未被指定做回讀校驗的AVR單片機的RESET管腳是高電平 所以將正常運行，就將把ISP管腳中的三個管腳(MOSI，MISO, SCK)配置成其他IO管腳信 號，一個例子是將MOSI管腳配置成輸出為低電平，則會把并聯(lián)在一起的固件燒錄器的ISP 管腳(MOSI) “線與，成低電平，導(dǎo)致ISP管腳信號被“污染”，最終導(dǎo)致多路復(fù)用SPT總線接 口的固件ISP燒錄器的ISP時序不能正常被AVR單片機識別，從而使回讀校驗失敗。本發(fā)明針對《一種板載ISP存儲器芯片的PCB拼板及其燒錄方法》和AVR單片機 特性，作出進(jìn)一步分析和優(yōu)化，優(yōu)化包括多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器的應(yīng)用軟 件中加入了特殊步驟，優(yōu)化包括AVR單片機的固件編程中加入了特殊代碼，有效防止了 ISP 管腳信號被“污染”從而可以有效地對PCB拼板上各個AVR單片機內(nèi)部的FLASH內(nèi)容進(jìn)行 有效的分時回讀校驗，進(jìn)一步提高了安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄方法，能夠 極大地提高工作效率和安全性。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案—種板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄系統(tǒng)，包括一個多路復(fù)用SPI總線 接口的固件ISP燒錄器和一個PCB拼板，其中所述PCB拼板進(jìn)一步包括不少于1個的PCB 單板和1個針床測試接口，所述PCB單板上板載有同型號的支持ISP下載固件的AVR單片 機，所述多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器與PCB拼板的1個針床測試接口連接，所 述針床測試接口通過所述PCB拼板上的布線與所述PCB單板上的同型號的支持ISP下載固 件的AVR單片機的ISP總線管腳連接，所述多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器用于 通過所述PCB拼板上的針床測試接口向所述PCB單板上的同型號的支持ISP下載固件的 AVR單片機發(fā)送命令和FLASH/EEPR0M的固件數(shù)據(jù)，將FLASH固件數(shù)據(jù)同時下載到所有AVR 單片機的FLASH存儲器，逐個回讀校驗AVR單片機的FLASH存儲器的固件數(shù)據(jù)，將包含密鑰 的EEPROM固件數(shù)據(jù)同時下載到所有AVR單片機中。所述多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器的探針和PCB拼板的針床測試接口進(jìn) 行彈性壓接，所述針床測試接口從多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器獲取MOSI、MIS0、 SCK和CSl到CSn數(shù)字信號，以及電源/地，所述多路復(fù)用SPI總線接口包括由四線SPI總線的 其中三個信號(M0SI、MIS0和SCK)分別扇出組成的并聯(lián)的三組M0SI/MIS0/SCK總線和不少于1 個的片選信號(CSl到CSn)，所述三組M0SI/MIS0/SCK總線通過PCB拼板的針床測試接口并聯(lián)扇 出到所述每個PCB單板的AVR單片機上的ISP管腳中的MOSI、MISO和SCK管腳，所述片選信號 (CSl到CSn)分別扇出到對應(yīng)PCB單板的AVR單片機上的ISP管腳中的RESET管腳。所述AVR單片機內(nèi)部包含有FLASH存儲器和EEPROM存儲器，所述FLASH存儲器和 EEPROM存儲器是基于SPI接口的，并且支持ISP在系統(tǒng)編程。一種板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄方法，包括以下步驟A、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器從外部存儲器讀入AVR單片機的 FLASH固件數(shù)據(jù)和EEPROM固件數(shù)據(jù)到內(nèi)存，并獲得PCB拼板上的AVR單片機的數(shù)量n，其中 η為正整數(shù)；B、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器將所有η個片選信號(CSl到CSn)設(shè) 置為同時隨動CS模式，即η個片選信號(CSl到CSn)跟隨四線SPI總線信號的片選信號 (CS)的電平的變化而變化；C、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器根據(jù)AVR單片機特性，下發(fā)全片擦除 命令到各個AVR單片機中，同時將η個AVR單片機的FLASH存儲器和EEPROM存儲器全部擦 除，所以EEPROM存儲器中的密鑰也同時被擦除，固件燒錄器再下發(fā)寫FLASH命令和FLASH 固件數(shù)據(jù)到η個AVR單片機的FLASH存儲器中；D、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器設(shè)置一個計數(shù)器Counter，初始值為 1，固件燒錄器將該計數(shù)器值對應(yīng)的1個片選信號CS[Coimter]設(shè)置為獨立隨動CS模式，即 只有所述的1個片選信號CS[Coimter]跟隨四線SPI總線信號的片選信號(CS)電平的變 化而變化，其余的片選信號保持為不選通的電平狀態(tài)；E、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器根據(jù)AVR單片機特性，下發(fā)逐頁回讀FLASH命令到所述的和片選信號CS [Counter]相連的AVR單片機中，回讀AVR單片機的 FLASH存儲器中的固件數(shù)據(jù)，并用內(nèi)存數(shù)據(jù)和回讀數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗；F、計數(shù)器Counter自加1，并判斷當(dāng)前計數(shù)器Counter值是否大于總數(shù)n，如果計 數(shù)器值Counter不大于總數(shù)η就返回步驟D，指定下一個片選信號設(shè)置為獨立隨動CS模式， 進(jìn)行固件數(shù)據(jù)校驗，如果計數(shù)器值大于目標(biāo)數(shù)量η，則表明已遍歷所有η個AVR單片機的 FLASH存儲器，可跳轉(zhuǎn)至步驟G ；G、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器將所有η個片選信號(CSl到CSn)設(shè) 置為同時隨動CS模式，即η個片選信號(CSl到CSn)跟隨四線SPI總線信號的片選信號 (CS)的電平的變化而變化；H、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器根據(jù)AVR單片機的ISP特性，通過針 床測試接口，下發(fā)寫EEPROM命令和EEPROM固件數(shù)據(jù)，包括密鑰，下載到η個AVR單片機的 EEPROM存儲器中。AVR單片機的main函數(shù)中，首先加入一段代碼，執(zhí)行以下步驟讀取AVR單片機的EEPROM存儲器的指定區(qū)域中保存的密鑰；判斷密鑰，如果匹配則跳轉(zhuǎn)到原有的正常固件代碼，如果不匹配就陷入死循環(huán)。采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，具有如下有益效果1、低成本甚至降低成本。本發(fā)明能夠在現(xiàn)有的相互無電氣連接的單板拼板設(shè)計方 法基礎(chǔ)上，加入多路復(fù)用SPI總線接口并將多路復(fù)用的SPI總線信號布線到各個PCB單板 上的基于SPI總線接口的AVR單片機。由于多路復(fù)用SPI總線接口只是一些普通焊盤，分 布在PCB拼板邊緣的橋接部分，通過合理的布局布線完全可以不增加PCB拼板面積，所以不 會提高PCB制作難度也不會造成額外費用。另外，因為多路復(fù)用SPI總線接口已經(jīng)將多路 復(fù)用的SPI總線信號布線到各個PCB單板上的基于SPI總線接口的AVR單片機，多路復(fù)用 方案將有效地減少接口信號數(shù)量并降低了布線難度，而且各個單板上的SPI總線插座就可 以不要了，同時動輒2、3萬元的擁有多路獨立的四線SPI總線接口的固件ISP燒錄器也就 不需要了，代之以低成本的多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器，將多路復(fù)用SPI總線 接口的固件ISP燒錄器的探針壓接到PCB拼板的多路復(fù)用SPI總線接口就能供電和燒錄， 插座和接口電纜都省了。2、高效率高安全性。不同于現(xiàn)有的對PCB單板上的AVR單片機進(jìn)行固件的ISP在 線系統(tǒng)編程，即同一時刻只能對一個PCB單板上的AVR單片機發(fā)起固件的下載和校驗操作， 本發(fā)明的PCB拼板在完成器件焊接后，可以配合多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器， 對一張PCB拼板上所有的PCB單板上的AVR單片機發(fā)起同時下載和分時校驗的操作，最后 再分成獨立的PCB單板，從而有效地提高了固件燒錄的工作效率和數(shù)據(jù)正確性。