Квест: Перепрошить Pastild(у) (или прогулка по граблям)

В этом тексте представлена подробная инструкция того как перепрошить Пастильду с расчетом на самого обычного пользователя компьютера.

Что нужно сразу подготовить из оборудования? Даже не спрашивайте почему так много. Всё по ходу прочитаете.

Что надо из софвера?

Чтобы подключиться программатором к Пастильде надо осознать распиновку на печатной плате PCB. Есть 2 пути. Легкий посмотреть схемотехнику или трудный прозвонить плату DMM(ом).

Грабли №1 (экзотический разъём для программатора)

У устройства особый конструктив. Из-за этого мне пришлось купить на радиорынке на окраине города в (20км от сити центра) вилку с экзотическим шагом 1,27мм! Припаять такую вилку у себя дома в спальне подручными материалами, сами понимаете, просто нереально. Поэтому я отправился в ближайший торговый центр, нашел там мастера по ремонту мобильных телефонов и попросил его припаять вилку на X4. Мастер под микроскопом каким-то специализированной паяльной станцией установил этот 4х пиновый разъём на X4.

Пастильда обладает 4х проводным высокоскоростным последовательным синхронным интерфейсом SWD (Serial Wire Debug) который выведен на улицу через заръём X4.

Чтобы запрограммировать Пастильду можно, как вариант, воспользоваться фирменным программатором ST-LINK/V2 ISOL. Вот так он выглядит. Это вполне исправный экземпляр. Он только, что прошивал пару других плат с STM32.

Программатор поддерживает не только SWD, но и JTAG. Поэтому пинов аж 20 штук. Однако понадобится только 4 пина:

Эти пины просто найти на корпусе программатора

Пины программатора и комментарии к ним можно посмотреть тут.

Windows определяет программатор STM32 STLink в диспетчере устройств.

Перепрошивка Пастильды

Надо указать путь к серии утилит ST-Link в переменную Path

Открывает GUI версию STM32 ST-Link Utility.exe

Грабли №2 (Нет Link(а) с микроконтроллером)

При попытке подключится к памяти микроконтроллера появляется ошибка. Пробовал режимы Normal, Hot Plug в настройках Settings. Частота SWD минимальная 5kHz. Программатор просто не видит Target. Такое же сообщение можно получить, если попробовать сделать connect вообще ничего не подключая к программатору. Дело плохо.

Грабли №3 (Нет пина RST на разьёме)

Однако разработчики устройства не вывели пин D3.7 (nRST) на разъём для программирования.

Это очень плохо. Однако на PCB есть test pad для пина nRST. Можно попробовать взять провод, одним концом подключить его к земле, а другим попробовать осторожно тыкнуть в пин 7. Также можно попробовать тыкнуться прямо в резистор R5 или конденсатор C6.

Даже если соединить проводом придерживая рукой nRST провод NRST пин программатора и инициировать Connect under Reset, то всё равно появляется сообщение. Can not connect to target!

Can not connect to target! If you’re trying to connect to an STM32W1xx device, please select Normal or HotPlug mode from Target->Settings menu. If you’re trying to connect to a low frequency application , please select a lower SWD Frequency mode from Target->Settings menu.

После многочисленных попыток я обнаружил что в 1 случае из 15 удается подключиться к устройству в режиме HotPlug. Но надо делать так. Cначала включаю питание программатора, затем подаю питание на плату через USB и только после этого нажимаю connect в утилите. Только так изредка появляется SWD Link. Работать соблюдая такие ритуалы конечно же надоедает.

Грабли №4 Зашита On-Chip Nor Flash памяти

При попытке стереть прежнюю прошивку срабатывает защита от чтения.

Либо происходит какая-то Internal command error

Зайдем в меню зашиты прошивки. Видим что установлен уровень 1. Это защита на чтение и стирание прошивки.

Грабли 5 Не получить доступ с Option byte STM32

С первой попытки не получилось сбросить защиту появляется сообщение об ошибке

Could not set Option bytes! Please reset the target and retry.

Вот скриншот. Эта ошибка сброса зашиты тоже появлялась раз 40.

Как же снять Read Out Protection на STM32?

Проблемы с SWD Link(ом) Были вызваны проводами. Придерживаю рукой самопальный SWD шлейф удалось случайно отменить защиту и стереть оригинальную прошивку.

Однако SWD Link все еще крайне нестабильный (1 из 15). Я уже отчаялся и решил в последний раз подключить логический анализатор Seleae к шине SWD и посмотреть на какой фазе пропадает SWD Link. И вдруг неожиданный образом появился стабильный SWD Link! Даже на максимальной битовой скорости в 4MHz. Причем сам логический анализатор можно даже не подключать к USB V3. и достаточно насадить щуп только на провод SWCLK и GND. Он просто своим присутствием каким-то магическим образом чинит SWD шину. Природа этого явления мне как обычному пользователю компьютера совершенно не ясна. Видимо шупы логического анализатора добавляют ёмкость на провода и это как-то увеличивает стабильность линка.

Во время стабильного SWD Link программатор ST-Link V2 мигает зелено-красным цветом. Это внушает оптимизм.

Я решил воспользовался случаем и не отключая от шины SWD анализатора записал прошивки первичного загрузчика, основного загрузчики и самого приложения в Target.

Ура! Удалось записать свои дикие бинари в чужую железку!

Вот лог загрузки

Грабли №6 Прошивка не стартует при пере сбросе питания

Рано радоваться. В программировании MCU часто возникает такая ситуация: Прошивка загрузчика отлично работает под отладчиком, а после сброса питания вообще не стартует. Сегодня в очередной раз это случилось. На этот раз с Пастильдой. Оказывается надо сконфигурировать в коде на вход пин PA9 (VBus).

Вот теперь нелегальная прошивка прижилась. Стартует после пересброса питания.

Вывод

Как видите чтобы просто и банально перепрошить микроконтроллер STM32 на конкретной новой плате программатором надо целая куча всего разного и много телодвижений по городу. На каждом шаге вы можете наступить на грабли и огрести жесть. Этот процесс перепрошивки может запросто растянуться на целый день. При этом в Embedded вы никогда не предвидите, что ждет вас за следующим кликом мышки. Обязательно будете терять SWD Link c Target(ом), в микроконтроллере сработает защита на стирание, прошивка не будет стартовать после ColdReset. Будут отрываться провода. Это основное отличие web от embedded.

Тем не менее теперь и вы можете перепрошивать Пастильду и учить этому других.