TWI790506B

TWI790506B - 開發介面系統與在開發介面進行大量資料傳輸方法

Info

Publication number: TWI790506B
Application number: TW109141375A
Authority: TW
Inventors: 王成瑄; 陳忠信
Original assignee: 凌通科技股份有限公司
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2023-01-21
Also published as: TW202221503A

Abstract

本發明關於一種開發介面系統與在開發介面進行大量資料傳輸方法。此系統包括一開發板與一主機。其中，開發板透過一除錯傳輸介面電性連接至主機。主機傳輸之資料格式包括標頭欄位、位址欄位以及資料欄位。當進行大量資料傳輸時，在標頭欄位設置一特定指令，以解除上述資料欄位之長度限制。當開發板接收到特定指令，切換至一序列資料傳輸模式，接收資料欄位內的所有資料。

Description

開發介面系統與在開發介面進行大量資料傳輸方法

本發明係關於一種開發介面的技術，更進一步來說，本發明係關於一種在開發介面進行大量資料傳輸的技術。

一般產品或積體電路還在研發或設計的階段，設計者會透過一開發板來進行編寫模擬所需要的功能。其中，要寫入的資料需目前會透過一傳輸偵錯介面傳輸到開發板，傳輸偵錯介面一般是序列除錯（Serial Wire Debug，SWD）介面或聯合測試工作群組（Joint Test Action Group，JTAG）介面等等。以上述序列除錯SWD介面為例，在大量資料傳輸時，資料的使用率只有32/43。第1圖繪示為在先前技術中，序列除錯SWD傳輸協定的資料傳輸的訊號示意圖。請參考第1圖，訊號的標頭資訊至少包含了啟動位元、位址資訊、檢查位元與結束位元等等。標頭資訊使用了8個位元，接下來確認資訊（ACK）使用了3個位元，而實際能傳輸資料的空間只剩下32位元。依照目前的因為序列除錯SWD傳輸協定的資料使用率不高，導致要傳輸大量資料時，電路設計者或是使用者需要花費很長的時間等待資料傳輸。

本發明的一目的在於提供一種開發介面系統與在開發介面進行大量資料傳輸方法，以減少資料傳輸的時間，進而縮小減少積體電路與相關電路在開發階段的時程。

本發明提出一種開發介面系統，此系統包括一開發板與一主機。其中，開發板具有一除錯傳輸介面，主機電性連接此除錯傳輸介面。除錯傳輸介面所傳輸之資料格式包括一標頭欄位、一位址欄位以及一資料欄位。當進行大量資料傳輸時，在標頭欄位設置一特定指令，以解除資料欄位之長度限制。當開發板接收到特定指令，切換至一序列資料傳輸模式，接收資料欄位內的所有資料。

依照本發明較佳實施例所述之開發介面系統，當開發板在序列資料傳輸模式，完成接收資料欄位內的所有資料時，開發板切換至原始的一除錯傳輸模式。

本發明另提出一種開發介面系統，此系統包括一開發板與一主機。其中，開發板具有一除錯傳輸介面，主機電性連接此除錯傳輸介面。此開發板上具有一系統內可程式化（IN SYSTEM PROGRAMMING，ISP）功能。當主機欲傳送一預設資料至開發板時，主機依據預設資料的特性，在多個壓縮編碼格式，決定一特定壓縮編碼格式，並依據特定壓縮編碼格式，將預設資料壓縮為一壓縮資料。當主機透過除錯傳輸介面，傳送一系統內可程式化韌體與壓縮資料至開發板。開發板藉由系統內可程式化韌體，解壓縮該壓縮資料。

依照本發明較佳實施例所述之開發介面系統，主機依據特定壓縮編碼格式，編輯系統內可程式化韌體。當該主機欲傳送該預設資料至該開發板時，更包括：將預設資料切割為多個子資料區段，再壓縮每個子資料區段。在開發板解壓縮壓縮資料之後，更包括：透過執行系統內可程式化韌體，驗證被解壓縮之壓縮資料。