同時因為 單板上已經(jīng)無需SPI總線插座，所以為他人的破解工作增加了連線難度甚至不被認(rèn)為是一 顆AVR單片機，安全性進(jìn)一步提高。3、有效的解決一些特殊單板的固件燒錄難題。以SFP光傳輸模塊為例，由于SFP 光傳輸模塊本身的20個管腳的用戶數(shù)據(jù)接口里面并不包含有SPI總線所以不能在單板上 直接通過這20個管腳來燒錄AVR單片機，而且SFP光傳輸模塊的PCB單板面積已經(jīng)小到 容不下額外的SPI插座以連接到固件燒錄器的適配頭，所以現(xiàn)有的技術(shù)方案是在單板情況 下，復(fù)用這20個管腳的用戶數(shù)據(jù)接口中的四個信號線，用額外的電阻來選擇這四個管腳的電氣信號，比如在需要AVR單片機前手工焊接R1，不焊R2，使SFP的pin4管腳信號是SPI 總線的MOSI信號，在燒錄完畢后手工焊接R2，不焊R1，使SFP的pin4管腳信號是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定的I2C總線的SDA信號，但是這種方案會增加生產(chǎn)流程和復(fù)雜程度造成生產(chǎn)效率低下， 手工焊接電阻還容易造成其他的風(fēng)險比如虛焊等。本發(fā)明的PCB拼板在完成器件焊接后， 直接在PCB拼板上就能燒錄所有的PCB單板上的AVR單片機，從而有效地解決特殊單板的 固件燒錄難題。4、有效的解決了多片同型號AVR單片機在多路復(fù)用SPI總線情況下因為“污 染”SPI總線而無法回讀校驗的問題。雖然《一種板載ISP存儲器芯片的PCB拼板及其燒錄 方法》能針對PCB拼板上常規(guī)的FLASH或EEPROM進(jìn)行有效的固件同時下載和固件分時同讀 校驗，但是對PCB拼板上AVR單片機內(nèi)部的FLASH或EEPROM只能進(jìn)行有效的燒錄但無法回 讀校驗，原因在于AVR單片機的是一個微處理器，當(dāng)其FLASH存儲器下載了固件之后，只要 其RESET管腳輸入信號是高電平，就將運行存儲在FLASH中的嵌入式程序，其ISP管腳中的 三個管腳(M0SI，MIS0，SCK)就將被嵌入式軟件配置成其他IO管腳信號；當(dāng)兩個或兩個以上 的AVR單片機處于同一 PCB拼板，而且它們的ISP管腳的連線方式是多路復(fù)用SPI總線的 并聯(lián)方式時，那些未被指定做回讀校驗的AVR單片機的RESET管腳是高電平所以將正常運 行，就將把ISP管腳中的三個管腳(MOSI，MIS0, SCK)配置成其他IO管腳信號，一個例子是 將MOSI管腳配置成輸出為低電平，則會把并聯(lián)在一起的固件燒錄器的ISP管腳(MOSI)“線 與”成低電平，導(dǎo)致ISP管腳信號被“污染”，最終導(dǎo)致多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒 錄器的ISP時序不能正常被AVR單片機識別，從而使回讀校驗失敗。本發(fā)明在軟件上做了 優(yōu)化，包括固件ISP燒錄器的應(yīng)用軟件的特殊步驟，和AVR單片機的固件的特殊代碼，以相 對簡單的實現(xiàn)方式，有效防止了 ISP管腳信號被“污染”并可有效地進(jìn)行分時校驗，進(jìn)一步 提高了安全性。


圖1是本發(fā)明具體實施方式
中板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明具體實施方式
中對板載同型號AVR單片機的PCB拼板進(jìn)行燒錄的流 程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明技術(shù)方案的主要思想是基于關(guān)于支持在線系統(tǒng)編程(ISP)功能的SPI總線 接口的AVR單片機的一個規(guī)律，因為SPI總線的四個信號(MOSI，MIS0, SCK, CS)是單向傳 輸?shù)模钥梢詫温稴PI總線接口的固件ISP燒錄器用來下載固件的四線SPI總線信號 管腳(M0SI，MIS0，SCK，CS)并聯(lián)扇出到PCB拼板上的多個AVR單片機的四線ISP總線信號 (MOSI, MISO, SCK, RESET)，注意固件燒錄器的CS是并聯(lián)扇出到AVR單片機的RESET管腳。 到當(dāng)微處理器發(fā)起對單個芯片的固件下載操作后，這些并聯(lián)在一起的多個AVR單片機的固 件其實都被下載了。這就是同時下載。已知在低頻工作時一個CMOS器件的輸出端可驅(qū)動 50個CMOS器件負(fù)載，而如果單路固件ISP燒錄器在接口中加入總線驅(qū)動器增強三線SPI總線的扇出能力，比如74ACT245八路CM0S/TTL總線驅(qū)動器后最大拉電流和灌電流能力均高 達(dá)24mA，即可以支持更多數(shù)量的AVR單片機。