SWD専用Versaloonクックブック

20120210追:
OpenOCDが0.6.0の2月以降のコミットでSTlink&STLink/v2の素のハードウエアに
対応しました!!もはやVersaloon化すら必要ありません！！


20110829追:
Versaloon本家の対応により、STM8S/STM32Discoveryに組み込まれたSTLink
のハードウエアにもめでたく対応となりました！！以下に長々と書いているかなり
無理やりなハードウエアの改造は、現在行わなくても済むようになっています！
それでもねむいさん(の方法)がだいすきなんだーい！って言う人だけ読んでください！




デバッガを備えた扱いやすい32ビットのプロトタイプボードたちが群雄割拠する現在、彗星の
ごとく電子工作シーンに現れそのまま大気圏に突入して消滅したSTM8S-Discovery
には32bitMCUを使用した2線式デバッガハードウエアSTLinkが搭載されています。

このSTLinkの本体はSTM32F103C8T6というSTM32のARMマイコンで、これはVersaloon
というリソースが公開された汎用のデバッガハードウエアにも使用されているものです。
今回は、そのままでは糞の役にも立たないSTM8S-DiscoveryのSTLink部分に物理的改造
を施し、SWD接続専用の簡易Versaloonとして再生する手順を紹介します。

注：制限事項
　・この改造はVersaloon-miniのハードウエア互換にする改造です。
　・VersaloonはARMの他に多数のマイコンをサポートしているが
　　この改造はARMの、それもCortex-Mx専用になります！
　・てわけでSWD接続以外の接続はできない(ていうかできねぇ！)
　・頑張ってTDIとかTDOとか引き出せばJTAG接続も使えるけどめんどいからやらないよ！
　・3.3V以外の信号レベルでは接続できない(一応5Vトレラント)
　・作業工程はWindowsXP以降の環境を使用。Windows7x64環境で動作確認しました！
　・真似して改造して基板がゴミになっても泣かない
　・ていうかJTAGKey/JTAGKey2Cloneをすでに持ってる方の補助的な位置づけです
　・ハードの改造がめどいですという方はiruka氏のオレオレblaster化をお勧めします。
　・SWD専用ですが、本家の対応でめでたくSTM8S/STM32DiscoveryのSTLink
　　のハードウエアにも対応となりました！！↓に長々と書いているハードの改造を
　　無理にしなくても済むようになっています！大事なことなので2度言います！


●必要なもの
　1.STM8S-Discovery
　　これが無いと話になりませんね。750円でSTM32単体買うより安いです。
　　必要部品はすでに乗っていて一から回路起こすより断然楽です！

　2.12MHzのクリスタル
　　Versaloonの標準的なハードウエアは12MHzの外部クロックを必要としています。
　　STM32の103系って標準が8MHzなはずだが…
　　ソフトが苦手なねむいさんとしてはハードウエアの方をカチ合わせる方
　　針で改造を進めます！いちいち修正してビルドするのめんどいし！

　3.チップ抵抗
　　1608~2012メトリックの100ohmを2つ・10kohmを3つ。これはポート保護&フローティ
　　ング時の信号レベル固定用です。

　4.1列ピンヘッダ
　　SWDやUARTの信号を外部に引き出す用途に使用します。

　5.0.26mm位のUEW・AWG26位のジャンパ線
　　UEWは48PinTQFPから足を引き出したりジャンパしたりに使用します。
　　ジャンパ線は3.3Vの電源ラインをバイパスするのに使用します。

　6.USB-シリアル変換若しくはパソコンとUARTで通信できる何らかの装備
　　改造工程でUARTによるブートローダを立ち上げてDFUを書き込む必要があります。
　　もちろん信号レベルはTTLレベルに各自で合わせておいてください。
　　(JTAGでも書き換えられますがここでは触れません)

　　また、DFUを書き込むためにPC側のプログラムはFlashLoaderDemonstratorを使用
　　しますので各自インストールしておいてください。
　　DFUを書き込んだ後はDfuSeを使いVersaloon本体を書き込みます。同じくインストールして
　　おいてください。

　7.2.54mmピッチのショートピン
　　パソコンでも使用する標準的なショートピンを。STM8S基板にひっついている奴を
　　流用しましょう。

　8.TQFP(0.5mmピッチ)の足を上げたり一本ずつはんだつけしたりが余裕で出来る技能
　　まぁこのブログを普段から見られている方はデフォで出来るでしょうからからあ
　　えて言わずもがなですね…(カメラ目線)