本發明另提出一種在開發介面進行大量資料傳輸方法，包括下列步驟：提供一主機與一開發板；提供一除錯傳輸介面，該除錯傳輸介面所傳輸之資料格式包括一標頭欄位、一位址欄位以及一資料欄位；當主機要進行大量資料傳輸時，在標頭欄位設置一特定指令，以解除資料欄位之長度限制；以及當開發板接收到特定指令，切換至一序列資料傳輸模式，接收該資料欄位內的所有資料。

本發明的精神在於透過主機搭配驅動程式與開發板上的硬體，在一標頭欄位配置一特殊指令，來解除資料欄位的長度限制。使得本發明提出的開發介面可以達到資料傳輸使用率達到100％。以減少資料傳輸的時間。另外，本發明還搭配ISP下載流程與適應性的壓縮編碼技術，使得傳輸資料的壓縮法更有效率，更大大增加資料傳輸的效率。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第2圖繪示為本發明一較佳實施例的嵌入式系統開發系統之示意圖。請參考第2圖，本發明提出的開發介面系統包括一開發板210與一主機220。其中，開發板210具有一個除錯傳輸介面230。開發板210透過此除錯傳輸介面230連接至主機220。

本實施例提出的嵌入式系統開發系統適用於積體電路（Integrated Circuit，IC）的開發階段或是應用積體電路時的電路研發階段，又或者是電路測試階段，使用者需要對開發板210進行韌體改寫或是傳輸資料至開發板210。一般來說，當主機220需要將資料傳輸給開發板210時，需先透過上述除錯傳輸介面230傳輸給開發板210。一般除錯傳輸介面230可以例如是序列除錯SWD介面或聯合測試工作群組（Joint Test Action Group，JTAG）介面等等。以序列除錯SWD介面為例，在一般偵錯傳輸模式下，由於在每次寫入時，依照SWD介面的傳輸協定，整個訊號需包含標頭資訊與確認資訊，造成整個訊號的資料使用率（data utilization）只有32/43，如上述第1圖所示。當主機220需要傳輸大量資料至開發板210時，使用一般偵錯傳輸模式，傳輸資料會耗費大量的時間。

本發明實施例在寫入資料中，預先規劃一資料格式，此資料格式包括一標頭欄位310、一位址欄位320以及一資料欄位330，請參考第3圖。第3圖繪示為本發明實施例的資料格式的訊號示意圖。其中，標頭欄位310設置一特定指令，用以解除資料欄位之長度限制。位址欄位320內設置資料要被寫入的位址。當開發板210上的積體電路讀取到此特定指令時，得知主機220將進行大量資料傳輸，此時，將開啟一序列資料傳輸模式，並依照位址欄位320的資訊，依序寫入資料欄位330內的資料。在本發明另一較佳實施例中，在上述序列資料傳輸模式時，開發板210與主機220之間，可以例如使用I²C(I-squared-C)資料傳輸協定，進行資料傳輸，此時的資料使用率(data utilization)可以達到100%。當資料傳輸結束，開發板210將回到一般偵錯傳輸模式。在本實施例中，在資料欄位330的資料傳輸結束之後，主機220例如傳輸一個結束指令給開發板210上的積體電路，以使開發板210回到一般偵錯傳輸模式。

另外，在資料欄位330內的資料傳輸結束之後，若主機220端還有下一筆的預設資料需要進行大量傳輸時，主機220將再次傳輸上述第3圖中的資料格式，繼續進行上述的序列資料傳輸模式。當主機220要由序列資料傳輸模式切換一般偵錯傳輸模式時，可以如上述傳輸一個結束指令給開發板210。然而，本領域具有通常知識者應當可以推知，也可以例如是當主機220要由序列資料傳輸模式切換一般偵錯傳輸模式時，也可以是開發板210在接收完資料之後，自行切換回一般偵錯傳輸模式。在傳輸資料之前，亦可以預先通知開發板210上的積體電路資料欄位的長度。本發明不以此為限。