但是因為此時片選信號(CS)也是并聯(lián)在一 起的，就不能單獨指定某一個芯片進(jìn)行回讀校驗，而理論分析和實驗證明，由于同時下載的 成功率雖然高，但仍然有大約千分之一的芯片的固件沒有被下載或沒有被完全下載，所以 仍然需要做回讀校驗，此時應(yīng)該將各個AVR單片機的ISP片選信號(RESET)獨立出來連接 到專用的多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器的各個SPI片選信號(CS[1. . η])，這樣 可以將指定的那顆芯片的片選信號置為有效而其余未被指定的芯片的片選信號置為無效， 理論上就可以從指定的那顆芯片回讀已下載數(shù)據(jù)并和原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗了，這就是分時校 驗。但事實上因為AVR單片機的是一個微處理器，當(dāng)其FLASH存儲器下載了固件之后， 只要其RESET管腳輸入信號是高電平，就將運行存儲在FLASH中的嵌入式程序，其ISP管腳 中的三個管腳(MOSI，MIS0, SCK)就將被嵌入式軟件配置成其他IO管腳信號；當(dāng)兩個或兩 個以上的AVR單片機處于同一 PCB拼板，而且它們的ISP管腳的連線方式是多路復(fù)用SPI 總線的并聯(lián)方式時，那些未被指定做回讀校驗的AVR單片機的RESET管腳是高電平所以將 正常運行，就將把ISP管腳中的三個管腳(MOSI，MIS0, SCK)配置成其他IO管腳信號，一 個例子是將MOSI管腳配置成輸出為低電平，則會把并聯(lián)在一起的固件燒錄器的ISP管腳 (MOSI) “線與”成低電平，導(dǎo)致ISP管腳信號被“污染”，最終導(dǎo)致多路復(fù)用SPI總線接口的 固件ISP燒錄器的ISP時序不能正常被AVR單片機識別，從而使回讀校驗失敗。為了避免 這個情況，本發(fā)明在軟件上做了優(yōu)化，包括固件ISP燒錄器的應(yīng)用軟件的特殊步驟，和AVR 單片機的固件的特殊代碼，可以使AVR單片機內(nèi)部的FLASH存儲器的分時校驗成功進(jìn)行。圖1是本發(fā)明具體實施方式
中板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括一個多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器和一個 PCB拼板，其中所述PCB拼板進(jìn)一步包括不少于1個的PCB單板和1個針床測試接口，所述 PCB單板上板載有同型號的支持ISP下載固件的AVR單片機，所述多路復(fù)用SPI總線接口的 固件ISP燒錄器與PCB拼板的1個針床測試接口連接，所述針床測試接口通過所述PCB拼 板上的布線與所述PCB單板上的同型號的支持ISP下載固件的AVR單片機的ISP總線管腳 連接，所述多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器通過所述PCB拼板上的針床測試接口 向所述PCB單板上的向型號的支持ISP下載固件的AVR單片機發(fā)送命令和FLASH/EEPR0M 的固件數(shù)據(jù)，將FLASH固件數(shù)據(jù)同時下載到所有AVR單片機的FLASH存儲器，然后逐個回讀 校驗AVR單片機的FLASH存儲器的固件數(shù)據(jù)，最后將包含密鑰的EEPROM固件數(shù)據(jù)同時下載 到所有AVR單片機中。所述多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器的探針可以和PCB拼板的針床測 試接口進(jìn)行彈性壓接，所述針床測試接口從多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器獲取 MOSI、MIS0、SCK和CSl到CSn數(shù)字信號，以及電源/地，所述多路復(fù)用SPI總線接口包括由 四線SPI總線的其中三個信號(M0SI、MIS0和SCK)分別扇出組成的并聯(lián)的三組M0SI/MIS0/ SCK總線，和不少于1個的片選信號(CSl到CSn)，所述三組M0SI/MIS0/SCK總線通過PCB 拼板的針床測試接口并聯(lián)扇出到所述每個PCB單板的AVR單片機上的ISP管腳中的M0SI、 MISO和SCK管腳，所述片選信號(CSl到CSn)分別扇出到對應(yīng)PCB單板的AVR單片機上的 ISP管腳中的RESET管腳。
