PicoProbe mit SWD-Verlängerung

[Harald P. (haraldp)]

Der Microprozesser RP2040 (Pico) lässt sich - wie wohl alle 
ARM-basierten Prozessoren über 2 Leitungen programmieren:
SWCLK - unidirektional und SWDIO - bidirektional.

Zum Programmieren kan man einen zweiten Pico benutzen, der mit dem 
Programm "PicoProbe" oder auch "DebugProbe" versehen ist.
Das Programm "PicoProbe" ist z.B. unter 
https://github.com/raspberrypi/debugprobe abrufbar. Dort stehen auch die 
Quellprogramme.
Als Verbindung zwischen PicoProbe und dem zu programmierenden Prozessor 
reicht im Prinzip eine 3-adrige Leitung. Bei meinen Versuchen hat sich 
herausgestellt, dass die Länge der SWD-Leitung nicht mehr als 10..15m 
sein darf. Da hilft auch keine Verringerung der Baudrate.
Bei meiner Anwendung befindet sich das Zielsystem im Gartenhaus, zu dem 
auch eine bisher ungenutzte LAN-Leitung liegt; Entfernung ca. 20m.
Um die Signale zu verstärken braucht man Treiberbausteine, die aber 
nicht direkt bidirektional verfügbar sind. Man braucht mindestens einen 
Richtungsausgang, um das bidirektionale Signal aufzusplitten. Der ist im 
Originalprogramm nicht enthalten.
Jedoch kann man das Programm so projekieren, dass es ein 
Output-Enable-Signal zur Verfügung stellt.
Meines Erachtens ist das schlecht dokumentiert. Wer das gleiche Problem 
wie ich hat, kommt mit der hier vorgestellten Unterstützung sicher 
schneller zum Ziel.
Das eigentliche Programm habe ich gar nicht verändert. Lediglich habe 
ich die Konfiguration angepasst.
In der Bastellkiste lagen noch ungenutzte 74HC240, die allerdings die 
Signale invertieren. Der 74HC240 enthält 2x4 Treiber, die jeweils in den 
Tristate geschaltet werden können. Andere Treiberbausteine würden auch 
gehen. Eine uf2-Datei befindet sich mit allen dazugehörigen Dateien in 
der zip-Datei.
Bis das PC-Programmm "VS-Code" diese Datei überhaupt erstellt hat, 
musste ich mich tief einlesen und auch viel probieren. Die cmake-Orgie, 
die RaspberryPi veranstaltet, ist nicht nach meinem Geschmack.
Getestet habe ich das System mit eienm 40m Kabel. Eine längere Leitung 
stand mir nicht zur Verfügung. Allerdings musste ich die 
Adapter-Geschwindigkeit auf 2000kHz reduzieren, damit alles fehlerfrei 
durchlief.


Harald

[Gerd E. (robberknight)]

Ich will nicht Deine Arbeit schlecht machen, aber SWD ist konzipiert 
fürs Debuggen und Programmieren über eine Entfernung von vielleicht 15 
cm. Es mag natürlich unter guten Umständen (und Reduktion der 
Geschwindigkeit) auch über längere Kabel funktionieren, aber das ist 
nicht Ziel der Sache.

Bei Deinen Entfernungen mit 20 m und mehr musst Du daher schon harte 
Kompromisse eingehen und ob es dann so wirklich dauerhaft stabil läuft 
oder halt nur meistens ist auch nicht klar. Durch die langen Kabel ohne 
Treiber und Schutzbausteine wird das ganze auch empfindlich für Schäden 
durch entferntes Gewitter. Probleme durch Masseverschiebung sind 
natürlich auch zu befürchten.

Ich würde daher ganz klar empfehlen anders vorzugehen: nimm ein 
differentiell getriebenes Übertragungsmedium, z.B. einen RS485-Bus. Und 
dann pack einen Bootloader auf den Microcontroller den Du über das RS485 
ansteuern kannst und damit dann neue Firmware laden kannst.

Ist wesentlich stabiler. Außerdem kannst Du den Bus natürlich auch für 
die Übertragung von Nutzdaten, zum Anbinden mehrerer Mikrocontroller 
etc. verwenden.