Всех приветствую.
По следам предыдущих статей по логическим анализаторам на Хабре решил таки закончить свой "фундаментальный" труд.
Начну немного издалека.
Все началось в в начале 10-х годов, когда я впервые узнал про Saleae Logic (далее под Saleae я подразумеваю 8 канальный анализатор без плисины) на каком-то радиолюбительском форуме.
Принял к сведению. Но уже в 13 в процессе реализации очередного проекта столкнулся с тем, что очень мне понадобился логический анализатор с большим буфером. Доступные в тот момент осциллограф и hanteck la-5034 не позволяли решить проблему.
Главная особенность Saleae и его клонов это отсутствие встроенного буфера — весь поток сразу гонится в ПК и там сохраняется. После чего его можно анализировать, декодировать и экспортировать. С одной стороны мы практически не ограничены в глубине просмотра (можно часами сохраняться данные), с другой стороны максимальная частота семплирования 24МГц. В большинстве случаев хватает, правда из-за программного характера семплирования, у отсчетов есть заметный "джиттер".
В итоге, очень быстро, примерно за сутки, из Харькова, из 6-lab (ныне почившей) мне через проводников доставили их клон saleae с уже встроенными двумя eeprom для переключения типов saleae и xbee (аппаратная часть у этих устройств одинаковая отличаются только vid:pid которые прошиты в eeprom).
Соответственно можно пользоваться ПО от обоих производителей.
Вот тогда я и заинтересовался такой штукой как СY7C68013A, ну или короче FX2 (хотя правильней FX2LP).
Это 8051-совместимый микроконтроллер с аппаратным USB2.0 портом и честными 480Мб/с.
В число особенностей входит: 16KB оперативной памяти и возможность загрузить прошивку как из подключенной I2C EEPROM, так и через USB (встроенной flash там нет).
А еще этот МК может прикидываться любым устройством на USB-шине (в смысле откликаться на любой VID:PID).
Немного подробностей из даташита по процедуре загрузки
Рассмотрим случай когда к МК подключена I2C EEPROM.
В таком случае из нее анализируются 8 первых байт:
| EEPROM Address | Contents |
|---|---|
| 0 | 0xC0 |
| 1 | Vendor ID (VID) L |
| 2 | Vendor ID (VID) H |
| 3 | Product ID (PID) L |
| 4 | Product ID (PID) H |
| 5 | Device ID(DID) L |
| 6 | Device ID(DID) H |
| 7 | Configuration Byte |
Если первый байт 0xC0 (как в прошивке клонов Saleae), то МК конфигурирует USB-порт с указанными в 1-4 байтах VID:PID и ждет загрузки прошивки через USB. В зависимости от прошитых VID:PID МК может "быть" разным устройством, хоть Saleae хоть Xbee хоть кем. Очень удобно. Можно стопкой припаять EEPROM-ки и джампером выбирать.
А вот если первый байт 0xC2, то начиная с 9 байта в EEPROM должна хранится прошивка для MK, которую он загрузит в RAM и начнет исполнять.
Формат хранения похож на HEX от Intel:
| 8 | Length H |
| 9 | Length L |
| 10 | Start Address H |
| 11 | Start Address L |
| – | Data Block |
| – | Length H |
| – | Length L |
| – | Start Address H |
| – | Start Address L |
| – | Data Block |
| – | 0x80 |
| – | 0x01 |
| – | 0XE6 |
| – | 0x00 |
| Last | 00000000 |
То есть, прошивка разбивается на блоки которые по отдельности грузятся в разные участки памяти. И соответственно, нет смысла хранить пустые участки.
И вот мы плавно подходим к главному герою нашей статьи DreamSourseLab.
Не буду пересказывать всю историю (я ее толком не знаю и глубоко погружаться смысла не вижу). Это три инженера которые через краудфандинг запилили проект логического анализатора мечты (ну почти).
Что они сделали.
Добавили к FX2 дешевую плисину — Spartan 6 (возможно подсмотрели у Saleae).
А это сразу 16 каналов, это четкие моменты семплирования, это возможность упаковки отдельных бит (две линии можно семплировать в 4 раза чаще чем 8, главное в полосу пропускания USB уложиться). Это возможность сохранять в буфер на высокой частоте (400МГц/4 канала, 200МГц/8 каналов, 100МГц/16каналов), а потом медленно отдавать в ПК. А если к этому прикрутить sigrok с его мощнейшей базой декодируемых протоколов. В общем, проект выстрелил — все довольны. А с учетом того, что авторы сохранили поточный режим (без сохранения во внутренний буфер), то получился логический анализатор мечты (ну почти, потому как сразу захотелось 32 канала и FX3).
Таким образом появился DSLogicPro. Строгая черная коробочка из алюминия с USB-C разъемом.
А дальше инженеры ударились в бизнес. И выпустили коробочки с названием DSLogicBase и DSLogicPlus (как я понял для завоевания мира через китайские сайты), а также DSCope (вешаем парочку 8-разрядных AЦП и вот у нас получился двухканальный осциллограф).
Ну, а чтобы этот процесс шел под строгим контролем немного поменяли разводку плат. То есть электрически и функционально DSLogicPlus и DSLogicPro идентичны, но SRAM висит на плисине на других выводах (это хорошо видно по рисунку дорожек). Подозреваю, что и в других местах сделаны доработки.
Кстати, была сделана очень ценная доработка в плане кабеля подключения исследуемых сигналов. Если в Pro все 16 линий подключаются сразу одним широким разъемом, то в Plus, все кабели разделили на группы по 4 канала который можно подключать отдельно. Ну и сами кабели короткие, коаксиальные и в месте разделки (где коаксиал раздваивается на отдельный сигнальный и общий проводы) стоит маленькая платка с фильтром.