由上述實施例的說明可知，本發明透過在標頭欄位的指令，讓傳送端與接收端一起切換傳輸模式，使得在傳統偵錯與低速傳輸的系統之下，可以達到快速且大量的資料傳輸。

在本發明的另一較佳實施例中，上述的開發板210例如具有一系統內可程式化（IN SYSTEM PROGRAMMING，ISP）功能，本實施例也可透過此ISP功能更加優化資料傳輸的效率。一般而言，當使用者需要對開發板210進行資料編寫時，由於開發板210中的隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）容量有限，要寫入開發板210的一預設資料會先被主機220進行資料壓縮。接著，主機220透過一ISP下載流程，先傳送ISP韌體內的壓縮指令，再將壓縮後的資料也寫入隨機存取記憶體。而開發板210透過執行接收到的ISP韌體內的壓縮指令，進行資料的解壓縮與寫入。在先前技術中，由於對於要傳輸的預設資料的壓縮方法都是固定的，無法有效率的進行壓縮與解壓縮，導致主機220寫入資料的時間過長。

在本發明實施例中，當要寫入資料之前，主機220會先執行一燒錄軟體，對要寫入積體電路的一預設資料進行分析。同時，燒錄軟體依據預設資料的特性或是積體電路的運算能力或積體電路的種類，決定此預設資料所使用的壓縮編碼格式。在本實施例中，壓縮編碼格式例如包括運行長度編碼（Run Length Encoding，RLE）或霍夫曼編碼（Huffman coding），又或者是使用原本積體電路內的硬體已經內建的壓縮法（例如：GPZP）等等。

在目前的應用上，主機220要傳送的預設資料包括程式碼、圖片或影片等等。舉例來說，當要傳送的預設資料為圖片資料時，此種資料的資料量大，資料變動小，甚至圖片資料中，全黑或全白的部分很多時，透過上述運行長度編碼RLE，可以達到非常高的壓縮比。另外，當要傳送的預設資料為程式碼時，此種的資料變動大，資料量少，就不適合上述運行長度編碼，較為適合上述霍夫曼編碼。

在主機220透過上述分析，決定出一預設壓縮編碼格式之後，將依據上述所決定的預設壓縮編碼格式，設定一個特定ISP韌體與壓縮上述預設資料，並透過上述傳輸介面230傳送給開發板210中的隨機存取記憶體。另外，在本發明一較佳實施例中，實際應用上述ISP下載流程時，若考量預設資料的實際檔案大小與傳輸實體接線能搭載的數據量限制，主機220例如先將上述預設資料先進行分割為多段資料之後，再進行分段的資料壓縮與資料傳輸。

在開發板210端，開發板210中的積體電路將執行所接收的特定ISP韌體，以啟動ISP下載流程，並將壓縮且分段的預設資料進行解壓縮。之後，開發板210中的積體電路將對解壓縮的資料進行驗證。驗證正確之後，解壓縮的資料將被寫入積體電路當中。本實施例的驗證方法可以是使用ISP流程來做資料比對，也可以是使用積體電路內建的演算法，例如循環冗餘檢測碼（Cyclical Redundancy Check，CRC）來進行資料比對。

根據上述說明，本發明實施例可以歸納成一在開發介面進行大量資料傳輸方法。第4圖繪示為本發明實施例的在開發介面進行大量資料傳輸方法的步驟流程圖。請參考第4圖，此方法包括下列步驟：

