開發(fā)者分享｜MicroKeen多功能下載器，全流程開發(fā)工具一體化
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、升級工具、……
研發(fā)一套工具，量產(chǎn)又換一套；
售后升級，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 升級工具
一臺設(shè)備，覆蓋產(chǎn)品整個生命周期。
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
| 功能/型號 | MKLink V2 | MKLink V3 | MKLink V4 |
|---|---|---|---|
| 高速在線下載調(diào)試 | |||
| 高速USB轉(zhuǎn)串口(12M) | |||
| USB轉(zhuǎn)RTTVIEW | |||
| USB轉(zhuǎn)SystemView | |||
| USB轉(zhuǎn)VOFA+ | |||
| 支持python腳本 | |||
| 支持winusb，win10以上系統(tǒng)免驅(qū) | |||
| 自動掃描芯片，提示連接成功 | |||
| vref電壓自適應(yīng)，1.8~5V電壓 | |||
| 拖拽下載(bin文件) | |||
| 脫機(jī)下載(bin文件，hex文件)，支持解析FLM下載算法 | |||
| 內(nèi)置512kB 內(nèi)部flash | |||
| 內(nèi)置4MB nor flash | |||
| 內(nèi)置128MB SD卡 | |||
| USB轉(zhuǎn)485 | |||
| 功率計：電壓電流實時顯示 | |||
| 內(nèi)置ymodem等自定義協(xié)議串口升級固件 |
2、MicroKeen（MKLink） vs J-Link
| 能力維度 | MicroKeen（MKLink） | J-Link | 差異化說明 |
|---|---|---|---|
在線下載與調(diào)試 | CMSIS-DAP V2 | 專有協(xié)議 | 各有千秋 |
USB 轉(zhuǎn)串口 | 內(nèi)置高速 USB-UART最高 12M Baud | 需外接或特定型號支持 | MKLink 原生集成，減少工具依賴 |
RTT / RTTView | 原生支持 RTT 任意串口助手上位機(jī)可用 | 需 RTTViewer 專用上位機(jī) | MKLink 更開放，不綁定上位機(jī) |
SystemView | 原生 SystemView 協(xié)議 RTT 方式采集 無需額外硬件 | 依賴 J-Link 硬件 | 功能等效，硬件與成本更友好 |
數(shù)據(jù)可視化（VOFA+ / J-Scope） | 原生 VOFA+ 協(xié)議 基于 SWD 非侵入采集 | J-Scope 專有協(xié)議 | VOFA+數(shù)據(jù)可視化效果更佳 |
自動化與腳本能力 | 內(nèi)置 Python 腳本引擎 可定制量產(chǎn) / 升級流程 | J-Link Commander 命令式控制 | MKLink 更適合復(fù)雜自動化場景 |
量產(chǎn)與脫機(jī)下載 | 支持脫機(jī)燒錄 FLM + Python 腳本 | 需額外量產(chǎn)工具 | MKLink 覆蓋生產(chǎn)階段 |
IAP升級能力 | 內(nèi)置ymodem協(xié)議棧 | 無 | 原生支持ymodem協(xié)議升級固件 |
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
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)并行運行；
- CherryUSB 協(xié)議線
基于 USB HS，實現(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)運行 Python解釋器，支持脫機(jī)下載與升級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：一根 USB 線，全搞定
一個 USB 口，同時支持：
- 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
- WinUSB 免驅(qū)
你不再需要：
- RTTViewer
- J-Scope
- 額外串口工具
- 開發(fā)升級上位機(jī)
真正實現(xiàn)：
Debug 全家桶，一體化。
MKLinkV2淘寶鏈接：
https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=895964393739
MKLinkV3淘寶鏈接：
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MKLinkV4 淘寶鏈接：
https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=1020501356342
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：請根據(jù)您的HPM具體型號，修改以下內(nèi)容：
- 對應(yīng)的開發(fā)板board名稱（如"hpm5300evk"）：hpm.board("hpm5300evk")應(yīng)替換為對應(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"，及其對應(yīng)的地址）：請確保文件名和燒錄地址與您的程序結(jié)構(gòu)一致，同時支持燒錄多個文件。
2、售后升級？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。
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，具體使用方法請看MicorBoot簡介。
MicroBoot簡介：
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。
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 升級軟件。
3、SEGGER RTT，不再綁定專用上位機(jī)
MicroKeen（MKLink）實現(xiàn)了對 SEGGER Real Time Transfer（RTT）的原生支持，在不中斷目標(biāo)系統(tǒng)運行的前提下，實現(xiàn)高速、雙向的實時數(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，不影響芯片的實時響應(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：啟動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SEGGER RTT的指令
4、VOFA+ 可視化，不占 MCU 串口
MicroKeen（MKLink）已完成對 VOFA+ 上位機(jī)協(xié)議的原生適配，可在功能與使用體驗上完美替代 J-Link 的 J-Scope。
實現(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)，并實時封裝為 VOFA+ 協(xié)議，經(jīng) USB CDC 虛擬串口發(fā)送至 PC，實現(xiàn)對運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：
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 SEGGER SystemView 協(xié)議的原生支持，無需額外分析硬件，即可實現(xiàn)對 RTOS 運行狀態(tài)的任務(wù)級可視化分析，顯著降低系統(tǒng)級調(diào)試門檻。
實現(xiàn)原理：
核心優(yōu)勢：
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、時間軸級運行態(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、點擊工程， 右擊選擇“options” ， 在彈出的對話框中點擊Debugger,然后選擇GDB Server
2、點擊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bit傳輸?shù)臅r間為1/10M=100ns。
四、開源向?qū)?/strong>
開源向?qū)崳翰恢故且粋€工具，也是一個開發(fā)平臺
基于 MKLink 硬件平臺，后續(xù)將持續(xù)開放并完善完整示例工程，
涵蓋：
RT-Thread：在先輯硬件平臺上的工程化實踐
CherryUSB：USB HS 多類設(shè)備的真實應(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，實現(xiàn)流暢圖形與人機(jī)交互
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