Entwurf von Embedded Systems II 10.05.2017

HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 1

Entwurf von

Embedded Systems 2

© Ulrich Schaarschmidt

FH Düsseldorf, SS 2017

Themen am 10.05.17:

Infineon XMC 2GO (mit XMC1100 MCU, Cortex M0),

Chronos-Entwicklungssystem,

(micro-) SD-Karten-Interfacing

Bitte OHP-/Tafel-Notizen selbst mitschreiben!

ES217-V5

Quellenhinweise

www.infineon.com/xmc-dev

www.ti.com/chronos

http://e2e.ti.com/support/microcontrollers/

msp43016-

bit_ultralow_power_mcus/f/166.aspx

www.ti.com/msp430

eZ430-Chronos™ Development Tool

User's Guide; TI SLAU292C

10.05.2017 (c) U.G. Schaarschmidt, HS D 2

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HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 2

XMC 2 GO

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[Infineon 2014]

XMC 2 GO

The XMC™ 2Go with the XMC1100

Microcontroller is a new budget-priced evaluation

board equipped with an ARM® Cortex®-M0 CPU

running on 32MHz, 64KB Flash and 16KB RAM.

The XMC™ 2Go has a complete set of on-board

devices, including an on-board debugger to

immediately start code development. Build your

own application and gadget with the XMC™ 2Go –

it fits perfectly fine on a breadboard. Or carry the

XMC™ 2Go with you, it’s shaped like a key chain. [http://www.infineon.com/]

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XMC 2 GO, Summary of features

XMC1100 (ARM® Cortex™-M0 based),

Flash 64kB, RAM 16kB,

32 MHz CPU Clock, 64 MHz Timer Clock,

On-board J-Link Lite Debugger (Realized with XMC4200 Microcontroller)

Serial Wire Debug (SWD), Single Pin Debug (SPD), UART-to-USB Bridge (virtual COM)

Power over USB (Micro USB),

2 Kanal USIC (UART, SPI, I2C, I2S, LIN), External Interrupts (via ERU),

6 Kanal AD-C (12-Bit Auflösung), 4 * 16 Bit Timer, Real Time Clock,

Random Number Generator,

ESD and reverse current protection

2 x user LED @ P1.0 und P1.1,

Pin Header 2x8 Pins suitable for Breadbord

[http://www.infineon.com/]

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Blockdiagramm des XMC

2Go Kits

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Klein aber oho

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Literaturhinweise

Mattathil,Sajan:

Entwickelung einer tragbaren Schaltung zur Erfassung

von EKG, Körpertemperatur und Sturzvorgängen mittels

eines Beschleunigungssensors und Aufzeichnung der

Daten auf einer SD – Karte

Praxisprojekt an der FH-Düsseldorf

Nn: Microsoft Extensible Firmware Initiative FAT32 File

System Specification (FAT: General Overview of On-

Disk Format)

Version 1.03, Dec 6, 2000, Microsoft Corporation

10.05.2017 8 (c) U.G. Schaarschmidt, HS D

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SD und micro SD card

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microSD

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Typ Speicherkarte,

Halbleiterspeicher

Kapazität

microSD: 8 MB bis 64 GB

microSDHC: 4 GB bis

64 GB

microSDXC: 64 GB bis

2 TB

Größe 11,0 mm × 15,0 mm ×

0,7 mm

Gebrauch

mobile Geräte, u. a. MP3-

Player, Mobiltelefon,

Smartphone, Netbooks etc.

Ursprung

Entwickler SanDisk, SD Card

Association (SDA)

Vorstellung 2005

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Grober Aufbau

einer SD-Karte

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Mechanische Daten einer

Standard – SD – Karte

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Stromverbrauch einer SD –

Karte in verschiedenen Modi

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Kontaktbelegung der SD –

Karte im SD – Bus - Modus

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Pull – Up – Widerstände für

definierte Zustände

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Kontaktbelegung der SD –

Karte im SPI – Modus

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SD – Karten – Register

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Card Identification

Register (CID)

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Card Specific Data (1/6)

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Card Specific Data (2/6)

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Card Specific Data (3/6)

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Card Specific Data (4/6)

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HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 12

Card Specific Data (5/6)

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Card Specific Data (6/6)

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Ermittlung der

Speichergröße

Abstrakt:

Speicherkapazität = READ_BL_LEN * C_SIZE_MULT *

(C_SIZE+1)

In C:

Speicher Kapazität = BLOCKNR * BLOCK_LEN

BLOCKNR = (C_SIZE+1) * MULT

MULT = 2C_SIZE_MULT+2 (C_SIZE_MULT < 8)

BLOCK_LEN = 2READ_BL_LEN (READ_BL_LEN < 12)

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SD Card Configuration

Register (SCR)

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Operation Code

Register (OCR)

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Anbindung über einen 74LVX125

an den Mikrocontroller

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Anbindung des Write–Protect Signals

über einen Analog – MUX an die MCU

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Aufbau eines Befehls für

den SPI Mode

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Aufbau der Antwort

(Response 1)

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Aufbau der Antwort

(Response 2)

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Aufbau der Antwort

(Response 3)

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Aufbau der Data Response

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Daten - Format für Single Read, Single

Write und auch für Multiple Block Read

Bei Lese- und Schreibvorgängen muss der

Datentransport von der SD – Karte oder zu der SD –

Karte folgendermaßen aufgebaut sein:

- das erste Byte gibt die Anfangsbedienung an.

- Von Byte 2 bis Byte 513 enthält es die zu lesenden – oder

schreibenden Daten.

- die letzten zwei Bytes beinhalten 16 Bit CRC Checksumme.

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Aufbau des

Data – Error - Tokens

10.05.2017 (c) U.G. Schaarschmidt, HS D 36

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63 Grundbefehle im SPI Mode

(1/5)

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63 Grundbefehle im SPI Mode

(2/5)

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63 Grundbefehle im SPI Mode

(3/5)

10.05.2017 (c) U.G. Schaarschmidt, HS D 39

63 Grundbefehle im SPI Mode

(4/5)

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63 Grundbefehle im SPI Mode

(5/5)

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Application Specific

Command in SPI Mode (1/2)

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Application Specific

Command in SPI Mode (2/2)

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Zeitlicher Verlauf für Befehle

mit Response 1 (R1)

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Zeitlicher Verlauf für Befehle

mit Response 1b (R1b)

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Zeitlicher Verlauf für Befehle

mit Response 2 (R2)

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Zeitlicher Verlauf für Befehle mit

Response 3 (R3) Auslesen OCR – Status

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Zeitlicher Verlauf für den Befehl

READ_SINGLE_BLOCK (CMD17)

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Zeitlicher Verlauf für den Befehl

WRITE_BLOCK (CMD24)

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Datenstruktur auf einer SD

- Karte

Microsoft Corporation

Hardware White Paper

Designing Hardware for Microsoft

Operation Systems

Microsoft Extensible Firmware Initiative

FAT32 File System Specification

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Kommunikation über USB

mittels FTDI-Chip FT232RL

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