版本:V1.2
UM324xF 开发快速上手
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广芯微电子(广州)股份有限公司
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5. 虽然广芯微电子一直致力于提高广芯微电子产品的质量和可靠性,但是,半导体产品有其自身
的具体特性,如一定的故障发生率以及在某些使用条件下会发生故障等。此外,广芯微电子产品均未进行防辐射设计。所以请采取安全保护措施,以避免当广芯微电子产品在发生故障而造成火灾时导致人身事故、伤害或损害的事故。例如进行软硬件安全设计(包括但不限于冗余设计、防火控制以及故障预防等)、适当的老化处理或其他适当的措施等。
版本维护
版本 | 日期 | 描述 |
V1.0 | 2022.11.01 | 初始版本 |
V1.1 | 2022.12.12 | 新增“2.2.2 IAR(8.0 以上版本)下仿真环境搭建”章节 |
V1.2 | 2023.01.16 | 新增“Evaluation Board”和“Evaluation Board Plus”章 节,其它章节新增Evaluation Board Plus 的相关图片内容 |
目录
1 产品开发简介
本文档介绍使用UM324xF 系列芯片进行快速开发的流程。UM324xF 系列芯片的开发资料丰富,易于上手,包括:Release 软件开发包,硬件开发板等。
开发环境
UM324xF 系列芯片的开发环境包括硬件环境和软件环境,其中软件环境根据用户的开发过程又
可以分为代码开发阶段的仿真调试环境和产品量产阶段的量产环境。
⚫ 硬件环境
硬件环境如下图所示:硬件开发板(USB 连接线),JTAG 仿真器(JLINK/ULINK 的SWD
模式),PC 电脑(在线仿真调试程序,下载程序代码)。
图 1-1:芯片开发硬件连接示意图
⚫ 仿真调试环境
仿真调试环境是指产品研发阶段通过 JTAG 仿真器进行代码的在线调试仿真,借助 MDK(Keil)
集成开发环境进行程序编译、下载、debug 仿真。
⚫ 量产环境
量产环境是指产品的功能调试完成后,将代码量产烧录到芯片这一过程所用的软件环境。客户可以通过Bootloader PC 界面可执行程序下载Xxxx 编译生成的 hex 文件到芯片 EFlash 中,直接运行程序;或者通过单通道烧录器烧录 hex 文件(详细操作指南见目录Production Tool 下相关文档)。
Release 软件开发包
UM324xF Release 软件开发包中包含芯片的相关资料、硬件开发板的相关资料、IDE 资料、
模块驱动及示例程序、以及典型应用基础方案示例等。
Release 软件开发包中的内容如下:
⚫ Document:芯片用户手册、数据书册,快速开发上手手册及应用笔记等
⚫ Driver&Example:模块驱动代码,Demo 示例程序
⚫ EVB:开发板相关资料,元器件 datasheet
⚫ Production Tool:BootLoader 下载工具及文档,量产工具软件及文档
⚫ Solution:典型应用基础方案示例
2 快速开发指南
用户在 UM324xF 系列芯片硬件开发板上可快速进行开发,Release 软件开发包中有模块驱动和 Demo 示例程序。如果客户有购买 JTAG 仿真器,可以通过 Keil 进行在线仿真调试。
硬件开发板简介
2.1.1 Evaluation Board
UM324xF Evaluation Board(以下简称 EVB)是广芯微针对基于 ARM Cortex -M4 内核架构的高性能、低功耗系列芯片发布的最小系统评估板,EVB 如下图 2-1 所示:
图 2-1:EVB 硬件图
EVB 上有 USB 5V 电源供电,串口调试接口,JTAG 下载口,外部复位按键,所有 GPIO 管脚均通过排针引出,另外有ADC 采集电路。
关于UM324xF 系列开发板的详细资料,请参考开发板原理图。
2.1.2 Evaluation Board Plus
UM324xF Evaluation Board Plus(以下简称 EVB Plus)是广芯微针对基于ARM Cortex -M4 内核架构的高性能、低功耗系列芯片发布的全功能系统评估板,EVB Plus 如下图 2-2 所示:
图 2-2:EVB Plus 硬件图
EVB Plus 上分别带有 12V 和 5V 直流供电电源口。在使用电机、摄像头、LCD 等大功率设备时, 建议使用 12V 电源供电, 能够提供更大的电流。开发板上的接口资源丰富, 主要包括 GPIO/UART/I2C/SPI/QSPI/I2S/ADC/DAC/EMAC/I80/DCMI/CAN/SDIO/PWM 等常用接口,并且板载带有评估用的常用外围器件,如支持以太网的 PHY 和 RJ45 接口,USB FS Device,TF 卡,RS232接口,并口 SRAM 和 I2C EEPROM,I2C 温湿度传感器,QSPI FLASH,音频 MIC,SDIO WIFI, TFT LCD 彩屏,摄像头,ADC 电位器分压调节,MOTOR 控制,JTAG,蜂鸣器,LED 灯,用户按键等。使用时将 EVB 插入 EVB Plus 上的底座。
