Mum计划之MumJTAG——ARM和Blackfin JTAG调试电缆（FT2232电缆）硬件制作

liyf · 发表于 2014-10-14 09:43:34

原网址http://blog.sina.com.cn/s/blog_70bb32080100lx1h.html
距离上次更新已经3个多月了。

这段时间我工作的重点在电磁兼容测试上，这东西估计没有什么人有兴趣吧？其实通过测试很简单，对策也就是那些，就是这事情很烦琐。幸好我们公司有Schaffner的快瞬、浪涌发生器和ESD枪，在我无数次的实验轰炸下，把某个我设计的产品抗扰度，快瞬由不到1000V提高到4800V（我们公司标准比国标高多了），ESD由不到1000V提高到15000V空气和8000V接触；还有另一个产品，把差模浪涌从炸机提高到1500~2000V，可惜还有待提高。累死了，光装卸时拧螺钉就拧了能有一千次，后来不行了，申请了个电动螺丝刀……做完测试，我的收获还是很大的，明白了该如何接地、如何屏蔽、如何进行内外互联；相应的，设计产品的风格也变了一些，终于自我感觉入了设计牛X产品的大门了。下一步还有个可靠性需要摸索，还需努力啊，等加速寿命试验做完了，估计就完成绝世武功目录的学习了，嘿嘿。感觉这段时间的收获就是在小公司的好处，可以接触到产品设计的每一个细节。

在业余时间，我启动了一个计划——Mum，这是一个用BF系列DSP进行视觉东东开发的计划，分为Mum、MumBurst和MumSW（SWfor Silkworm）三个阶段，哈哈，上MOP的同学们可以很快看出来含义。
MumJTAG是整个计划的第一步，这是个FT2232电缆，可以通过OpenOCD调试ARM，通过urjtag和gdbproxy调试Blackfin。MumJTAG和HubertHoegl的USB to JTAG Interface电缆（http://www.hs-augsburg.de/~hhoegl/proj/usbjtag/usbjtag.html）是兼容的，但是速度比它快，可以到6MHz，不用它的VID和PID，所以配置文件还需要修改。至于Blackfin调试，我参考了gnICE（http://blackfin.uclinux.org/gf/project/stamp/frs/?action=FrsReleaseBrowse&frs_package_id=146），但为了和ARM调试兼容，也要修改配置。不过这对开源项目来讲，不算什么难事。转载本文，请注明来自我是一只鱼的EE小站，邮件cosine@126.com。
先介绍下FT2232电缆。也许有的人不知道这个电缆，但没有搞嵌入式的人不知道Wiggler的各种Clone；FT2232电缆就可以看作Wiggler的升级版本。它的特点是，便宜（批量成本大约50~60RMB），速度快（下载速度可以达到60~70KB/s），可以配置成JTAG和串口并存的模式（非常适合笔记本电脑），开源。嘿嘿，惭愧，在我写“最低成本的ARM调试解决方案”（http://xianzilu.spaces.live.com/blog/cns!4201FDC93932DDAF!485.entry）的时候，我还不看好FT2232电缆，直到我发现它可以调试Blackfin以后，兴趣才来了。

MumJTAG的简要信息：

使用FTDI的FT2232D为USB和JTAG协议转换芯片，协议转换过程由PC上的软件控制
20针ARM JTAG接口和Blackfin转换板
串口一个
目标板电压范围1.6V~5.5V
JTAG最高频率6MHz

国内其实已经有人用FT2232做出电缆来了，比如Simon的Versaloon（http://group.ednchina.com/1065/）和淘宝有售的OpenJTAG。Versaloon看起来卖得不好，我觉得主要的问题是Simon想用擅长于GDB调试的东西去占领已经被各种成熟仿真器占领的，并不需要GDB调试的单片机开发市场，而且宣传的力度又不够。至于OpenJTAG，我觉得设计者把FT2232电缆+OpenOCD拿来赚钱这一点非常失败，首先FT2232电缆完全开源的；再者170这个价格和我刚才提供的实际成本有很大差距；另外，OpenJTAG怎么面对现在只有100块钱的盗版J-Link？当然，也许OpenJTAG设计出来的时候，盗版J-Link还没有这么便宜；但现在情况已经是这样了，OpenJTAG还卖得动么？
因此，MumJTAG从诞生起就完完全全开源，原理图、Gerber、BOM、调试代理程序映像都公开，想自己做的就自己做；我可能会开淘宝店卖空板，还没有想好。目前，在AT91RM9200和AT91SAM9263上试了下，可以用；在BF531的板子上试了下，可以用Insight修改内存数值，我对Blackfin的开发还不熟悉，目前没有跑程序，所以BlackfinGDB调试的结果未知。另外说一下，Blackfin的调试工具urjtag和gdbproxy编译起来太复杂了，具体过程看我后面的文章。
经过我的努力，已经解决了MumJTAG目标板上电时OpenOCD说找不到FT2232的BUG。毕竟我是做工控设备的，MumJTAG设计时考虑了脉冲群、静电对策，并对目标板交流电源冲击采取了抗扰措施；我做了几百次电源冲击测试，还用我这个天天和铁桌腿、水龙头放静电的肉身做了几十次放电测试（对比真正的ESD枪的击穿距离，我觉得放电大概有3000~4000V，好疼啊）；目前来看，MumJTAGV1.1版还比较稳定，单纯从电路上看，相信MumJTAG比现有所有FT2232电缆都稳定。当然，家里的测试条件有限，不能模拟所有的情况；如果你使用MumJTAGV1.1 Gerber做的板子出现问题，欢迎与我联系：cosine@126.com。MumJTAG将不断更新，请关注EE小站。（更新日期2009年3月28日，如果你看到的是转载的文章，请从这里查看最新信息http://xianzilu.spaces.live.com/blog/cns!4201FDC93932DDAF!786.entry）。