●改造手順
　※一気に改造するとなにが悪かったのか切り分けできなくなるので
　　逐次動作確認を行い、改造していきます。

　1.先ずSTM8S-Discoveryのミシン目をカットしSTLinkと燃えないゴミにわけます。
　　un


　2.次にUART用のPinをUEW線にハンダ付けで繋げ、外部に引き出せられるようにします。
　　un


　3."2."で引き出したUARTのピンはピンヘッダを使って外部に出しましょう。UART-TX(TxD)は
　　10kohmで必ずプルアップしてください。
　　un

　4.丸内の部分をジャンパします。ここから+3.3Vを外部に出したいなんて人は
　　AWG24位の太い線でジャンパしましょう
　　un

　5.次に丸内のBOOT0のPinに当たる部分を丸内の+3.3Vラインに
　　ジャンパで飛ばします。
　　un

　6.USB-シリアル変換と"3."で付けたピンをTxDとRxDを間違えないようにして接続します。
　　そしてSTLink側のUSBコネクタをPCに挿しこみます。USBデバイスが認識されないエラ
　ーがでますが無視で。

　7.FlashLoaderDemonstratorを起動します。STM32のUARTブートローダーが正しく起動し
　　ていればこの画面が見えるはずです。操作法などの細かい説明はこちらにうっち
　　ゃりますが、先ずここでDFUのプログラム(Versaloon_DFU_Bootloader.zip)を書き込みます。
　　STLinkのファームウエアははこの時点で消去されてしまいます。
　　un
　　un
　　un

　8.元STLinkをPCから外し、"5."で行ったジャンパはもう必要ないので外します。
　　てか外さないと何やってもSTM32のUARTブートローダーが立ちあがっています。
　　un

　9.次に書きこんだDFUの起動確認を行います。クリスタルを8MHzのものから12MHzの
　　ものに差し替えます。丸内の箇所にショートピンを挿し替えます。
　　un

　10.再び元STLinkとPCをUSBケーブルで接続します。USBデバイスとしてDFUが認識
　　されたらOKです。まだVersaloon本体は書きません！
　　un

　11.DFUが起動するのを確認したら一旦PCから抜きます。Versaloon本体を書く前に、SWD
　　を外部に引き出すための改造をします。四角内の部分の足を丁寧に上げます。
　　un

　12.足を持ち上げたらまとめてUEW線をハンダ付けして引き出します。
　　un

　13.ターゲットにSWD接続を行うためのピンを引き出します。JTAG用のポートが余っ
　　ているのでこれを利用しましょう。
　　VersaloonはPB6,PB7をSWDIO用,PB13をSWCLK用のポートとして使用します。
　　図中の表記はこれに倣っていますので間違えないようにしてください。
　　un
　　un
　　un

　14.SWDに使うポートを引き出す改造が終わったら"10.の操作を再び行いDFUを認識させます。
　　そして"DfuSe Demonstrationを立ち上げ、Versaloon本体のDFUファイルを書
　　き込みます。
　　un


　15.書き終わったらUSBケーブルを外し、"14."で行ったショートピンを丸内の位置にします。
(以後Versaloonのプログラム本体の書き換えはDFU経由で行います。)
　　un

　16.再度元STLinkとPCをUSBケーブルで接続します。USBデバイスとして、今度は
　　Versaloonが認識されたらOKです。LibUSBのドライバを読み込ませてください。
　　非常に操作が簡単なzadigを使ってLibUSBのドライバをインストールしてください。
　　un
　　

　17.vsprog等を使用しSWDで繋がるCortex-Mx系のマイコン(LPC1xxx,STM32,ATSAM3x,etc)
　　でVersaloonが使用できるか確認します。
　　結線さえあっていればこの時点でSWD接続で操作できます。
　　JTAGのTMS = SWDのSWDIO
　　JTAGのTCK = SWDのSWCLK
　　un
　　Simonquian氏のページで配布しているvsprog/vsgui等のソースをビルドして利用するか
　　SWDのパッチを当てたOpenOCDをビルドし使用しましょう。
　　おや…これは…



…というわけで余り物の材料かき集めたら1000円以内でCortex-Mx系のライタ/デバッガ
が手に入ってしまいます。STM8S-Discoveryを買ってしまった人は玉砕覚悟でVersaloonへの
改造を試してみてはいかがでしょうか？

Comments

何時も閲覧させて頂いています
此処の以前の記事を見て何時かはと思い
でも力量が無く、指を咥えていました

今回の記事は未だ良く見ていませんがやっと自分も
Versaloonに改造出来るかと
凄くわくわくしています

明日良く見させて頂きます
目がショボショボで
明日になります

此からも活躍を

  • sec
  • 2010/09/15 11:59 PM

はじめまして。
いつも楽しみにアクセスしています。なんといってもタイトルの
後の数行が面白すぎます。

この記事を元に、死蔵しているブツの改造を行わせて頂きます。
しかし、概念がさっぱり判っていませんが、大丈夫かなあ。
ま、作るだけなら３つあるので、1つくらいは成功しそうです。

