Про фьюзы


Теперь о том, почему я так загонялся на тему сбоев при прошивке.
Дело в том что в памяти атмеги есть ячейки отвечающие за параметры конфигурации всего МК — фьюз-биты.

Про фюз-биты, как обычно, можно почитать у ДиХальта.
От себя добавлю что фьюз биты МК Atmega8 расположены в два байта – старший фьюз-байт (high _fuses) и младший фьюз-байт ( low_fuses)
А у Atmega168 есть ещё и дополнительный фьюз-байт(extended_fuses)

Если при программировании МК произойдёт сбой, то с некоторой долей вероятности (у меня пару раз было =) в эти ячейки может залезть мусор, что приведёт к галюцинированию или неработоспособности.
Шьются они специальными командами по 3 байта каждая+1байт данных (“куда писать”+”что писать”) т.е. вероятность, что помеха совпадёт именно с одной из них невелика, однако при прошивке ненадёжным программатором (или в условиях сильных помех) непосредственно фьюз-битов, вероятность попадания в них хлама существенно возрастает (мы сами подаём команду на запись фьюзов и если она каким-то чудом прорвалась сквозь наводки то данные похерить проще (они могут быть произвольными) и МК с радостью схавает шум эфира)

Наиболее неприятные фьюзы:

Ячейка RSTDISBL
при записи в неё “0” превращает вывод резет в обычную ногу и
прошить МК по SPI будет уже невозможно (вначале программирования необходимо “прижать к земле” RESET – подать “0”)

Ячейка SPIEN
при записи в неё “1” запрещено программирование по SPI. Пишут что при
программировании по последовательному каналу данная ячейка недоступна, так что нам вроде не грозит, однако проверять нехочется=)

Ячейки CKOPT и CKSEL
отвечают за тактирование МК и могут встать в такую позу, что
контроллер будет ждать внешнего тактового сигнала или не сможет раскачать ваш кварц.

Первое и второе лечится только параллельным программатром (может и JTAG поможет)
Второе лечится “тактированием от пальца” (мне пару раз помогло=). Тыкаете в XTAL1 (у атмеги8 — 9 нога) иголкой (или отвёрткой неизолированной) и шьёте как обычно — через SPI (может не с первого раза получится =) – можно, конечно использовать внешний генератор, но это если он есть или его не лень сделать =)
Сбои при программировании остальных фьюзов, лок-битов (биты отвечающие за защиту прошивки) и самого бутлоадера могут доставить неприятности лечимые простой (через SPI) перепрошивкой.

Процесс прошивки бутлодера состоит из четырёх этапов:

Разблокирование секции загрузчика вообще-то, по умолчанию, вся память атмеги и так
доступна для чтения/записи.

Установка фюз-битов — настраивает МК на работу в ардуине.

Прошивка собственно бутлодера

Запись лок-битов, защищающих секцию загрузчика от самостоятельной перезаписи (в общем случае бутлоадер может модифицировать или вообще сносить сам себя)

Настройки процесса прошивки бутлодера и значеня фьюз- и лок-битов можно просмотреть в arduino-0015\hardware\boards.txt в соотвествующей нашему МК секции (atmega8.bootloader)

atmega8.bootloader.programmer (по умолчанию: stk500) протокол используемый бутлодером.

atmega8.bootloader.path(по умолчанию: atmega8 ) путь где файл бутлодера лежит

atmega8.bootloader.file(по умолчанию: ATmegaBOOT.hex) собственно, сам бутлоадер

Теперь самое интересное:

atmega8.bootloader.unlock_bits (по умолчанию: 0x3F) значение записываемое в лок-байт для разблокирования секции бутлодера. Сбрасывает все лок-биты в 1 т.е. разрешаем любые изменения секции прикладной программы и бутлаодера.

atmega8.bootloader.high_fuses (по умолчанию: 0xCA) значение записываемое в старший фьюз-байт.

atmega8.bootloader.low_fuses (по умолчанию: 0xDF) значение записываемое в младший фьюз-байт

atmega8.bootloader.lock_bits (по умолчанию:0x0F) значение записываемое в лок-байт для блокирования секции бутлодера — запрещается запись/чтение секци бутлоадера (программатором конечно можно, но ни агрессивный скетч ни суицидально настроенный бутлоадер не смогут=)

