发现新一代SPYDER

作者：Freescale公司 Inga Harris

　　飞思卡尔半导体是全球领先的半导体公司，为汽车、消费、工业、网络和无线市场设计和生产嵌入式半导体产品。过去几年来，我们越来越多地把重点放在为大众和发烧友市场提供工具上。我们最近增加了电子商务网站、赠送样品、免费的编译器和调试器、以及经济高效的硬件工具，现在设计人员可以轻松获得飞思卡尔微控制器系列了。USBSPYDER08由SofTec Microsystems制造，是该公司2007年推出的最新工具，售价29美元。该产品的推出再次彰显了我们致力于提供小型、快捷且经济高效的硬件工具，帮助您启动设计的承诺。[ 法律提示：使用本产品参考需获得SofTec Microsystems许可。]

　　上个世纪80年代推出的HC05 和 HC11 8位内核现在已经广泛用于一些主要的细分市场。20世纪90年代末推出的HC08 (8位)和 HC12 (16位)内核则更多地应用于专业应用。2000年年初，继HCS08 8位内核以后，公司又进一步推出HCS12 16位内核。16位内核具有后台调试模块（BDM）的重要功能，从而使这些MCU的开发变得更为简单。

　　8位HCS08和最新推出RS08微控制器（通过消除指令和其他成本节省方法减少HCS08内核，从而使产品更小）内置一个单线后台调试接口，支持片上非易失性内存线内编程和复杂的非入侵调试功能。正是该模块实现了经济高效、使用方便的工具的开发。同样的BDM连接也出现在32位微控制器68K V1 ColdFire®内核产品上，该产品有望在2007年推出。

　　2005年， freegeeks.net在HCS12 微控制器社区提供一个名为TBDML的开放式源代码工具。该工具在12个月内的下载达到1454次，我们意识到工程师们发现了这个工具的价值。现在，可以通过两种方式获得支持8位BDM功能微控制器的同等工具：
•　　用于HCS08的开放源BDM(OSBDM)，详细信息请见飞思卡尔论坛(http://www.freescale.net/forums)。这款自建工具的物料单（BOM）成本不到10美元，可以以预制的方式从小公司购买。 [法律提示: 可以将该价格定为飞思卡尔直接销售价格或建议零售价/转售价]
•　　支持 MC9S08QG、MC9S08QD 和MC9RS08KA 88位微控制器的USBSPYDER08开发工具。该工具箱支持飞思卡尔未来的8针脚MCU。

　　OSBDM 和 USBSPYDER08的功用基本相同，主要用来连接您的开发环境（基于Windows® PC）和目标MCU，如图4所示。这些工具的主要目标是提供更便宜、更方便的设计，供爱好者们使用。

　　USBSPYDER08是一款新型的USB到BDM的开发工具，用于飞思卡尔的MC9S08QG、MC9S08QD和 MC9RS08KA 8位MCU。 [法律提示：使用本产品参考需获得SofTec Microsystems的许可。]如果您不熟悉BDM，它是我们最近刚刚推出的8位和16位MCU上使用的ICD、debugWIRE或JTAG的飞思卡尔版。

　　这些设备上的BKGD (BacKGrounD) 针脚提供连接片上调试模块的单线后台调试接口。如需了解这些调试模块的更多信息及使用方法，请参见HCS08 或RS08产品介绍的开发工具章节。尽管接口为单线路接口（一般为6针脚连接器），但BDM端口还是用来连接目标，如图2所示。

　　该针脚的主要功能是为活动后台模式命令和数据传输提供双向串连通信。复位时，该针脚被用来选择是以活动后台模式启动还是启动用户应用程序。此外，该针脚要求提供定时同步响应脉冲，允许主机开发工具为后台调试串行通信确定正确的时钟频率。BDC命令以串行方式从主机发送到目标HCS08 或 RS08 MCU的BKGD针脚。使用定制的BDC通信协议，以MSB先发的顺序发送命令和数据。 [法律提示: 如果未按要求，则声明无效] 。有了单线后台调试接口，我们就能够使用相对简单的接口POD把主机计算机命令转换成BDC命令。