关于UM324xF 系列开发板的详细资料,请参考开发板原理图。
仿真环境搭建
仿真调试环境是指产品研发阶段通过 JTAG 仿真器(JLINK 或者ULINK,本文档中以 JLINK 为例)进行代码的在线调试仿真,借助 MDK(Keil)集成开发环境进行程序编译、下载、debug 仿真。
仿真环境搭建操作步骤如下:
1. 将 EVB 或EVB Plus 的USB 供电口与 PC 电脑的 USB 口连接起来,开发板的 JTAG 调试接口与电脑通过USB 连接起来,开发板连接如图 2-3 和图 2-4 所示。
图 2-3:EVB 上JTAG 仿真调试接线示意图
图 2-4:EVB Plus 上 JTAG 仿真调试接线示意图
2. 打开开发板上的电源开关,给开发板供电。其中 EVB Plus 只需要开关底板上的电源开关,不需要去操作中间 EVB 上的电源开关。
2.2.1 Keil 下仿真环境搭建步骤
1. 如果用户首次搭建调试仿真环境, 首先将开发包中“\Driver&Example\MCU\MDK\config\ UM324xF.FLM”文件拷贝到Keil 的安装路径下的Flash 文件夹下(例如C:\Keil_v5\ARM\Flash)。
2. 打开Keil 软件,点击“Project > Open Project”,选择芯片对应的工程文件。
3. 点击“Project > Options for Target ‘UM324xF’”或直接点击 进入工程设置界面。
4. 在“Target”界面,编译器版本选择:建议选择版本 5,如下图所示:
图 2-5:编译器版本选择
5. 点击“Debug”,在下拉框中选择所用的 JTAG 型号(例如 J-LINK/J-TRACE Crotex)。
图 2-6:JTAG 型号配置
6. 点击“Settings”进入设置,在“Debug”界面中将看到 Xxxxx 的SN,HW,FW,SW Device 等信息。设置如下图所示: “Port”选择 SW,速率选择 5MHz。
图 2-7:Debug 配置
7. 点击“Flash Download”,在“Flash Download”界面中点击 “Add”。
图 2-8:Flash Download 配置
8. 选择之前拷贝到安装路径下的 Flash 文件夹中的 UM324xF.FLM,设置好后点“OK”退出工程设置。
图 2-9:Flash 文件配置
9. 点击,将编译通过后的工程进行 debug 调试。
xxxx 进入到仿真调试状态,程序停留在用户 main 程序入口处,表示成功进入 debug 状态,可以进行单步调试仿真了。
图 2-10:debug 调试界面
10. 点击,将编译通过后的工程进行 download 下载。输出窗口显示如下,则下载成功。
图 2-11:download 下载界面
2.2.2 IAR(8.0 以上版本)下仿真环境搭建
注意:IAR 不同版本的兼容性有些差异,SDK 中使用的 IAR 工程 IDE 版本是 8.40.2。搭建调试仿真环境操作步骤如下:
1. 如 果 用 户 首 次 搭 建 调 试 仿 真 环 境 , 将 UM 开 发 包 中 的 config (\Driver&Example\MCU\EWARM\8.0 以上版本\config)的相关文件夹拷贝到 IAR 安装文件夹 “\IAR Systems\Embedded Workbench\arm\config”中,共有如下四个文件夹需要拷贝。
图 2-12:IAR 安装文件包拷贝
2. 完成后打开IAR 软件,点击“Project>Create New Project”可新建 IAR 工程。
图 2-13:新建 IAR 工程
3. 选择空工程“Empty project”,点击“OK”。
图 2-14:建立一个空工程
注意:文件夹路径选用全英文的文件夹,选择中文文件夹会导致 IAR 卡死,请确保路径中没有中文文件夹。
4. 建立好工程后即可配置对应的文件,右键选择“Options”进行工程配置。
图 2-15:选择工程配置
5. 在“General Options”菜单的“target”界面中,“Device”选择 UM324xF 芯片。
图 2-16:选择UM324xF 芯片
6. 点击“C/C++ Compiler”,在“Preprocessor”界面中点击,将所有的.h 文件夹都添加到路径中。为了拷贝工程方便,最好增加为相对路径,不要用绝对路径。
图 2-17:添加.h 文件路径
7. 选完路径后,点击右侧的小箭头选择头文件夹的相对路径。
图 2-18:选择头文件夹的相对路径