请注意我在BOM中选取的元件具体型号，钽电容的耐压、ESR，磁珠绝对不能用电感或零欧姆电阻代替，否则稳定性会下降很多。串口插座我用了带共模滤波器的器件，当然也可以用不带滤波器的，但是这样会稍微降低稳定性。

MumJTAG原理图：http://cid-4201fdc93932ddaf.skydrive.live.com/self.aspx/Mum%e8%ae%a1%e5%88%92/MumJTAG/MumJTAG%201.1.pdf。
MumJTAG Gerber：http://cid-4201fdc93932ddaf.skydrive.live.com/self.aspx/Mum%e8%ae%a1%e5%88%92/MumJTAG/MumJTAG%201.1%20Gerber.rar
MumJTAG BOM：http://cid-4201fdc93932ddaf.skydrive.live.com/self.aspx/Mum%e8%ae%a1%e5%88%92/MumJTAG/MumJTAG%201.1%20BOM.xls
Blackfin转接板原理图：http://cid-4201fdc93932ddaf.skydrive.live.com/self.aspx/Mum%e8%ae%a1%e5%88%92/MumJTAG/ARM2Blackfin%201.0.pdf
Blackfin转接板Gerber：http://cid-4201fdc93932ddaf.skydrive.live.com/self.aspx/Mum%e8%ae%a1%e5%88%92/MumJTAG/ARM2Blackfin%201.0%20Gerber.rar
Blackfin转接板BOM：http://cid-4201fdc93932ddaf.skydrive.live.com/self.aspx/Mum%e8%ae%a1%e5%88%92/MumJTAG/ARM2Blackfin%201.0%20BOM.xls

先上一张做好的MumJTAG图片：

JTAG调试电缆（FT2232电缆）硬件制作" title="Mum计划之MumJTAG——ARM和Blackfin JTAG调试电缆（FT2232电缆）硬件制作">

梳理下制作MumJTAG需要做的事情：

设计FT2232的PCB或者用我提供的Gerber
焊接PCB
修改FT2232板载串行EEPROM的内容
修改Windows驱动

我的习惯是在Windows下用虚拟机进行Linux开发，所以，我的文章不涉及Linux下驱动，请原谅。设计焊接PCB就不说了，从修改EEPROM开始。
与FT2232配套的，有一片串行EEPROM，其作用是记录用户自定义的设备名称，USB的VID和PID。在EEPROM没有编程的时候，FT2232使用厂家默认的VID0x0403和PID 0x6010。这个http://www.ftdichip.com/Resources/Utilities/MProg.pdf是官方的EEPROM编程工具MProg的使用说明，我下面提供的过程是这份说明的简化版。

在开始之前，请准备这几样东西：

FTDI的MProg：http://www.ftdichip.com/Resources/Utilities/MProg3.5.zip
Windows2000/XP/Vista下的驱动：http://www.ftdichip.com/Drivers/CDM/CDM%202.04.16%20WHQL%20Certified.zip
如果你需要反复的安装和删除驱动程序，请下载FTClean：http://www.ftdichip.com/Resources/Utilities/FTClean.zip
MumJTAG的EEPROM信息文件：http://cid-4201fdc93932ddaf.skydrive.live.com/self.aspx/Mum%e8%ae%a1%e5%88%92/MumJTAG/MumJTAG%20USB%20%e9%85%8d%e7%bd%ae%e6%96%87%e4%bb%b6.ept

FTDI的链接总有一天会失效，如果这样，请访问http://www.ftdichip.com查找。

先解压缩驱动程序，假设解压到E:\FT2232，然后连接MumJTAG到USB，提示安驱动的时候选择E:\FT2232，这部分不详细写了，相信大家都会。
驱动安好后，打开MProg，出现如下界面：

JTAG调试电缆（FT2232电缆）硬件制作" title="Mum计划之MumJTAG——ARM和Blackfin JTAG调试电缆（FT2232电缆）硬件制作">
然后选择菜单Device>Scan，如果硬件正常，窗口下方应该出现：

JTAG调试电缆（FT2232电缆）硬件制作" title="Mum计划之MumJTAG——ARM和Blackfin JTAG调试电缆（FT2232电缆）硬件制作">