　　使用USBSPYDER0时，要使用低速通用串行总线（USB）接口。该工具采用 USB Flash Memory Stick™ 。[法律提示： Memory Stick 是 Sony公司的一个商标名称，使用本产品参考需获得SofTec Microsystems和Sony的许可。]

　　USBSPYDER08 是一款经济高效的工具，是SofTec Microsystems和飞思卡尔半导体的通力合作的结果。[法律提示： 使用本产品参考需获得SofTec Microsystems的许可。]加上屡获殊荣的CodeWarrior®开发工具 [法律提示： CodeWarrior是注册商标名，每次使用时后面首先要带相应的标识（标题中也是如此），同时注明相应的非商标名称]，USBSPYDER08提供了书写、编译、下载、线内模拟和调试代码所需的核心工具 [法律提示：如果未按要求，则声明无效]。全速率程序执行功能允许开发人员实时执行硬件和软件测试。该工具的总线速度高达10MHz，支持3.3V的MCU 操作范围。它在板卡上有一个套接式目标MCU，该MCU可以用支持的其他PDIP封装部件进行更换。现在，http://www.freescale.com网站上已有少量样品部件提供。 为了提高工具的灵活性，它还拥有一个BDM连接器，对其他封装中支持的产品进行板外调试；如果开发需要组合其他板卡组件，也可以提供该连接器。

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USBSPYDER08 的工作原理

　　借助HCS08 和RS08 的后台调试控制器（BDC）模块，USBSPYDER08提供了一个快速、简便的进行片上闪存和任何其他内存编程的途径。它是用于开发的主要调试接口，允许对内存数据和传统的调试功能（如CPU寄存器修改断点和单指令跟踪命令等）进行非入侵式接入。

　　该工具用USB 接口与PC进行通信，用USB总线电压为工具和微控制器供电，无需旧式的体积笨重的适配器，使之成为真正的便携设备。USB电源还可以为目标板卡供电，只要没有太多的电机消耗电流（最多100毫安）。由于这些工具都依赖USB接口，所以USBSPYDER08工具采用的核心产品是飞思卡尔MC908JB16 MCU。该MCU内置一个USB(2.0低速)接口，由USB提供的5V电压供电。但当它支持 RS08 MCU时，需要12V电压进行编程。 MC908JB16 MCU能够识别目标，通过凭借PTD0控制，用直流-直流转换器芯片支持12V的信号。

第 1步 – USBSPYDER08板卡装配
　　USBSPYDER08工具最基本的部件现已组装到产品中，因此您可以将它用作带套接微控制器的独立工具。如果现在需要使用另外一个封装类型或独立的目标板卡，它也同样支持。通过在标有R2的钉座旁的空间里新增一个0 ohm的电阻器或短路，就可以把电源连到BDM插座上，这样您就可以使用另外一个目标板卡。最终的结果是USBSPYDER08 Discover Kit 变成了BDM  POD。

第2步 – 调试器安装
　　CodeWarrior® Development Studio for Freescale HC(S)08/RS08 v5.1在其特殊版中已经提供了FOC，FOC的副本在USBSPYDER08 CD上。有关该工具功能的更多信息，请访问：www.freescale.com/codewarrior 。如果没有许可证密钥，该产品将以受限制的演示模式运行在1KB的代码容量中。要想突破1KB的限制，可以使用以下两种方法：
　　• 联系飞思卡尔申请无限制使用时间的免费许可证密钥，代码容量可以增加到16KB。
　　• 联系飞思卡尔申请30天免费许可证密钥，在此期间可以不受任何限制地运行编译器。

[法律提示：发布前要确认许可信息。]

第 3步 –驱动
　　一旦板卡做好了开发准备，且CodeWarrior安装完毕，下一步就是让USBSPYDER08与调试器进行通信。用随附的CD盘安装完驱动后，工具就首次连接到PC，Windows会识别到有新的USB设备，“Windows New Hardware Wizard”（“Windows新硬件向导”）对话框将打开，系统会请求所需驱动。要完成安装流程，开发人员必须选择“自动安装”选项，就是这么简单！