所述AVR單片機內(nèi)部包含有FLASH存儲器和EEPROM存儲器，所述FLASH存儲器和 EEPROM存儲器是基于SPI接口的，并且支持ISP在系統(tǒng)編程。下面介紹具體的配置和步驟。本實施方式的PCB拼板包含十片PCB單板和一個針床測試接口，PCB單板是SFP 光傳輸模塊，板載一顆ATEML公司的型號為MEGA88的AVR單片機，它支持ISP在線系統(tǒng)編 程，內(nèi)嵌8KByte FLASH和512Byte EEPR0M。多路復(fù)用SPI總線接口是一列通孔焊盤，通 孔焊盤內(nèi)徑40mil，外徑60mil，兩兩之間的間距是標(biāo)準(zhǔn)的lOOmil，一共有13個數(shù)據(jù)信號焊 盤(M0SI、MIS0、SCK、CS[1.. 10])和2個電源/地焊盤。一個針床測試接口上的信號由兩 個部分組成，一個部分是四線SPI總線的其中三個信號(MOSI，MIS0, SCK)扇出成并聯(lián)的η 組M0SI/MIS0/SCK總線，一個部分是多個片選信號(CS[1.. 10])；其三個SPI信號(M0SI， MIS0, SCK)是復(fù)用的，是并聯(lián)扇出到每一個PCB單板的AVR單片機上的ISP管腳(M0SI， MIS0, SCK)，其多個片選信號(CS[1..10])是獨立扇出到對應(yīng)PCB單板的AVR單片機上的 ISP管腳(RESET)且互不相連，各個片選信號(CS[1.. 10])可以被多路復(fù)用SPI總線接口的 固件ISP燒錄器配置成同時隨動CS模式即所有片選信號(CS[1.. 10])跟隨四線SPI總線信 號的片選信號(CS)電平的變化而變化，此時可以對PCB拼板上的10個AVR單片機的進(jìn)行 同時下載的操作；片選信號(CS[1..10])也可以被多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄 器配置成獨立隨動CS模式即只有指定的被選中的那一個片選信號跟隨四線SPI總線信號 的片選信號(CS)電平的變化而變化，而且其余的片選信號保持為未被選中的高電平狀態(tài)； 此時理論上，由于其他PCB單板上的AVR單片機的片選信號保持為無效電平，所以可以對指 定的某一 PCB單板上的AVR單片機的校驗操作。圖2是本發(fā)明具體實施方式
中對板載同型號AVR單片機的PCB拼板進(jìn)行燒錄的流 程圖。如圖2所示，該流程包括以下步驟步驟201、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器從外部存儲器讀入AVR單片機 的FLASH固件數(shù)據(jù)和EEPROM固件數(shù)據(jù)到內(nèi)存，并獲得PCB拼板上的AVR單片機的數(shù)量n，其 中η為正整數(shù)，此時是10。步驟202、多路復(fù)用SPI總線接口的同件ISP燒錄器將所有10個片選信號(CSl到 CS10)設(shè)置為同時隨動CS模式，S卩10個片選信號(CSl到CS10)跟隨四線SPI總線信號的 片選信號(CS)的電平的變化而變化。步驟203、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器根據(jù)AVR單片機特性，下發(fā)全 片擦除命令到各個AVR單片機中，同時將10個AVR單片機的FLASH存儲器和EEPROM存儲 器全部擦除，所以EEPROM存儲器中的密鑰也同時被擦除，固件燒錄器再下發(fā)寫FLASH命令 和FLASH固件數(shù)據(jù)到10個AVR單片機的FLASH存儲器中。步驟204、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器設(shè)置一個計數(shù)器Counter，初 始值為1，固件燒錄器將該計數(shù)器值對應(yīng)的1個片選信號CS[Coimter]設(shè)置為獨立隨動CS 模式，即只有所述的1個片選信號CS[Coimter]跟隨四線SPI總線信號的片選信號(CS)電 平的變化而變化，其余的片選信號保持為不被選中的電平狀態(tài)。步驟205、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器根據(jù)AVR單片機特性，下發(fā)逐 頁回讀FLASH命令到所述的和片選信號CS [Counter]相連的AVR單片機中，回讀AVR單片 機的FLASH存儲器中的固件數(shù)據(jù)，并用內(nèi)存數(shù)據(jù)和回讀數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗。