И вот, весной 17 года я в Китае заказал себе DSLogicBase (к сожалению я тогда не знал всего-того о чем тут написал). Мне все прислали, но предвкушая буфер на 64 мегасемпла я раскрутил плату и увидел пустое место. Быстро подняв бучу вернул 50% стоимости. А потом занялся изучением вопроса по превращению моего Base в Plus. Именно в этом и заключается отличие Base от Plus — наличием отдельного буфера. В Base используется память встроенная в FPGA.
Летом 17 года по дороге на работу и обратно по полчаса в электричке МЦК я изучал этот вопрос. И довольно быстро стало ясно, что отличия только в запаянной SRAM и паре байт прошивки EEPROM.
Немного про то, что лежит в каталоге DSView/res
Там у нас комплект файлов с раcширениями bin и fw.
bin — это прошивки для плисины. Они загружаются в момент старта программы через fx2.
fw — это бинарные файлы прошивки для FX2.
Если сравнить все файлы fw от окажется, что все они отличаются только байтом PID-а по адресу ближе к концу.
То есть отличия у всех устройств только этим ну и прошивкой плисины (которая как я уже сказал грузится в момент инициализации).
Сравнение fw с тем, что записано в EEPROM (я конечно сразу слил дамп с своего анализатора) показало, что здесь именно развернутая прошивка.
Если прошивку из EEPROM развернуть, то (насколько я помню) они совпадут (для версии ПО 0.96).
Таким образом, как уже писали на хабре, нужно всего лишь припаять память и в прошивке поменять 2 байта (в заголовке и потом далее в прошивке).
Аналогичным образом дорабатывается DSCope, допаиваем память и меняем PID в EEPROM.
Есть еще один нюанс.
По мере выпуска новых версий ПО (0.96-0.99) происходило добавление поддерживаемых моделей оборудования и изменение PID этих моделей.
Вот у меня получилась такая табличка:
| FW | Size buf | 0.96 | 0.97 | 0.98 | 0.99 | 0.98: 0x20 | 0.99: 0x20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DSLogic | 256Mb | 01 | 01 | 01 | 01 | ||
| DSLogicPro | 256Mb | 1002 | 03 | 03 | 03 | 5 | 5 |
| DSMso | 05 | 05 | 05 | - | |||
| DSLogicBasic | 256Kb | 21 | 21 | 21 | 21 | 6 | 6 |
| DSLogicPlus | 256Mb | 20 | 20 | 20 | 20 | 6 | 6 |
| DSCope | 256Mb | 02 | 02 | 02 | 02 | ||
| DSCope20 | 256Mb | 04 | 04 | 04 | 04 | ||
| DSCope B20 | 256Mb | — | — | 22 | 22 | ||
| DSCope C20 | 256Mb | — | — | — | 23 | ||
| DSCope C20B | 256Mb | — | — | — | 24 | ||
| DSCope C20P | 256Kb | — | — | — | 25 |
Кроме этого, в прошивках появился какой-то признак по адресу 0x20 у версии Pro там 5, у Base и Plus там 6. Скорей всего это как раз версия печатной платы.
Кстати, есть еще один способ доработки. Не требующий перепрограммирования EEPROM. Достаточно только запаять SRAM, а потом при компилировании libsigrok4DSL в файл libsigrok4DSL/hardware/DSL/dsl.h внести исправление:
В структуре описывающей оборудование static const struct DSL_profile supported_DSLogic[],
в месте где описывается DSLogic PLus и Base поля PID поменять местами, чтобы программы думала, что у Base PID 20, а у Plus PID 21.
319 {0x2A0E, 0x0020, "DreamSourceLab", "DSLogic PLus", NULL, 320 "DSLogicPlus.fw", 321 "DSLogicPlus.bin", 322 "DSLogicPlus.bin", 323 {CAPS_MODE_LOGIC, 324 CAPS_FEATURE_VTH | CAPS_FEATURE_BUF, 325 (1 << DSL_STREAM20x16) | (1 << DSL_STREAM25x12) | (1 << DSL_STREAM50x6) | (1 << DSL_STREAM100x3) | 326 (1 << DSL_BUFFER100x16) | (1 << DSL_BUFFER200x8) | (1 << DSL_BUFFER400x4), 327 SR_MB(256), 328 0, 329 DSL_BUFFER100x16, 330 0, 331 0, 332 DSL_STREAM20x16, 333 SR_MHZ(1), 334 SR_Mn(1), 335 0, 336 0} 337 }, 338 339 {0x2A0E, 0x0021, "DreamSourceLab", "DSLogic Basic", NULL, 340 "DSLogicBasic.fw", 341 "DSLogicBasic.bin", 342 "DSLogicBasic.bin", 343 {CAPS_MODE_LOGIC, 344 CAPS_FEATURE_VTH, 345 (1 << DSL_STREAM20x16) | (1 << DSL_STREAM25x12) | (1 << DSL_STREAM50x6) | (1 << DSL_STREAM100x3) | 346 (1 << DSL_BUFFER100x16) | (1 << DSL_BUFFER200x8) | (1 << DSL_BUFFER400x4), 347 SR_KB(256), 348 0, 349 DSL_STREAM20x16, 350 0, 351 0, 352 DSL_STREAM20x16, 353 SR_MHZ(1), 354 SR_Mn(1), 355 0, 356 0} 357 },
И ваша версия анализатора с этой версией DSView будет работать как будто у вас настоящий Plus.
А я пока помечтаю о связке Spartan6+FX3+DSView.