8. 将软件包中“\Driver&Example\MCU\EWARM\8.0 以上版本\config\linker\UM\UM324xF.icf”的 icf 文件拷贝至工程中的文件夹中,点击“Linker”,在“Config”界面中勾选“Override default”,并点击选择对应的icf 文件,如下图所示:
图 2-19:选择icf 文件位置
9. 点击“Debugger”,在“Setup”界面中,配置 JLink 仿真工具和仿真所需 ddf 文件。ddf 文件位置为“\IAR Systems\Embedded Workbench 8.x\arm\config\debugger\UM\UM324xF.ddf”,具体配置如下图所示:
图 2-20:选择仿真工具、配置仿真文件
10. 选择仿真的烧写工具。进入“Debugger”的“Download”界面,勾选“Use flashloader(s)”及 “Override default.board file”,选择\IAR Systems\Embedded Workbench 8.x\arm\config\flashloader\UM\UM324xF.board 文件,如下图所示:
图 2-21:选择flashloader 工具
11. 配置完工程后添加工程的源文件和 startup.s 文件,其中 startup.s 文件在 “Driver&Example\MCU\Device\UM324xF_IAR_startup.s”中有提供。添加完工程后如下图。
图 2-22:工程建立完成
12. 进行编译和仿真。点击仿真按钮,系统会自动进行编译并下载至芯片中。首次仿真,JLink 会提示找不到芯片,选择 cotex-M4 即可。
图 2-23:IAR 进行编译和下载至芯片仿真
量产环境搭建
量产环境搭建是指通过BootLoader 和PC 界面程序下载用户APP 代码的hex 文件到片内Flash,然后运行程序;或者通过单通道烧录器下载用户 APP 代码 hex 文件到片内 Flash,然后运行程序。
注意:
⚫ 由于芯片中固化了 Boot 引导代码,Boot 的下载串口管脚固定用的 PA9(UART0_TX)、 PA10(UART0_RX)。
⚫ 如果用户要通过 Boot 界面或者单通道烧录器量产,请在硬件设计时将 PA9(UART0_TX)、 PA10(UART0_RX)作为串口的管脚。
⚫ RESETN 信号为UART 批量下载必要信号,建议PCB 上引出该管脚信号(pad 或 pin)。
本文档将以通过BootLoader 和PC 界面程序搭建量产环境为例(通过单通道烧录器的具体操作详见相关文档),操作步骤如下:
1. 将硬件开发板的 USB 供电口与 PC 电脑的 USB 口连接起来,开发板连接图如图 2-24 和图 2- 25 所示,将电源开关打开,给开发板供电。
图 2-24:EVB 量产环境硬件示意图
图 2-25:EVB PLUS 量产环境硬件示意图
2. 打开Bootloader 的用户下载工具,设置如下参数:
⚫ “Port Number”为开发板在 PC 电脑中的串口编号
⚫ “MCU Type”选择正确的芯片型号
⚫ “Baud Rate”xx率配置为 115200
界面如下图所示:
图 2-26:Bootloader 的用户下载工具
3. 点击“Open”打开串口,如下图所示,当“Status Area”下方的显示框中提示“Connecting ”
时,重新给开发板上电。
图 2-27:Bootloader 的用户下载工具
等待“Status Area”下方的显示框中显示“Connect OK!”,此时芯片进入到 Boot 模式,可以进行在线量产。如下图所示:
图 2-28:Bootloader 的用户下载工具
4. 点击“Erase”按钮,擦除片内 Flash,界面提示“Erasing OK!”时,点击“Code File”选
择 hex 文件。
图 2-29:Bootloader 的用户下载工具
5. 点击“Download”按钮进行程序下载,界面提示“Downloading ............ Code OK!”时表示下载完成。
图 2-30:Bootloader 的用户下载工具
6. 下载完成后点击”Verify”按钮,界面提示”Verifying OK!”则说明 hex 文件下载成功。
图 2-31:Bootloader 的用户下载工具
7. 下载成功后点击“Run App”运行程序,芯片就跳转到EFlash 开始执行应用程序。代码下载成功后,芯片硬件开发板断电后下次启动将自动执行用户 APP 程序。
注:
⚫ 如想清空“Status Area”显示框中的内容,请将鼠标点击“Status Area”显示框内容将会出现“Clear Window”控件,可点击“Clear Window”清空内容。如下图所示:
图 2-32:Bootloader 的用户下载工具
⚫ 选择“Code File”文件后,点击“Auto Download”可自动下载 hex 文件并执行用户 APP
程序。如下图所示:
图 2-33:Bootloader 的用户下载工具