Board pinout

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Applicando una tecnica di reverse engineering ho scoperto come sono mappati i segnali sulla scheda ARM. Questo vuol dire avere il pinout completo della scheda. In questa pagina vi illustrero' il procedimento che ho usato per trovare come sono collegati i segnali sulla scheda e per finire vi mostrero' il pinout completo.
A vostro proprio rischio potete ripetere l'intero procedimento sulla vostra scheda, oppure semplicemente potete prendere i miei risultati come buoni e basare il vostro lavoro su di essi. Volendo potete anche utilizzare lo stesso metodo per altre schede o altri sistemi e tentare di scoprire come sono stati disegnati.

Il microprocessore MC9328MXL e' dotato di un piccolo firmware interno chiamato bootloader. Questo e' un piccolo programma che puo' essere attivato da una precisa configurazione delle linee BOOT (vedere Bootstrap Mode Operation nel Manuale di Riferimento del MC9328MXL). Nel nostro caso l'attivazione del bootloader si ottiene chiudendo il Programming jumper al centro della scheda.
Il bootloader e' un piccolo interprete dei comandi in grado di fare solo due o tre cose: riceve comandi dalla porta seriale, i comandi sono costituiti da stringhe speciali chiamate B-records, ciascun comando puo' leggere dei dati dalla memoria, scrivere dei dati in memoria o avviare l'esecuzione di un programma da un'indirizzo ben preciso.
Questo loader viene utilizzato per caricare nella scheda il codice richiesto dall'applicazione e in alcuni casi puo' essere utilizzato come un debugger molto primitivo.
Nel nostro caso noi utilizzeremo questo bootloader come un agente in grado di agire dall'interno della scheda e di fare cio' che noi gli chiederemo di fare. In questo scenario noi comunichiamo attraverso la seriale con il loader e possiamo manipolare i registri del microprocessore dalla Linux box. Ho fatto tutto questo perche' e' molto piu' semplice per me scrivere e modificare un programma che gira sulla mia Linux box invece di scrivere un programma che giri sull'ARM che c'e' sulla scheda.

Possiamo vedere il bootloader come una piovra che possiamo guidare per manipolare i registri di controllo all'interno del microprocessore. Ora noi gli chiederemo di impostare uno specifico registro ad un ben preciso valore ed egli lo fara', in questo modo possiamo manipolare i registri di controllo direttamente dalla Linux box.
Questa cosa e' estremamente utile perche' modificando i registri di controllo possiamo pilotare le linee di I/O e scoprire come sono collegate nel PCB. Cerchero' di spiegarmi meglio: sulla scheda c'e' una linea di I/O, osservando dove e' collegata possiamo supporre l'uso che questa linea puo' avere, ma non saremmo in grado di trovare l'esatta funzione della linea: per esempio sappiamo dov'e' la porta seriale, il connettore e' ben visibile sulla scheda, ma questo connettore ha 6 fili, quale di questi e' la linea TX? Quale la linea DTR?
Agendo dall'interno possiamo muovere il pin TX su e giu', quindi con una sonda possiamo individuarlo sul connettore, in questo modo siamo assolutamente sicuri di quale sia il piedino TX.
Possiamo collegare una serie di sonde ciascuna ad una linea di I/O, quindi pilotare su e giu' ciascuna linea mappata sul GPIO e vedere dove si trova quella linea sulla scheda.

Ci sono 97 linee di I/O disponibili sul MC9328MXL, tutte queste linee sono pilotate dal modulo GPIO. Il GPIO e' un dispositivo (interno al microprocessore) in grado di rimappare ciascuna linea di I/O da un elenco di funzioni che possono essere impiegate per quella linea.
Questa tabella riassume tutte le funzioni che possono essere mappate su ciascuna linea di I/O, i bit segnati come Unused non sono disponibili nel GPIO.

Questa tabella potrebbe essere incompleta in alcune parti, l'ho ricavata dal capitolo Signals and connections del MC9328MXL Tecnical Data.

Questa e' la piedinatura completa della scheda:

Se vuoi ripetere l'intero processo per tuo conto leggi questo capitolo, in caso contrario puoi saltarlo ed andare a lavorare con la tua scheda ARM.
Prima di tutto hai bisogno di una sonda, meglio sarebbe avere piu' sonde da usare contemporaneamente. Una sonda molto semplice (come quella usata da me) puo' essere costruita come mostrato nella figura sottostante, altrimenti puoi usare un voltmetro (meglio se analogico) o un oscilloscopio.

Questo tipo di sonda funziona anche se il livello d'ingresso e' ricavato da un'alimentazione a 3.3V, quindi funzionera' anche con la scheda ARM.

1) Collega questo convertitore RS232 alla prima porta seriale ed usarlo per connettersi alla Linux box.

2) Collega tutte le tue sonde a tutti i piedini di I/O visibili sulla scheda, fai attenzione ai connettori CMOS perche' sono molto delicati.

3) Scarica mxlrever ed installalo sulla tua Linux box.

Ora sei pronto per partire:
4) Digita:

per lanciare tutti i test per tutti i piedini.
Se l'esecuzione e' troppo veloce puoi modificare alcuni #define in test.c o semplicemente rilanciare il test. Fai attenzione: se usi mxlrever piu' di una volta devi aggiungere il flag -S sulla riga di comando.
Non tutte le 97 linee di I/O vengono testate al momento, ma mxlrever e' comunque sufficiente per trovare cio' che stai cercando.

Come puoi vedere sopra ci sono alcuni connettori inutilizzati che puoi usare per collegare una memoria SD o una Memory stick alla scheda ARM. Ci sono altre cose interesanti che possiamo fare con questa scheda, per una documentazione completa sull'argomento ti rimando alla documentazione ufficiale del microprocessore, sotto puoi trovare alcuni link e materiali molto interessanti.

Puoi scaricare tutti i files relativi al progetto ARM diretamente da qui.

Alcuni link utili riguardo questo progetto:

Q: Sai a cosa serve il jumper J20 vicino al condensatore?
A: Certo, il pin vicino al condensatore e' collegato a massa (GND), l'altro pin e' collegato alla linea SSI_RXCLK (pin 4 PORT C). Questo segnale puo' essere utilizzato sia come ingresso che come uscita per fare dei controlli sull'esecuzione del programma.

Se hai delle domande, suggerimenti, problemi, etc. puoi contattami a questo indirizzo: bit.trapper@gmail.com

Ultimo aggiornamento: 29 Dic 2012