蔡谷奇 马锐军 许映城 朱德海 张俊源 陈德宁

摘 要：针对传统的编程下载器无法完成无线在线仿真和无线下载程序等功能的缺点，本文设计了一种集无线通讯、实时在线仿真、无线下载程序和脱机下载程序于一体的无线编程下载器。该下载器同时支持JTAG接口和SW接口，能配合IAR EWAR，KEIL等集成开发环境支持所有带有JTAG接口或SW接口的内核芯片完成无线仿真等功能。该下载器与开发环境所在的主机处于同个局域网，使用简易、连接方便，是学习开发ARM方便且实用的开发工具。

关键词：在线仿真;无线下载;脱机下载;WIFI;开发工具

1 绪论

传统的Jlink和Stlink等程序下载器受到线路长度的束缚，会导致下载器无法实现远距离下载程序和在线仿真。同时，对于量产的芯片，传统的下载器无法实现将代码一次性下载并存储到下载器中，再将下载器存储的相关程序重复下载到多个产品中，会导致量产过程反复下载新芯片程序的工作量变得相当大。

目前RunesKee公司开发的ESP8266固件烧录器调试器可以实现无线下载程序和无线在线仿真的功能，正点原子公司开发的Mini-Pro脱机下载器可以实现脱机反复下载程序的功能。但当前还没有将无线下载程序、无线在线仿真与脱机可反复下载程序结合在一起的编程下载器。因此，本论文设计一种基于WIFI的无线编程下载器，既可以远程无线下载程序，又能通过在线仿真来查看芯片一些运行状态，同时还能用于同类功能芯片的量产，实现下载器脱机情况下反复下载代码。

2 系统工作原理

本论文设计的整体结构如图1所示，基于Windows系统的电脑和基于Linux系统的树莓派连接到同一个WIFI路由器中，从而方便电脑和树莓派在局域网内的无线通信。而通过路由器可以获取到局域网内树莓派的IP地址，再通过在电脑端ping树莓派的IP地址的方式来测试树莓派和电脑在局域网内的通信是否正常。确认正常通信后，在电脑端通过xshell软件或者putty软件利用ssh协议连接树莓派。为了让树莓派可以顺利连接下载器，需要通过基于ftp协议的FileZilla软件将下载器的驱动上传并安装到树莓派上。最后，用户可以根据芯片连接需要选择JTAG接口或者SW接口连接到下载器，而在MDK或IAR等开发环境下设置接口为IP/TCP，并填写对应树莓派的IP地址和将要下载程序的芯片型号，就可以实现无线在线调试和无线仿真的功能。为了实现脱机下载程序，只需要将某种芯片的程序存储在树莓派，并设置树莓派开机启动时自动将存储程序通过下载器到相应的芯片中。

3 系统功能测试实验

为验证本文设计下载器的有效性，构建了如图2所示的验证系统。验证系统由ST公司的STM32F103芯片，同时具备JTAG接口和SW接口的ARMLINKV8调试下载器、3B+型号的树莓派以及Keil 5软件构成。

分别对无线Jlink编程下载器的功能进行测试，实验结果显示，本文设计的基于WIFI的无线Jlink下载器总体性能稳定，能预期完成无线下载程序，无线在线仿真以及脱机下载程序三部分的功能。

4 总结

本文设计了基于WIFI的无线Jlink编程下载器，该下载器具有无线下载程序、无线在线仿真和脱机可反复下载程序的功能，可以实现远距离无线更改程序和无线调试，并且大大提高芯片量产时完成大量新芯片需要下载相同程序的速率，具有较高的实用价值。

参考文献：

[1]王桂喜，胡平平.STC单片机集成下载器的设计与实现[J].北京信息科技大学学报，2011，（05）：75-80.

[2]周清文，殳国华，黄冠.一种基于蓝牙通信的FPGA无线下载器设计[J].计算机技术及其应用，2018，（03）：04-08.

[3]冯志辉.使用树莓派实现网络监控系统[J].电子技術与软件工程，2015，（05）：85.

[4]STM32数据手册[Z].

基金项目：2017年省级大学生创新创业训练项目（No.201710588005）

作者简介：蔡谷奇（1995-），男，广东揭阳人，广东技术师范大学本科生，专业方向为2015级电气工程及其自动化;许映城（1993-），男，广东揭阳人，广东技术师范大学本科生，专业方向为电气工程及其自动化;朱德海（1995-），男，广东汕尾人，广东技术师范大学本科生，专业方向为2015级自动化;张俊源（1997-），男，广东开平人，广东技术师范大学本科生，专业方向为2016级建筑电气与智能化;陈德宁（1997-），男，广东湛江人，广东技术师范大学本科生，专业方向为2016级自动化。

*通讯作者：马锐军（1991-），男，广东揭阳人，硕士，助理实验师，研究方向为嵌入式系统设计、无线通信和计算机控制。