Az applikáció nagyvonalakban:

A programozóhoz egy saját fejlesztésű Windows alkalmazás is készült C# nyelven, WinForms környezetben. Az alkalmazás célja az volt, hogy egyszerű kezelőfelületet biztosítson a 28C16 EEPROM memória olvasásához, írásához, és szerkesztéséhez.

A szoftver nem univerzális EEPROM kezelőként készült, hanem kifejezetten ehhez a hardverhez és firmware-hez lett optimalizálva. Emiatt a kommunikáció egyszerű, gyors és könnyen követhető maradt.

Technológia

Az alkalmazás:

• C#
• .NET WinForms
• System.IO.Ports.SerialPort

alapokra épül.

A kommunikáció hagyományos soros porton keresztül történik, amelyet az MCP2221A USB-UART illesztő biztosít.

A program induláskor:

• inicializálja a hex editor nézetet,
• betölti az elérhető baud rate-eket,
• betölti az időtúllépési értékeket,
• majd automatikusan kilistázza az elérhető COM portokat.

Kommunikációs architektúra

A PC-s alkalmazás és a PIC firmware között egyszerű ASCII parancsprotokoll működik.

A kommunikáció logikai felépítése:

Windows App
        ↓
SerialPort
        ↓
MCP2221A
        ↓
PIC16F887
        ↓
28C16 EEPROM

A PC csak magas szintű parancsokat küld, például:

R 0x0000
W 0x0000 0xAA
D 0x0000 0x40

A firmware végzi:

• a pontos EEPROM időzítést,
• a buszkezelést,
• az írási pollingot,
• valamint a visszaellenőrzést.

Ez nagy előny, mert az alkalmazásnak nem kell közvetlenül hardverszintű memóriakezeléssel foglalkoznia.

Soros kapcsolat kezelése

Az alkalmazás a SerialPort osztályt használja.

Kapcsolódáskor:

• kiválasztja a COM portot,
• beállítja a baud rate-et,
• konfigurálja a timeout értékeket,
• majd megnyitja a kapcsolatot.

A firmware-rel történő első kapcsolatfelvétel során az alkalmazás egy egyszerű ping parancsot küld:

P

Erre a programozó válaszol:

PING: OK EEPROM-PGM HW V2 tomcii

Ez biztosítja, hogy valóban a megfelelő eszközhöz kapcsolódott a szoftver.

Belső memória buffer

Az alkalmazás a teljes EEPROM tartalmát RAM-ban tárolja:

private byte[] _buffer = new byte[2048];

Ez a buffer reprezentálja:

• a betöltött BIN fájlt,
• vagy az EEPROM aktuális tartalmát.

A legtöbb művelet ezen a belső bufferen dolgozik.

Ez lehetővé teszi:

• a gyors hex editor megjelenítést,
• a szerkesztést,
• a BIN exportot,
• valamint az összehasonlítást.

Hex editor nézet

A program egyik központi része a saját hex editor felület.

A megjelenítés:

• 16 byte/sor
• 128 sor
• HEX + ASCII nézet

felépítést használ.

A nézet tartalmaz:

• memória címet,
• 16 hexadecimális byte-ot,
• ASCII reprezentációt.

Példa:

0000  48 45 4C 4C 4F 20 57 4F 52 4C 44 FF FF FF FF  HELLO WORLD....

A hex editor DataGridView komponensre épül, egyedi formázással:

• Consolas font
• fix szélességű oszlopok
• középre igazított hex byte-ok
• külön ASCII oszlop

Ez nagyon retro debugger/EPROM programmer hangulatot ad az alkalmazásnak.

EEPROM olvasása

Az olvasás blokkos módban történik.

Az alkalmazás:

• 64 byte-os blokkokban
• végigolvassa a teljes EEPROM-ot.

A firmware-nek küldött parancs:

D 0x0000 0x40

A firmware válasza:

B 0000 40 AA BB CC ...

A szoftver:

• feldolgozza a hexadecimális válaszokat,
• majd feltölti a _buffer tömböt.

Ezután automatikusan frissül:

• a hex editor,
• az ASCII nézet,
• valamint a log ablak.

A blokkos olvasás sokkal gyorsabb, mint byte-onként lekérdezni az EEPROM teljes tartalmát.

EEPROM írása

Íráskor az alkalmazás végigmegy a teljes 2048 byte-os bufferen.

Minden byte-ra külön írási parancs kerül kiküldésre:

A firmware:

• végrehajtja az írást,
• pollinggal ellenőrzi,
• majd visszaküldi az eredményt.