步驟S410：當主機220有資料量很大的一預設資料要寫入開發板中的積體電路，開始此資料傳輸方法。

步驟S420：主機220決定此預設資料的一預設壓縮編碼格式。

步驟S430：主機220由決定的壓縮編碼格式，編輯一特定系統內可程式化（ISP）韌體，並將預設資料進行壓縮為一壓縮資料。

步驟S440：主機220傳輸一個含有特定指令的資料格式訊號，以開啟上述序列資料傳輸模式。

步驟S450：主機220在上述序列資料傳輸模式下，開始上述傳輸特定ISP韌體與經過預設壓縮編碼格式的壓縮資料。

步驟S460：開發板210上的積體電路讀取到上述含有特定指令的資料格式訊號，切換到序列資料傳輸模式。

步驟S470：開發板210接收到特定ISP韌體，並透過此特定ISP韌體，解壓縮上述壓縮資料，並進行認證。

步驟S480：判斷是否還有其他的預設資料需要傳輸給開發板，判斷為肯定時，則執行回到步驟S420。在步驟S480中，上述的預設資料傳輸結束後，若主機220還有下一筆的預設資料需要傳輸給開發板210時，主機內的軟體會再重新決定壓縮編碼格式，並產生更新的ISP韌體。反之，當步驟S480判斷為否時，執行步驟S490。

步驟S490：所有資料傳輸結束，開發板210切換回一般偵錯傳輸模式。

在上述第4圖的實施例中，若未使用壓縮格式來傳輸資料的話，本實施例的流程圖可以簡化為第5圖。第5圖繪示為本發明實施例的在開發介面進行大量資料傳輸方法的步驟流程圖。請參考第5圖。

步驟S510：當主機220有資料量很大的一預設資料要寫入開發板中的積體電路，開始此資料傳輸方法。

步驟S520：主機220傳輸一個含有特定指令的資料格式訊號，以開啟上述序列資料傳輸模式，並開始傳輸原始的預設資料。

步驟S530：開發板210上的積體電路讀取到上述含有特定指令的資料格式訊號，切換到序列資料傳輸模式，並開始接收資料。

步驟S540：判斷是否還有其他的預設資料需要傳輸給開發板，判斷為肯定時，則執行回到步驟S520。反之，當步驟S540判斷為否時，執行步驟S550。

步驟S550：所有資料傳輸結束，開發板210切換回一般偵錯傳輸模式。

綜上所述，本發明的精神在於透過主機搭配驅動程式與開發板上的硬體，在一標頭欄位配置一特殊指令，來解除資料欄位的長度限制。使得本發明提出的開發介面可以達到資料傳輸使用率達到100％。以減少資料傳輸的時間。另外，本發明還搭配ISP下載流程與適應性的壓縮編碼技術，使得傳輸資料的壓縮法更有效率，更大大增加資料傳輸的效率。

在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

210:開發板 220:主機 310:標頭欄位 320:位址欄位 330:資料欄位 S410～S490、S510～S550:在開發介面進行大量資料傳輸方法之流程步驟

第1圖繪示為在先前技術中，序列除錯SWD傳輸協定的資料傳輸的訊號示意圖。第2圖繪示為本發明一較佳實施例的嵌入式系統開發系統之示意圖。第3圖繪示為本發明實施例的資料格式的訊號示意圖。第4圖繪示為本發明實施例的在開發介面進行大量資料傳輸方法的步驟流程圖。第5圖繪示為本發明實施例的在開發介面進行大量資料傳輸方法的步驟流程圖。

