一、嵌入式開發(fā)大殺器

做嵌入式開發(fā)，你一定經(jīng)歷過這種場(chǎng)景：

桌面上插滿了設(shè)備——

調(diào)試器、串口工具、脫機(jī)下載器、升級(jí)工具、……

研發(fā)一套工具，量產(chǎn)又換一套；

售后升級(jí)，還得再做一套上位機(jī)。

工具越來越多，效率卻越來越低。

于是，MicroKeen（簡(jiǎn)稱 MKLink）誕生了。

它把開發(fā)者在研發(fā)、調(diào)試、量產(chǎn)、售后各階段需要的工具全部整合進(jìn)一個(gè)設(shè)備：

• 調(diào)試器
• USB 轉(zhuǎn)串口
• SEGGER RTT， J-Scope、SystemView數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
• 脫機(jī)下載器
• IAP 升級(jí)工具

一臺(tái)設(shè)備，覆蓋產(chǎn)品整個(gè)生命周期。

不再頻繁切換工具，不再維護(hù)一堆軟件環(huán)境。

一套設(shè)備，解決所有問題。

1、功能覆蓋

2、MicroKeen（MKLink） vs J-Link

二、MicroKeen的底層邏輯

1、性能基礎(chǔ)：不是隨便選的 MCU

采用 先楫半導(dǎo)體 HPM5301高性能 MCU：

• 360 MHz 主頻
• 內(nèi)置 USB High-Speed PHY

這不是為了“堆配置”。

而是為了并行運(yùn)行多種調(diào)試任務(wù)。

2、軟件架構(gòu)：不是堆功能，而是做平臺(tái)

• RT-Thread RTOS

提供穩(wěn)定的多任務(wù)調(diào)度與資源管理，支撐調(diào)試、下載、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)并行運(yùn)行；

• CherryUSB 協(xié)議線

基于 USB HS，實(shí)現(xiàn) CDC / MSC 多類設(shè)備高速并行工作；

• PikaPython 腳本引擎

在設(shè)備側(cè)運(yùn)行 Python解釋器，支持脫機(jī)下載與升級(jí)流程的腳本化與二次開發(fā)；

• Arm-2D 圖形加速庫

UI加速引擎，實(shí)現(xiàn)流暢、低資源占用的本地人機(jī)交互界面。

3、關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)：一根 USB 線，全搞定

一個(gè) USB 口，同時(shí)支持：

• CMSIS-DAP 調(diào)試
• USB 轉(zhuǎn)串口（最高 12M Baud）
• RTT 轉(zhuǎn)發(fā)
• SystemView 協(xié)議
• VOFA+ 協(xié)議
• 脫機(jī)下載
• IAP升級(jí)
• WinUSB 免驅(qū)

你不再需要：

• RTTViewer
• J-Scope
• 額外串口工具
• 開發(fā)升級(jí)上位機(jī)

真正實(shí)現(xiàn)：

Debug 全家桶，一體化。

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三、它到底能干什么？

1、脫機(jī)下載不僅支持arm內(nèi)核，還支持HPM單片機(jī)的RISC-V內(nèi)核

MicroLink支持脫機(jī)離線下載的功能，借助于強(qiáng)大的PikaPython開源項(xiàng)目，讓MicroLink可以使用python腳本進(jìn)行二次開發(fā)，可以非常容易地定制升級(jí)流程。

MKLink支持用戶自定義編寫python腳本來定義下載流程，比如默認(rèn)提供的脫機(jī)下載配置文件offline_download.py，內(nèi)容如下：

importPikaStdLib
importhpm
################boardname#################
# hpm5e00evk,0xfcf90002U,0x00000005U,0x00001000U
# hpm6e00evk,0xfcf90001U,0x00000005U,0x00001000U
# hpm6p00evk,0xfcf90002U,0x00000005U,0x00001000U
# hpm5300evk,0xfcf90002U,0x00000005U,0x00001000U
# hpm5301evklite,0xfcf90002U,0x00000005U,0x00001000U
# hpm6200evk,0xfcf90001U,0x00000005U,0x00001000U
# hpm6300evk,0xfcf90001U,0x00000005U,0x00001000U
# hpm6750evk2,0xfcf90002U,0x00000005U,0x0000000EU
# hpm6750evkmini,0xfcf90002U,0x00000005U,0x0000000EU
# hpm6800evk,0xfcf90001U,0x00000005U,0x00001000U
###########################################

hpm.board("hpm5300evk")
#hpm.flash_cfg(0xfcf90002U,0x00000005U,0x00001000U)
hpm.program("demo.bin",0x80000400)

可以支持HPM全系列的單片機(jī)配置，調(diào)用hpm.program("demo.bin",0x80000400)，將demo.bin下載到0x80000400地址中。

注意：請(qǐng)根據(jù)您的HPM具體型號(hào)，修改以下內(nèi)容：

• 對(duì)應(yīng)的開發(fā)板board名稱（如"hpm5300evk"）：hpm.board("hpm5300evk")應(yīng)替換為對(duì)應(yīng)芯片的名稱；或者使用hpm.flash_cfg()直接配置芯片的參數(shù)，兩種方式二選一。
• 下載文件名稱及地址（如"demo.bin"，及其對(duì)應(yīng)的地址）：請(qǐng)確保文件名和燒錄地址與您的程序結(jié)構(gòu)一致，同時(shí)支持燒錄多個(gè)文件。

2、售后升級(jí)？MicoBoot搭配MicroKeen為君解憂

MKLink內(nèi)置Ymodem協(xié)議，支持通過串口進(jìn)行可靠的文件傳輸。ymodem協(xié)議在多次重傳時(shí)仍能保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，非常適用于嵌入式系統(tǒng)的固件升級(jí)。