Sikeres válasz:

 

OK 0123 AA

 

EEPROM törlése

A 28C16 EEPROM egyik előnye, hogy az EPROM memóriákkal ellentétben nincs szükség UV-fényes törlésre, vagy speciális programozófeszültségre. A memória tartalma egyszerűen felülírható normál 5 V-os működés mellett, ezért a teljes törlés gyakorlatilag abból áll, hogy a firmware minden címet 0xFF értékkel ír felül.

A firmware támogat egy úgynevezett „Fast Erase” működést is, amely során a teljes memória blokkos, automatikus végigírása történik. Ilyenkor a programozó gyors egymásutánban végigmegy az összes memóriahelyen, miközben az írás után polling alapú visszaellenőrzést végez, így biztosítva, hogy a törlés valóban sikeresen megtörtént.

Az alkalmazás minden válasz után ellenőrzi:

• sikeres volt-e az írás,
• timeout történt-e,
• vagy kommunikációs hiba jelent meg.

Írás közben progress bar mutatja az aktuális állapotot.

BIN fájl kezelés

Az alkalmazás képes:

• BIN fájl betöltésére
• BIN fájl mentésére

Betöltéskor:

• a fájl tartalma bekerül a _buffer tömbbe,
• majd automatikusan frissül a hex editor.

Ha a fájl kisebb 2048 byte-nál:

• a maradék terület nullázódik.

Ez lehetővé teszi:

• firmware dumpok kezelését,
• ROM archiválást,
• retro BIOS mentéseket,
• saját memóriaimage-ek szerkesztését.

Naplózás

Az alkalmazás minden fontos eseményt naplóz:

• kapcsolódás
• parancsok
• firmware válaszok
• hibák
• olvasás/írás állapotok

Példa:

14:22:31  Connected to COM5
14:22:32  > P
14:22:32  < PING: OK EEPROM-PGM HW V2 tomcii
14:22:35  > D 0x0000 0x40
14:22:35  < B 0000 40 ...

Ez fejlesztés közben rendkívül hasznos volt hibakereséshez és kommunikációs problémák diagnosztikájához.

Műveletkezelés és megszakítás

Az alkalmazás figyeli, hogy fut-e aktív művelet:

_operationRunning

Valamint támogatja a megszakítást is:

_cancelRequested

Ez különösen fontos:

• teljes EEPROM íráskor
• vagy hosszabb olvasási műveleteknél.

A felhasználó megszakíthatja a folyamatot anélkül, hogy az alkalmazás instabillá válna.

Timeout kezelés

A soros kommunikáció egyik legfontosabb része a timeout kezelés.

Az alkalmazás:

• állítható timeout értékeket használ
• 500–10000 ms között

Ez fejlesztés közben különösen hasznos volt, mert:

• hibás firmware esetén
• vagy instabil kommunikációnál

nem fagyott meg a teljes alkalmazás.

Felhasználói felület

A kezelőfelület szándékosan egyszerű maradt.

Főbb elemek:

• COM port választó
• baud rate választó
• timeout választó
• Connect/Disconnect
• Read
• Write
• Load BIN
• Save BIN
• Hex editor
• Log ablak
• Progress bar

A cél nem modern “flat design” GUI készítése volt, hanem egy klasszikus, műszer jellegű EEPROM programmer alkalmazás létrehozása.

Ez szándékosan idézi a régi:

• EPROM programozók
• debug eszközök
• szervizszoftverek

hangulatát.

Miért különösen hasznos ez a felépítés?

Az alkalmazás egyik legnagyobb előnye, hogy a hardver és a firmware szinte teljesen leválasztja a PC-t az EEPROM fizikai kezeléséről.

A Windows alkalmazásnak:

• nem kell időzítéseket kezelnie,
• nem kell buszvezérléssel foglalkoznia,
• nem kell pollingot végeznie.

A PIC firmware mindezt elintézi.

Ez:

• egyszerűbbé teszi a PC oldali fejlesztést,
• stabilabb kommunikációt ad,
• valamint könnyebben bővíthetővé teszi a rendszert.

A PC-s alkalmazás egy egyszerű, de jól használható kezelőfelületet biztosít a 28C16 EEPROM programozóhoz.

A szoftver:

• soros kommunikációval vezérli a hardvert,
• saját hex editor felületet tartalmaz,
• támogatja a BIN import/export funkciókat,
• naplózza a kommunikációt,
• valamint kényelmes felhasználói felületet biztosít a memória kezeléséhez.

A projekt különlegessége, hogy:

• a hardver,
• a firmware,
• és a PC-s alkalmazás

egyaránt saját fejlesztésű, így a teljes rendszer működése átlátható és könnyen továbbfejleszthető maradt.

Az utolsó oldalon fogom összegezni a projektet, valamint közzétenni az utánépítéshez szükséges fájlokat, és az alkatrészlistát is.