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步驟206、計數(shù)器Counter自加1，并判斷當(dāng)前計數(shù)器Counter值是否大于總數(shù)10， 如果計數(shù)器值Counter不大于總數(shù)10就返回步驟D，指定下一個片選信號設(shè)置為獨立隨動 CS模式，進(jìn)行固件數(shù)據(jù)校驗，如果計數(shù)器值大于目標(biāo)數(shù)量10，則表明已遍歷所有10個AVR 單片機的FLASH存儲器，可跳轉(zhuǎn)至步驟207。步驟207、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器將所有10個片選信號(CSl到 CS10)設(shè)置為同時隨動CS模式，S卩10個片選信號(CSl到CS10)跟隨四線SPI總線信號的 片選信號(CS)的電平的變化而變化。步驟208、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器根據(jù)AVR單片機的ISP特性， 通過針床測試接口，下發(fā)寫EEPROM命令和EEPROM固件數(shù)據(jù)，包括密鑰，下載到10個AVR單 片機的EEPROM存儲器中。此后因為AVR單片機能獲取到正確的密鑰所以上電后即可執(zhí)行 保存在FLASH存儲器中的正常代碼，ISP管腳被正常代碼復(fù)用后將“污染” SPI總線信號，此 后就不能再對FLASH或EEPROM做分時校驗了。另外，AVR單片機的固件編程，應(yīng)該在AVR單片機的main函數(shù)中，需要首先加入 一段特殊代碼，執(zhí)行以下特殊步驟首先讀取AVR單片機的EEPROM存儲器的指定區(qū)域中保 存的密鑰；然后判斷密鑰，如果匹配則跳轉(zhuǎn)到原有的正常固件代碼，如果不匹配就陷入死循 環(huán)，避免在執(zhí)行正常固件代碼后將AVR單片機的ISP管腳配置成其他IO管腳后“污染” SPI 總線信號，否則多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器的ISP時序?qū)⒉荒苷１籄VR單 片機識別，也就無法執(zhí)行回讀校驗操作。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄系統(tǒng)，其特征在于，包括一個多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器和一個PCB拼板，其中所述PCB拼板進(jìn)一步包括不少于1個的PCB單板和1個針床測試接口，所述PCB單板上板載有同型號的支持ISP下載固件的AVR單片機，所述多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器與PCB拼板的1個針床測試接口連接，所述針床測試接口通過所述PCB拼板上的布線與所述PCB單板上的同型號的支持ISP下載固件的AVR單片機的ISP總線管腳連接，所述多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器用于通過所述PCB拼板上的針床測試接口向所述PCB單板上的同型號的支持ISP下載固件的AVR單片機發(fā)送命令和FLASH/EEPROM的固件數(shù)據(jù)，將FLASH固件數(shù)據(jù)同時下載到所有AVR單片機的FLASH存儲器，逐個回讀校驗AVR單片機的FLASH存儲器的固件數(shù)據(jù)，將包含密鑰的EEPROM固件數(shù)據(jù)同時下載到所有AVR單片機中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄系統(tǒng)，其特 征在于，所述多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器的探針和PCB拼板的針床測試接口 進(jìn)行彈性壓接，所述針床測試接口從多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器獲取M0SI、 MISO、SCK和CSl到CSn數(shù)字信號，以及電源/地，所述多路復(fù)用SPI總線接口包括由四線 SPI總線的其中三個信號(M0SI、MIS0和SCK)分別扇出組成的并聯(lián)的三組M0SI/MIS0/SCK 總線和不少于1個的片選信號(CSl到CSn)，所述三組M0SI/MIS0/SCK總線通過PCB拼板的 針床測試接口并聯(lián)扇出到所述每個PCB單板的AVR單片機上的ISP管腳中的M0SI、MIS0和 SCK管腳，所述片選信號(CSl到CSn)分別扇出到對應(yīng)PCB單板的AVR單片機上的ISP管腳 中的RESET管腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄系統(tǒng)，其 特征在于，所述AVR單片機內(nèi)部包含有FLASH存儲器和EEPROM存儲器，所述FLASH存儲器 和EEPROM存儲器是基于SPI接口的，并且支持ISP在系統(tǒng)編程。
