問題描述

最近出了一個機器變磚的問題，一些用戶使用的設備，頭一天晚上用的好好的，第二天來一上電開機就起不來了。

然后就寄回來，返廠維修。一些是因為部分電子器件壞了，還有一些是文件系統(tǒng)問題，重新升級一下就好了。

這個文件系統(tǒng)問題造成的不良品返修，在出貨中占比2%，影響還是很大。

維修中心負責維修，修好了再給客戶寄回去。但產(chǎn)品出問題還是會影響到產(chǎn)品口碑和出貨，所以品質(zhì)那邊就要我們工程師盡快調(diào)查這個問題。

出問題的板卡上的SPI Nor-Flash送交了原廠，出了個測試報告，結論是這個Flash是沒有問題的。

這個文件系統(tǒng)的索引區(qū)有兩個，一個作為備份，一個作為活動分區(qū)。機器啟動后在Bootloader里先加載文件系統(tǒng)，再加載APP程序文件，完成啟動。

加載文件系統(tǒng)時，要讀取文件分區(qū)表。分區(qū)表有兩個，交替選擇其中一個作為活動分區(qū)，另一個作為備份。

最后大概是發(fā)現(xiàn)，文件系統(tǒng)的分區(qū)表數(shù)據(jù)讀取后，要計算CRC來校驗，這時出現(xiàn)了錯誤。兩個分區(qū)表都出錯，無法成功加載文件系統(tǒng)，就會格式化分區(qū)表。

原來的文件元數(shù)據(jù)就都丟失了，所以無法正常加載APP程序文件，啟動失敗而變磚。

我們使用工具將Flash數(shù)據(jù)讀取出來，發(fā)現(xiàn)分區(qū)表里有個別字節(jié)數(shù)據(jù)異常，比如0xFF變成0xBF。

僅從理論分析上，原因有三，一個是Flash數(shù)據(jù)確實發(fā)生變化，一個是SPI讀取Flash數(shù)據(jù)時，信號受干擾，一個是讀到DRAM里后，數(shù)據(jù)出錯。

最后只能軟件上在CRC校驗的處理中加入保護邏輯，不要隨便格式化。

解決問題中使用的工具

要想調(diào)查分析這個問題，普通調(diào)試方法是無效的，機器是無法啟動的，需要讀取有問題的板卡上的Flash數(shù)據(jù)。所以我們從淘寶上購買了燒寫Flash的工具，還有匹配我們Flash的底座。使用的底座是根據(jù)封裝類型和Pin腳數(shù)目而定的。

把板子上的SPI Nor Flash吹下來，放入燒寫工具的底座，將其中的數(shù)據(jù)全部dump出來，保存成一個bin文件，然后分析文件系統(tǒng)出錯的原因。

燒寫工具介紹

深圳市思泰佳電子有限公司，VS4000P通用型編程器。

思泰佳官網(wǎng)，編程器設備生產(chǎn)商，燒錄設備

鎖緊座腳數(shù)：40腳

支持芯片種類：約1.8萬種

支持最大容量：512Mbit

通訊和供電：USB接口

支持系統(tǒng)：Win XP/7/8/10

標配包含：編程器主機，USB電纜，光盤（軟件和使用說明）

支持芯片型號以設備為準，可在官網(wǎng)下載器件列表或編程器軟件查看。

還可以下載VS4000P軟件包（附使用說明、器件列表），2023年7月19日更新.zip，15.63MB。

支持的可燒寫的芯片列表如下。

• 常用存儲器

24系列EEPROM：24C01/02/04/08/16/32/64/128/256/512/1024...? ?

??????????????24LC01/02/08/16/32/64/128/256/512...

25系列EEPROM：25010/020/040...640...

25 SPIflash： 25Qxx/25Xxx/25Txx/25Dxx/25Pxx/25Dxx/25Rxxxx/25Uxxxx/25Lxxxx...

27系列EPROM:???27C32/64/128/256/512

28系列：??????28C32/64/128/256...28HCxx....

39系列：??????39Dxxx/39Fxxx/39Lxxx/39Vxxx...

49系列：??????49Fxxx/49Vxxx...

93系列EEPROM: 93C46/56/66/76/86（8bit、16bit），93LC46/56/66/76/86（8bit、16bit），93C45/55/65/75/85...

95系列：??????95010/020/040/080/160/320/640/128/256/512...

45系列：??????45DB011/021/041/081/161/321/641/642...

• 常用51單片機

ATEML:????????AT89C51/52、AT89S51/52、AT89C2051、

WINDBOND:?????W77E58/058/516...、W78E052/058/516...

SST：?????????SST89E516/516RD2...

SyncMOS：?????SM8952A/B...

• 常用PIC單片機

PIC12Cxxx/PIC12Fxxx/PIC16Cxxx/PIC16Fxxx...

PIC18Fxxxx/PIC18LFxxxx...