第 4步 –准备启动发现功能
　　必须指出的是，USBSPYDER08使用目标MCU而非模拟器来执行线内执行，因此微控制器的外围设备如定时器、交流直流转换器和串行通信模块等都不是由软件或外部设备重建的。

　　要用CodeWarrior工具为USBSPYDER08 支持的任意一款设备创建新工程，首先要从CodeWarrior工具入手。从主菜单中选择“File > New Project…”（ “文件> 新工程…”）或者在启动对话框中点击“Create New Project”（“创建新工程”）。这时会出现一个对话框，提示您从下拉菜单上选择目标设备。在选择类型中选择“SofTec HCS08” ，然后选择代码类型、工程名称和位置。如果没有需要添加的文件，并且您也不想使用设备初始化工具，那么点击“Finish”（ “完成”）即可。CodeWarrior将会创建该工程，为代码设置框架，并且包含具有所有寄存器定义的页眉文件。一旦您写好代码，准备开始调试时，先创建文件然后进行编译。现在有多种方法可以完成该操作：您可以使用窗口上的快捷按钮；或者使用下拉菜单“Project”（ “工程”）；或者先按F5 ，然后按F7。

　　第一次进入调试会话时，会出现一个“MCU Configuration” （“MCU 配置”）对话框，提示您选择连接您PC的调试硬件。一定要选择 “USBSPYDER08” 连接类型。这时，CodeWarrior已经被擦除并重新编辑了内存，如果选定的MCU包含振荡器，那么它要梳整振荡器。

　　这时，您就拥有调试代码所需的工具。CodeWarrior 工具套件支持不同程序流量分析方法，如通过断点、观察点或跟踪缓冲器进行流量分析。所有这些功能在实施时都利用了目标微控制器的调试外围设备的优势。图5显示了CodeWarrior 窗口，该窗口包括： [法律提示：在发布前请用现有的数据对信息进行确认，同时要确保所有功能都是该产品的功能。]
　　• 源代码窗口，显示您的代码
　　• 组装窗口，您可以看到编译器为您的源代码创建的内容
　　• 寄存器窗口，可以看到CPU寄存器
　　• 内存窗口，你可以观察任一位置或将字节更改为另外一个值
　　• 具有数据、程序和命令的其他窗口

　　数据格式和数据刷新速率可以通过右击窗口并更改格式或模式的方法进行更改。进入“File > Save Configuration”（ “文件 >保存配置”），保存优选设置。不熟悉CodeWarrior工具套件的工程师应先花点时间熟悉Start/Continue、 Single Step、Step Over、 Step Out、 Assembly Step、 Halt 和Reset Target等按钮。在学习调试环境知识时，AN3335（ HCS08后台调试模式简介）和AN2616（ 用C启动HCS08和CodeWarrior）都是不错的学习资料。

　　与MCU相邻的钉座可以连接一个观察仪，实时监控调试器的针脚输出状况。

小结
　　USBSPYDER08 Discovery Kit 是一个非常灵活的工具，能够满足低预算开发要求。它支持飞思卡尔的8针脚S08设备，能够用片外目标选项扩展针脚计数。CodeWarrior 工具的功能非常强大。当与CodeWarrior 工具套件（如 IDE、 编译器、调试器、编辑器、连接器、汇编程序和运行控制设备）接合使用时，飞思卡尔为大众和发烧友市场提供了构建平台和应用所必需的关键工具。

祝开发工作顺利！
Inga

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阅读资料推荐
AN3335 - Introduction to HCS08 Background Debug Mode
AN2616 - Getting Started with HCS08 and CodeWarrior Using C

BR8BITLOWEND - A Little 8-bit Goes a Long Way
HCS08QRUG - HCS08 Peripheral Module Quick Reference
RS08 Peripheral Module Quick Reference - A Compilation of Demonstration Software for RS08 Modules 

　
图 1 –内核发展图

　
图2 – BDM 连接器

　
图3 – USBSPYDER08 示意图

　
图 4 –模块图

　
图 5 – CodeWarrior屏幕截图