Рассмотрим что же именно пишется во фьюз-биты МК:

Atmega8

Младший фьюз-байт

BODLEVEL   1 порог срабатывания схемы BOD 2.7В
BODEN      1 но BOD у нас запрещён=)
SUT1       0 эта пара определяет длительность задержки сигнала RESET после включения 
SUT0       1 питания - 16тыс тактов (при 16МГц кварце это 1с) 
CKSEL3     1 эти фьюзы
CKSEL2     1 определяют тип 
CKSEL1     1 тактирования
CKSEL0     1 – кварцевый резонатор >1МГц

Старший фьюз-байт

RSTDISBL   1 ножка RESET – резет
WDTON      1 таймер вочдог – запускается программно
SPIEN      0 шить через ISP можно 
CKOPT      0 совместно с CKSEL3...0 определяет что усилитель тактового сигнала включен 
EESAVE     1 команда “стереть кристалл” стирает также EEPROM 
BOOTSZ1    0 размер секции 
BOOTSZ0    1 загрузчика 512байт
BOOTRST    0 вектор начального сброса находится в начале секции загрузчика - 
             МК при включении питания первым делом запустит бутлоадер 

Atmega168

Старший фьюз-байт

RSTDISBL   1 ножка RESET – резет
DWEN       1 работа отладчного интерфейса DebugWire запрещена
SPIEN      0  шить через ISP можно
WDTON      1  таймер вочдог – запускается программно
EESAVE     1 команда “стереть кристалл” стирает также EEPROM 
BODLEVEL2  1 порог срабатывания 
BODLEVEL1  0 схемы BOD
BODLEVEL0  1  = 2,7В

Младший фьюз-байт

CKDIV8     1  делитель тактового сигнала выключен
CKOUT      1  Выходной буфер системного тактового сигнала отключен от вывода МК
SUT1       1  эта пара определяет длительность задержки сигнала RESET после вкл.питания
SUT0       1  - 16тыс тактов+14тактов +65мс (при 16МГц кварце это немного больше 1с)
CKSEL3     1  эти фьюзы
CKSEL2     1  определяют тип
CKSEL1     1  тактирования
CKSEL0     1  - кварцевый резонатор >8МГц

Дополнительный фьюз-байт

-
-
-
-
-
BOOTSZ1    0  1024байта размер 
BOOTSZ0    0  секции бутлоадера
BOOTRST    0  вектор начального сброса находится в начале секции загрузчика - МК при  
              включении питания первым делом запустит бутлоадер

Ссылки
AVR. Учебный Курс. Конфигурация FUSE бит
AVR Fuse Calculator

По теме
Arduino/CraftDuino и WinAVR — программируем на чистом С
Делаем ISP-программатор из Arduino


0 комментариев на «“Про фьюзы”»

    • BOOTRST — работать с загрузчика (а не с начала памяти, где хранится пользовательская программа)
      BOOTSZ1 и BOOTSZ0 — определяют размер секции загрузчика, а так как он находится в «конце» памяти то и соответственно адрес его ими определён, ЕМНИП=)

Добавить комментарий

Arduino

Что такое Arduino?
Зачем мне Arduino?
Начало работы с Arduino
Для начинающих ардуинщиков
Радиодетали (точка входа для начинающих ардуинщиков)
Первые шаги с Arduino

Разделы

  1. Преимуществ нет, за исключением читабельности: тип bool обычно имеет размер 1 байт, как и uint8_t. Думаю, компилятор в обоих случаях…

  2. Добрый день! Я недавно начал изучать программирование под STM32 и ваши уроки просто бесценны! Хотел узнать зачем использовать переменную типа…

3D-печать AI Android Arduino Bluetooth CraftDuino DIY IDE iRobot Kinect OpenCV Open Source Python Raspberry Pi RoboCraft ROS swarm ИК автоматизация андроид балансировать бионика версия видео военный датчик дрон интерфейс камера кибервесна манипулятор машинное обучение наше нейронная сеть подводный пылесос работа распознавание робот робототехника светодиод сервомашинка собака телеприсутствие управление ходить шаг за шагом шаговый двигатель шилд юмор

OpenCV
Робототехника
Будущее за бионическими роботами?
Нейронная сеть - введение