一種基于WIFI的無線編程下載器

蔡谷奇 馬銳軍 許映城 朱德海 張俊源 陳德寧

摘 要：針對傳統的編程下載器無法完成無線在線仿真和無線下載程序等功能的缺點，本文設計了一種集無線通訊、實時在線仿真、無線下載程序和脫機下載程序于一體的無線編程下載器。該下載器同時支持JTAG接口和SW接口，能配合IAR EWAR，KEIL等集成開發環境支持所有帶有JTAG接口或SW接口的內核芯片完成無線仿真等功能。該下載器與開發環境所在的主機處于同個局域網，使用簡易、連接方便，是學習開發ARM方便且實用的開發工具。

關鍵詞：在線仿真;無線下載;脫機下載;WIFI;開發工具

1 緒論

傳統的Jlink和Stlink等程序下載器受到線路長度的束縛，會導致下載器無法實現遠距離下載程序和在線仿真。同時，對于量產的芯片，傳統的下載器無法實現將代碼一次性下載并存儲到下載器中，再將下載器存儲的相關程序重復下載到多個產品中，會導致量產過程反復下載新芯片程序的工作量變得相當大。

目前RunesKee公司開發的ESP8266固件燒錄器調試器可以實現無線下載程序和無線在線仿真的功能，正點原子公司開發的Mini-Pro脫機下載器可以實現脫機反復下載程序的功能。但當前還沒有將無線下載程序、無線在線仿真與脫機可反復下載程序結合在一起的編程下載器。因此，本論文設計一種基于WIFI的無線編程下載器，既可以遠程無線下載程序，又能通過在線仿真來查看芯片一些運行狀態，同時還能用于同類功能芯片的量產，實現下載器脫機情況下反復下載代碼。

2 系統工作原理

本論文設計的整體結構如圖1所示，基于Windows系統的電腦和基于Linux系統的樹莓派連接到同一個WIFI路由器中，從而方便電腦和樹莓派在局域網內的無線通信。而通過路由器可以獲取到局域網內樹莓派的IP地址，再通過在電腦端ping樹莓派的IP地址的方式來測試樹莓派和電腦在局域網內的通信是否正常。確認正常通信后，在電腦端通過xshell軟件或者putty軟件利用ssh協議連接樹莓派。為了讓樹莓派可以順利連接下載器，需要通過基于ftp協議的FileZilla軟件將下載器的驅動上傳并安裝到樹莓派上。最后，用戶可以根據芯片連接需要選擇JTAG接口或者SW接口連接到下載器，而在MDK或IAR等開發環境下設置接口為IP/TCP，并填寫對應樹莓派的IP地址和將要下載程序的芯片型號，就可以實現無線在線調試和無線仿真的功能。為了實現脫機下載程序，只需要將某種芯片的程序存儲在樹莓派，并設置樹莓派開機啟動時自動將存儲程序通過下載器到相應的芯片中。

3 系統功能測試實驗

為驗證本文設計下載器的有效性，構建了如圖2所示的驗證系統。驗證系統由ST公司的STM32F103芯片，同時具備JTAG接口和SW接口的ARMLINKV8調試下載器、3B+型號的樹莓派以及Keil 5軟件構成。

分別對無線Jlink編程下載器的功能進行測試，實驗結果顯示，本文設計的基于WIFI的無線Jlink下載器總體性能穩定，能預期完成無線下載程序，無線在線仿真以及脫機下載程序三部分的功能。

4 總結

本文設計了基于WIFI的無線Jlink編程下載器，該下載器具有無線下載程序、無線在線仿真和脫機可反復下載程序的功能，可以實現遠距離無線更改程序和無線調試，并且大大提高芯片量產時完成大量新芯片需要下載相同程序的速率，具有較高的實用價值。

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[4]STM32數據手冊[Z].

基金項目：2017年省級大學生創新創業訓練項目（No.201710588005）

作者簡介：蔡谷奇（1995-），男，廣東揭陽人，廣東技術師范大學本科生，專業方向為2015級電氣工程及其自動化;許映城（1993-），男，廣東揭陽人，廣東技術師范大學本科生，專業方向為電氣工程及其自動化;朱德海（1995-），男，廣東汕尾人，廣東技術師范大學本科生，專業方向為2015級自動化;張俊源（1997-），男，廣東開平人，廣東技術師范大學本科生，專業方向為2016級建筑電氣與智能化;陳德寧（1997-），男，廣東湛江人，廣東技術師范大學本科生，專業方向為2016級自動化。

*通訊作者：馬銳軍（1991-），男，廣東揭陽人，碩士，助理實驗師，研究方向為嵌入式系統設計、無線通信和計算機控制。