然后选择菜单File>Open，打开下载的MumJTAGEEPROM信息文件"MumJTAG USB 配置文件.ept"，窗口变为：

JTAG调试电缆（FT2232电缆）硬件制作" title="Mum计划之MumJTAG——ARM和Blackfin JTAG调试电缆（FT2232电缆）硬件制作">

上图这些，就是需要烧写的配置。可以不用EE小站提供的这个EEPROM信息，但请注意右边的FT2232C/DOptions中的设置，将FT2232设置为Side A为JTAG，Side B为串口；你也可以更改Vendor ID、ProductID、Manufacturer、ProductDescription为你想要的东西。然后点选菜单Device>Program，将信息下载到EEPROM中，拔掉USB插头，硬件方面的动作就完成了。
此时，MumJTAG的VID和PID已经不是FT2232默认的了，FTDI的驱动已经不可用，需要对驱动程序信息进行修改。可以重新解压缩一份驱动程序，例如解压缩到E:\MumJTAG。用文本编辑器打开E:\MumJTAG\ftdibus.inf，修改其中的FtdiHW、FtdiHW.NTamd64、Strings等几段，红色字体表示增加或有变化的部分：

...

[FtdiHw]
%USB\VID_0403&PID_6001.DeviceDesc%=FtdiBus.NT,USB\VID_0403&PID_6001
%USB\VID_0403&PID_6010&MI_00.DeviceDesc%=FtdiBus.NT,USB\VID_0403&PID_6010&MI_00
%USB\VID_0403&PID_6010&MI_01.DeviceDesc%=FtdiBus.NT,USB\VID_0403&PID_6010&MI_01
%USB\VID_0725&PID_6010&MI_00.DeviceDesc%=FtdiBus.NT,USB\VID_0725&PID_6010&MI_00
%USB\VID_0725&PID_6010&MI_01.DeviceDesc%=FtdiBus.NT,USB\VID_0725&PID_6010&MI_01

[FtdiHw.NTamd64]
%USB\VID_0403&PID_6001.DeviceDesc%=FtdiBus.NTamd64,USB\VID_0403&PID_6001
%USB\VID_0403&PID_6010&MI_00.DeviceDesc%=FtdiBus.NTamd64,USB\VID_0403&PID_6010&MI_00
%USB\VID_0403&PID_6010&MI_01.DeviceDesc%=FtdiBus.NTamd64,USB\VID_0403&PID_6010&MI_01
%USB\VID_0725&PID_6010&MI_00.DeviceDesc%=FtdiBus.NTamd64,USB\VID_0725&PID_6010&MI_00
%USB\VID_0725&PID_6010&MI_01.DeviceDesc%=FtdiBus.NTamd64,USB\VID_0725&PID_6010&MI_01

...

[Strings]
Ftdi="FTDI"
DESC="CDM Driver Package"
DriversDisk="FTDI USB Drivers Disk"
USB\VID_0403&PID_6001.DeviceDesc="USB SerialConverter"
USB\VID_0403&PID_6010&MI_00.DeviceDesc="USBSerial Converter A"
USB\VID_0403&PID_6010&MI_01.DeviceDesc="USBSerial Converter B"
USB\VID_0725&PID_6010&MI_00.DeviceDesc="JTAGPort"
USB\VID_0725&PID_6010&MI_01.DeviceDesc="USBSerial Converter"
SvcDesc="USB Serial Converter Driver"
ClassName="USB"

用文本编辑器打开E:\MumJTAG\ftdibus.inf，修改其中的FtdiHW、FtdiHW.NTamd64、Strings等几段，红色字体表示增加或有变化的部分：

...

[FtdiHw]
%VID_0403&PID_6001.DeviceDesc%=FtdiPort232.NT,FTDIBUS\COMPORT&VID_0403&PID_6001
%VID_0403&PID_6010.DeviceDesc%=FtdiPort2232.NT,FTDIBUS\COMPORT&VID_0403&PID_6010
%VID_0725&PID_6010.DeviceDesc%=FtdiPort2232.NT,FTDIBUS\COMPORT&VID_0725&PID_6010

[FtdiHw.NTamd64]
%VID_0403&PID_6001.DeviceDesc%=FtdiPort232.NTamd64,FTDIBUS\COMPORT&VID_0403&PID_6001
%VID_0403&PID_6010.DeviceDesc%=FtdiPort2232.NTamd64,FTDIBUS\COMPORT&VID_0403&PID_6010
%VID_0725&PID_6010.DeviceDesc%=FtdiPort2232.NTamd64,FTDIBUS\COMPORT&VID_0725&PID_6010

...

[Strings]
FTDI="FTDI"
DESC="CDM Driver Package"
DriversDisk="FTDI USB Drivers Disk"
PortsClassName = "Ports (COM & LPT)"
VID_0403&PID_6001.DeviceDesc="USB SerialPort"
VID_0403&PID_6010.DeviceDesc="USB SerialPort"
VID_0725&PID_6010.DeviceDesc="MumJTAG"
SvcDesc="USB Serial Port Driver"
SerEnum.SvcDesc="Serenum Filter Driver"