S510~S550:在開發介面進行大量資料傳輸方法之流程步驟

Claims

一種開發介面系統，包括：一開發板，具有一除錯傳輸介面；一主機，電性連接該除錯傳輸介面；其中，該除錯傳輸介面所傳輸之資料格式包括一標頭欄位、一位址欄位以及一資料欄位；其中，當進行大量資料傳輸時，在該標頭欄位設置一特定指令，以解除該資料欄位之長度限制；以及當該開發板接收到該特定指令，切換至一序列資料傳輸模式，接收該資料欄位內的所有資料。
如請求項第1項所記載之開發介面系統，其中，當該開發板在該序列資料傳輸模式，完成接收該資料欄位內的所有資料時，該開發板切換至原始的一除錯傳輸模式。
如請求項第1項所記載之開發介面系統，其中，該除錯傳輸介面係序列除錯介面（Serial Wired Debug Interface）。
如請求項第1項所記載之開發介面系統，其中，該除錯傳輸介面係JTAG除錯介面。
如請求項第1項所記載之開發介面系統，其中，該主機具有一通用序列匯流排（Universal Serial Bus）介面，該主機透過該通用序列匯流排介面與一轉接電路，電性連接該除錯傳輸介面。
一種開發介面系統，包括：一開發板，具有一除錯傳輸介面；一主機，電性連接該除錯傳輸介面；其中，該開發板上具有一系統內可程式化（IN SYSTEM PROGRAMMING，ISP）功能；其中，當該主機欲傳送一預設資料至該開發板時，該主機依據該預設資料的特性，在多個壓縮編碼格式，決定一特定壓縮編碼格式，並依據該特定壓縮編碼格式，將該預設資料壓縮為一壓縮資料；其中，當該主機透過該除錯傳輸介面，傳送一系統內可程式化韌體與該壓縮資料至該開發板；其中，該開發板藉由該系統內可程式化韌體，解壓縮該壓縮資料。
如請求項第6項所記載之開發介面系統，其中，該主機依據特定壓縮編碼格式，編輯該系統內可程式化韌體。
如請求項第6項所記載之開發介面系統，其中，當該主機欲傳送該預設資料至該開發板時，將該預設資料切割為多個子資料區段，再壓縮每個該些子資料區段。
如請求項第6項所記載之開發介面系統，其中，在該開發板解壓縮該壓縮資料之後，透過執行該系統內可程式化韌體，驗證被解壓縮之該壓縮資料。
如請求項第6項所記載之開發介面系統，其中，在該開發板解壓縮該壓縮資料之後，透過一循環冗餘檢測碼（Cyclical Redundancy Check，CRC），驗證被解壓縮之該壓縮資料。
如請求項第6項所記載之開發介面系統，其中，該除錯傳輸介面係序列除錯介面（Serial Wired Debug Interface）。
一種在開發介面進行大量資料傳輸方法，包括：提供一主機與一開發板；提供一除錯傳輸介面，該除錯傳輸介面所傳輸之資料格式包括一標頭欄位、一位址欄位以及一資料欄位；當該主機要進行大量資料傳輸時，在該標頭欄位設置一特定指令，以解除該資料欄位之長度限制；以及當該開發板接收到該特定指令，切換至一序列資料傳輸模式，接收該資料欄位內的所有資料。
如請求項第12項所記載之在開發介面進行大量資料傳輸方法，其中，在該序列資料傳輸模式，完成接收該資料欄位內的所有資料之後，更包括：該開發板切換至原始的一除錯傳輸模式。
如請求項第12項所記載之在開發介面進行大量資料傳輸方法，其中，該開發板上具有一系統內可程式化（IN SYSTEM PROGRAMMING，ISP）功能；其中，當該主機欲傳送一預設資料至該開發板時，包括以下步驟：該主機依據該預設資料的特性，在多個壓縮編碼格式，決定一特定壓縮編碼格式，並依據該特定壓縮編碼格式，將該預設資料壓縮為一壓縮資料；該主機傳送一系統內可程式化韌體與該壓縮資料至該開發板；該開發板藉由該系統內可程式化韌體，解壓縮該壓縮資料。
如請求項第14項所記載之在開發介面進行大量資料傳輸方法，其中，該主機依據特定壓縮編碼格式，編輯該系統內可程式化韌體。
如請求項第14項所記載之在開發介面進行大量資料傳輸方法，其中，當該主機欲傳送該預設資料至該開發板時，將該預設資料切割為多個子資料區段，再壓縮每個該些子資料區段。
如請求項第14項所記載之在開發介面進行大量資料傳輸方法，其中，在該開發板解壓縮該壓縮資料之後，透過執行該系統內可程式化韌體，驗證被解壓縮之該壓縮資料。
如請求項第14項所記載之在開發介面進行大量資料傳輸方法，其中，在該開發板解壓縮該壓縮資料之後，透過一循環冗餘檢測碼（Cyclical Redundancy Check，CRC），驗證被解壓縮之該壓縮資料。