使用內(nèi)置的ymodem協(xié)議發(fā)送文件，首先需要目標(biāo)設(shè)備支持ymodem協(xié)議接收文件，MicorBoot開源框架集成了ymodem模塊，可以方便用戶直接安裝使用，具體使用方法請(qǐng)看MicorBoot簡(jiǎn)介。

MicroBoot簡(jiǎn)介：

https://microboot.readthedocs.io/zh-cn/latest/

借助python腳本，只需要在腳本中編寫幾行代碼，便可以讓MKLINK搖身一變?yōu)閥modem文件傳輸工具，給單片機(jī)設(shè)備做IAP升級(jí)。

importPikaStdLib
importcmd
importym
ymodem = ym.ymodem("uart",115200)
#ymodem= ym.ymodem("485",115200)
ymodem.send("rt-thread.hex")

無需額外開發(fā) PC 升級(jí)軟件。

3、SEGGER RTT，不再綁定專用上位機(jī)

MicroKeen（MKLink）實(shí)現(xiàn)了對(duì) SEGGER Real Time Transfer（RTT）的原生支持，在不中斷目標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)高速、雙向的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互與調(diào)試通信，是傳統(tǒng)串口調(diào)試方式的高效替代方案。

實(shí)現(xiàn)原理：

只要擁有了MKLink，你就可以享受以下的便利：

無需占用UART，將printf重定位到RTT；

不需要使用專門的RTTView上位機(jī)，支持任意串口助手；

高速通信，不影響芯片的實(shí)時(shí)響應(yīng)。

比如使用SSCOM，連接MicroLink的虛擬串口，輸入以下指令：

RTTView.start(0x0008032C,1024,0)

• 0x0008032C:搜索RTT控制塊的起始地址；
• 1024：搜尋范圍大?。?/li>
• 0：?jiǎn)?dòng)RTT的通道。

1、使用HPM SDK工具打開SEGGER RTT的menu例程

2、使用SES編譯工程，下載固件，并查看RTT控制塊地址

3、輸入啟動(dòng)SEGGER RTT的指令

4、VOFA+ 可視化，不占 MCU 串口

MicroKeen（MKLink）已完成對(duì) VOFA+ 上位機(jī)協(xié)議的原生適配，可在功能與使用體驗(yàn)上完美替代 J-Link 的 J-Scope。

實(shí)現(xiàn)原理：

MKLink 通過 SWD 直接讀取目標(biāo)芯片內(nèi)存中的變量數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)封裝為 VOFA+ 協(xié)議，經(jīng) USB CDC 虛擬串口發(fā)送至 PC，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行中變量的曲線顯示、波形分析與參數(shù)調(diào)試，且不占用 MCU 串口資源、不侵入業(yè)務(wù)代碼。

核心優(yōu)勢(shì)：

無需占用 MCU 串口資源

基于 SWD 的非侵入式采集

支持多種數(shù)據(jù)類型

高速刷新，穩(wěn)定可靠

打開VOFA+上位機(jī)，并連接虛擬串口，發(fā)送

vofa.send(0x20000030,"uint8_t",0x2000154c,"float",0x20001550,"float",0.00001)

• 0x20000030:變量1內(nèi)存地址；
• uint8_t：變量1數(shù)據(jù)類型；
• 0.00001：讀取周期，單位秒，最小支持1us

5、原汁原味的SystemView

MicroKeen（MKLink）已完成對(duì) SEGGER SystemView 協(xié)議的原生支持，無需額外分析硬件，即可實(shí)現(xiàn)對(duì) RTOS 運(yùn)行狀態(tài)的任務(wù)級(jí)可視化分析，顯著降低系統(tǒng)級(jí)調(diào)試門檻。

實(shí)現(xiàn)原理：

核心優(yōu)勢(shì)：

無需額外 Trace 硬件

基于 RTT 的低侵入式采集

支持主流 RTOS（RT-Thread / FreeRTOS）

任務(wù)級(jí)、時(shí)間軸級(jí)運(yùn)行態(tài)分析

即插即用，兼容官方 SystemView 工具

6、下載仿真

以SEGGER Embedded Studio為例

1、點(diǎn)擊工程， 右擊選擇“options” ， 在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊Debugger,然后選擇GDB Server

2、點(diǎn)擊GDB Server,在GDB Server Command Line中查看openocd配置文件,更改此配置文件為 cmsis-dap.cfg

3、與設(shè)備連接好JTAG引腳，點(diǎn)擊Target,連接connect GDB Server，連接成功后Output窗口如圖所示

7、高速USB轉(zhuǎn)串口

MicroLink內(nèi)置USB轉(zhuǎn)串口功能，支持常見的串口和485通信，串口最大支持12M波特率，無丟包。

使用邏輯分析儀抓取波形如圖所示，每個(gè)bit傳輸?shù)臅r(shí)間為1/10M=100ns。

四、開源向?qū)?/strong>

開源向?qū)崳翰恢故且粋€(gè)工具，也是一個(gè)開發(fā)平臺(tái)

基于 MKLink 硬件平臺(tái)，后續(xù)將持續(xù)開放并完善完整示例工程，

涵蓋：

RT-Thread：在先輯硬件平臺(tái)上的工程化實(shí)踐

CherryUSB：USB HS 多類設(shè)備的真實(shí)應(yīng)用范例

PikaPython：嵌入式 Python 在工具與流程中的落地使用

Arm-2D：高性能UI加速引擎，實(shí)現(xiàn)流暢圖形與人機(jī)交互