よろしくお願いしますm(_ _)m。

sec様、Shuji009様
はじめまして　ねむいです。


一件複雑そうにみえますが私の説明がくどくなっているだけなので
先の細いコテを使用すれば特に難しい個所もなく作業は完了出来るでしょう。
頑張ってくださいね〜

本日、工作しました。
不器用なので苦労しました(；_；)。
なんといっても難しかったのが、11.の、ICの足を持ち上げるの・・・
ねむいさんは、どうやってやられたのでしょうか？

後、ソフトも全然入れてないので、検索で探したり、インストール
したりも意外に時間が掛かりました。

作って気がついたのですが、

＞16.SWDで繋がる適当なマイコンでVersaloonが使用できるか確認します。

持っていないorz・・・・

  • Shuji009
  • 2010/09/21 6:05 PM

Shuji009様

ねむいです。こんにちは。


ピンの足上げは対象のピンをコテで温めつつ100均でも売ってるようなソーイング
セットの縫い針を使いﾋﾟｼｯと引っかけ上げてます。一見難しいように感じますが、
コツをつかめば無鉛ハンダな環境でも簡単にできるようになりますよ〜
特に今回は隣り合う2つのピンを上げるので初めてでも難しくはないでしょう。


あとSWD接続ができるCortex-Mx系のARMマイコンについて、安価で手に入りやすい
ものを挙げるとLPCXpressoのLPC1114,LPC1343そしてLPC1768版が相当します。
JTAGのTMSに当たるのがSWDIO,TCKに当たるのがSWCLKです。Shujiさんの場合は
STM8S-Discoveryを複数持たれているので改造前の基板のSTM32部分を用いて試し
てみてください。

ねむいさん、お忙しいのにわざわざ済みませんm(_ _)m。
ダウンロードさせていただきました。

今のところはまっていましてうまく動作していません(汗；)。

デバイスマネージャでversaloonがでてこないので、困っています
(STMicroelectronica Virtual COM Port COM4と表示)。
１３でTarget in fileが、ねむいさんの図とは異なり、"ST"と表示され
てしまいます。
改造に失敗しているのでしょうか？

燃えないゴミ系は３つあるので、別の物でも作って見ます。

  • Shuji009
  • 2010/09/22 6:11 PM

ねむいさん、度々済みません。
ドライバの入替を行いました。名前は前のまま(STM....COM Port）ですが、
ドライバファイルは、windows¥system32¥drivers¥libusb0.sysと
windows¥system32¥libusb0.dllになっております。またデバイスマネジャー
でもlibusb-win32 devicesの配下にきておりますので、パソコン側はokだと
解釈しています。
後は、私の工作のレベルの低さとvsprogの概念(使い方)の知識不足なので、
自己努力していきます。

今回は色々と有り難うございましたm(_ _)m。

  • Shuji009
  • 2010/09/23 12:06 AM

ねむいです。こんにちは。

そこまで行けたらあと少しだと思います。配線をよく見なおして頑張ってください!
私も今回のShujiさんとのやり取りで気が付いた部分を記事にフィードバックしておきました。
(バレたら多分アウチなんでしょうけどLibUSBのドライバとvsprog/vsgui
のバイナリも記事中にさりげなく公開しています。)

せっかくですのでこの機会にShujiさんもARM(Cortex-Mx)に乗り換えちゃいましょう!

ねむいさん、ごめんなさい。
先週の半ばに「はじめてのオシロ」を中古で入手したので、それのリファレンス
電圧試験器等を作っていたので、コメントまで見ていませんでしたm(__)m。

PDFですが、読めないです？なんで・・・Acrobat9.3とFoxitで見ましたが、
フォーマットエラーになってしまいます(涙;)。
と、思ってバイナリエディタでみたら・・・・判りました。
落とせました！！感謝多謝。

オシロ騒動？が落ち着いたら再度チャレンジしますので、しばし私の存在は
忘れて下さいm(__)m。


  • Shuji009
  • 2010/10/03 11:57 PM

ねむいです。こんにちは。

良い結果が得られるよう期待しております！

忘れて下さいと言いながら書きます（汗；）。

一応、燃えないゴミのついた基板を２枚とLPCXpresso NXP LPC1768評価キット
を１枚、秋月に注文しました。

ので、撤退の意思はありません！
でも、「良い結果」を出せる自信は正直ありませんorz。
今月中に再着手をする予定です（オシロの次）。

  • Shuji009
  • 2010/10/04 11:36 PM

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