4.一種板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄方法，其特征在于，包括以下步驟A、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器從外部存儲器讀入AVR單片機的FLASH固 件數(shù)據(jù)和EEPROM固件數(shù)據(jù)到內(nèi)存，并獲得PCB拼板上的AVR單片機的數(shù)量n，其中η為正整 數(shù)；B、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器將所有η個片選信號(CSl到CSn)設(shè)置為 同時隨動CS模式，即η個片選信號(CSl到CSn)跟隨四線SPI總線信號的片選信號(CS) 的電平的變化而變化；C、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器根據(jù)AVR單片機特性，下發(fā)全片擦除命令 到各個AVR單片機中，同時將η個AVR單片機的FLASH存儲器和EEPROM存儲器全部擦除， 所以EEPROM存儲器中的密鑰也同時被擦除，固件燒錄器再下發(fā)寫FLASH命令和FLASH固件 數(shù)據(jù)到η個AVR單片機的FLASH存儲器中；D、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器設(shè)置一個計數(shù)器Counter，初始值為1，固 件燒錄器將該計數(shù)器值對應(yīng)的1個片選信號CS [Counter]設(shè)置為獨立隨動CS模式，即只有 所述的1個片選信號CS[Coimter]跟隨四線SPI總線信號的片選信號(CS)電平的變化而 變化，其余的片選信號保持為不選通的電平狀態(tài)；E、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器根據(jù)AVR單片機特性，下發(fā)逐頁回讀FLASH 命令到所述的和片選信號CS [Counter]相連的AVR單片機中，回讀AVR單片機的FLASH存儲器中的固件數(shù)據(jù)，并用內(nèi)存數(shù)據(jù)和回讀數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗；F、計數(shù)器Counter自加1，并判斷當(dāng)前計數(shù)器Counter值是否大于總數(shù)n，如果計數(shù)器 值Counter不大于總數(shù)η就返回步驟D，指定下一個片選信號設(shè)置為獨立隨動CS模式，進(jìn)行 固件數(shù)據(jù)校驗，如果計數(shù)器值大于目標(biāo)數(shù)量η，則表明已遍歷所有η個AVR單片機的FLASH 存儲器，可跳轉(zhuǎn)至步驟G ；G、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器將所有η個片選信號(CSl到CSn)設(shè)置為 同時隨動CS模式，即η個片選信號(CSl到CSn)跟隨四線SPI總線信號的片選信號(CS) 的電平的變化而變化；H、多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器根據(jù)AVR單片機的ISP特性，通過針床測試 接口，下發(fā)寫EEPROM命令和EEPROM固件數(shù)據(jù)，包括密鑰，下載到η個AVR單片機的EEPROM 存儲器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄方法，其特征 在于，AVR單片機的main函數(shù)中，首先加入一段代碼，執(zhí)行以下步驟讀取AVR單片機的EEPROM存儲器的指定區(qū)域中保存的密鑰；判斷密鑰，如果匹配則跳轉(zhuǎn)到原有的正常固件代碼，如果不匹配就陷入死循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種板載同型號AVR單片機的PCB拼板的燒錄系統(tǒng)和方法，包括一個多路復(fù)用SPI總線接口的固件ISP燒錄器和一個PCB拼板，PCB拼板進(jìn)一步包括不少于1個的PCB單板和1個針床測試接口，PCB單板上板載有同型號的支持ISP下載固件的AVR單片機，多路復(fù)用SPI總線接口的固件工SP燒錄器與PCB拼板的1個針床測試接口連接，針床測試接口通過PCB拼板上的布線與PCB單板上的同型號的支持ISP下載固件的AVR單片機的ISP總線管腳連接。采用本發(fā)明技術(shù)方案，能夠在一張PCB拼板上對各個PCB單板上的AVR單片機進(jìn)行固件的同時下載和分時校驗，實現(xiàn)低成本高效率高可靠性。
文檔編號G11C16/02GK101930796SQ20101020052
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者劉海, 姜先剛, 張亮 申請人:成都優(yōu)博創(chuàng)技術(shù)有限公司