智能硬件编程应该如何正确操作

当前MCU的运用非常广泛，这就奠定了它集成度必须越来越高，体积越来越少，封装形式越来越多。编程是产品上市前至关重要的一道工序，采用什么样的编程方式才适合产品生产呢，本文为您解惑。

工业技术的大幅度提高，用户对电子产品性能的需求增加，使得电子产品的设计也趋于模块化，高集成度，高配置，小体积。利用BGA，QNF等小体积封装的MCU搭配必要的外围电路，一块只有纽扣电池大的线路板，也可以实现丰富的功能。

图1 小体积PCB板

芯片种类成千上万，芯片封装形式的多种多样，PCB板子的设计更是千变万化。选择什么样的烧录方式和生产工具，以及预留合适的烧录接口才能使生产更高效呢?

1.哪种编程方式才适合自己?

芯片的编程方式分两种，即离线编程和在线编程。离线编程是指芯片(裸片)放到烧录夹具中，通过编程器烧写程序后再贴到PCB板子上;在线编程是指芯片先贴板，然后通过PCB板上预留的仿真烧录接口烧写程序。两种编程方式截然不同，也各有优缺点。离线编程效率高，但烧录夹具是耗材，会增加一定的生产成本，并且编程完成后无法立即验证产品功能性;在线编程不需要烧录夹具等耗材，可通过烧录工装直接对PCB板上的芯片编程，编程后即可对板子进行功能测试，但烧录效率相对于离线烧录来说就没那么高。一般来说，对于Flash存储芯片，特别是大容量的NAND Flash，eMMC，此类芯片引脚较多，Flash存储容量比较大，编程时用到高速信号，此类芯片一般采用离线烧写，以保证烧录效率和稳定性。对于MCU，特别是BGA、QFN等小封装的MCU，本身体积小的特点不利于产线工人烧录，用到的精密烧录夹具价格也不菲，此类芯片适合贴板后再烧录，可减小生产成本;对于无线模块，蓝牙模块，智能家居产品等，这些产品都有个特点，即出货数量庞大，产品尺寸较小， 对烧录的良品率要求严格。此类产品适合在线编程的方式生产。

用户可根据自己的实际情况采用适合自己的编程方式。

2.哪种编程接口好?

在使用在线编程方式烧写芯片时，需要将编程接口引出，常用的有JTAG/SWD/SPI/UART/BDM/C2等，芯片的用户手册会介绍芯片相关的编程协议以及编程接口，用户只需根据手册设计相应的编程接口即可。有些芯片支持多种编程协议，如ST厂家的ARM芯片就有很多支持JTAG/SWD/UART三种编程协议烧写，用户只需预留其中一种编程器支持的接口即可。有些MCU，如NXP的LPC的ARM7系列，既支持JTAG/SDW协议，也支持UART协议，但在加密后只能通过UART协议擦除。如果用户考虑加密，并且需要二次升级程序的，需要将两种接口都预留出。

图2 芯片读保护功能

3.哪种烧录工装的效率更高?

通过芯片手册可以知道该留出何种编程接口。问题来了，要以什么方式预留呢?芯片原厂在评估板/开发板上一般都会预留出仿真接口，如ARM芯片的标准20P仿真接口;标准的仿真接口有利于研发工程师开发调试，但在实际产品中，为了节省器件成本和PCB板空间，一般不会将标准接口作为产品编程的预留接口，而是采用焊盘，排针，金手指等方式将编程接口引出，再通过烧录工装或其他专用的烧录夹具对PCB板子进行编程。

图3 评估板的仿真接口

图4 实际产品的烧录接口

图5 烧录工装

P800isp在线编程器支持JTAG/SWD/SPI/UART/BDM/C2等众多串行协议的在线编程，更有众多无线/蓝牙/汽车电子等智能硬件的成熟烧写案例。P800系列编程器支持在线，离线等多种烧写方式。

综上所述，编程的方式分为离线和在线，在线编程中编程接口的预留需要考虑MCU本身特性和生产需要。选择合适的编程方式，可以减少成本，提高效率