• 常用AVR單片機

ATmega8/16/32/48/88/162/163/164/168/8515...

ATtiny10/11/12/13/15/24/25/28/44/45/84/2313...

AT90Sxxxx

具體使用

我手里這個是Serial Nor Flash。要根據(jù)Part No來查找芯片資料，比如根據(jù)Density(密度或容量)來查找。芯片上顯示型號W25Q64JVIQ，F(xiàn)AE識別的型號W25Q64JVZEIQ，下載的Datasheet的名字顯示型號：W25Q64JV。

可以在https://www.winbond.com/?官網(wǎng)上，查找芯片手冊。這個芯片是8 pin的。

選擇好芯片，然后執(zhí)行操作就好，很簡單?？梢宰x取Flash數(shù)據(jù)、保存文件。也可以導入一個bin文件，然后一鍵寫入Flash。

其他燒寫工具

Flash的第三方燒錄器廠家有很多，可自行選擇，比如可以使用dediprog SF600。

如下可供參考，燒錄器廠商網(wǎng)站：

1. 岱鐠電子的燒錄器(www.dediprog.com)

2. 西爾特(www.xeltek.com)

3. 碩飛(www.sofi-tech.com)

4. 永創(chuàng)（www.forcreat.com）

5. 昂科(www.acroview.com)

6. 艾科(www.elnec.com)

7. 浦洛(www.prosystems.com.cn)

燒寫芯片：存儲芯片和處理器芯片

燒寫芯片的目的，都是將數(shù)據(jù)寫入到存儲設備中。上面介紹的是專門的燒寫工具，是用來裸片燒寫的，可以燒寫SPI Flash、EEPROM等類型的存儲設備，也能燒寫處理器芯片。

我上面燒寫的是8MB的SPI Nor-Flash，掛在處理器（imx257）外面，存儲程序和數(shù)據(jù)，而處理器里面是沒有用戶使用的存儲空間的。

而有些存儲器是和處理器集成在一起的，所以這時再燒寫數(shù)據(jù)的就是處理器芯片。我們會說這個MCU或MPU的Rom是多大的，其實就是說它里面集成的閃存空間是多大的，燒寫的是其內(nèi)部的閃存。實際是通過處理器的端子來燒寫其內(nèi)部的存儲設備。

對于燒寫器來說，原理是一樣的，將裸片IC放入合適的底座，再插入燒寫器，燒寫器能正確識別需要使用的端子，通過連接的端子，將數(shù)據(jù)按正確的通訊協(xié)議發(fā)送給IC，就可以了。

另外除了裸片燒錄，還有板級燒錄，是指在元器件都貼到PCB上以后，閃存或處理器芯片都是空數(shù)據(jù)時，進行燒錄。

在實際電子產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)中，大多使用這種方法。裸片出廠只是普通物料，在貼到PCB板子上以后，才需要燒入相應的Firmware。做一個板子，燒一個程序，不會浪費物料。

板級燒錄的話，一般需要定制的治具，通過頂針來連接PCB上的TP點，給IC供電，并和PCB上的IC進行通訊，來達到燒錄的目的。

原理和上位機上使用的工具，同裸片燒錄是類似的。

板級燒錄中，還有一種情況，就是空的閃存和單純處理器的組合，比如我使用的iMX6ULL芯片，其內(nèi)部未集成客戶可用的閃存，而是外掛的存儲器。

這種情況下，為了提高系統(tǒng)的靈活性、擴展性，一般都是通過處理器來燒寫外掛的Flash閃存，并不直接操作外掛的閃存。

而處理器一般也支持這種功能，使用治具和處理器進行連接，在上電后，進入燒錄模式，通過處理器，再與外掛的存儲器進行通訊，將數(shù)據(jù)燒寫到外部閃存。

舉些例子：

下面是我以前用的SONIX的8bit OTP 處理器的裸片燒寫工具，也要配個底座。不像現(xiàn)在的芯片里的Flash都是能多次燒寫，這種芯片只能燒錄一次。而且資源很少，才2K ROM, 64 字節(jié)的內(nèi)存。16M的處理器時鐘，14個引腳。

要是通過燒寫來調(diào)式或驗證問題的話，燒完一個廢一個。

調(diào)試器也是有的，長這個樣子。

左邊是我們的板卡，中間是一塊接口板，右邊大大的黑盒子就是來連接電腦的調(diào)試器了。

一提起芯片調(diào)試器，就想起了下面這款：

這是2007年左右，我還在開發(fā)車載音響項目，使用NEC V850芯片的調(diào)試器。

開發(fā)用的板卡上沒有處理器，取而代之的是一個插座，然后插入調(diào)試器的插頭。調(diào)試器另一邊插入電腦，就可以設置軟件斷點、硬件斷點、單步執(zhí)行等。

當年的項目想想還有印象，當年的teammates全都沒了往來，有些唏噓。

參考：

1，松翰芯片

Writer - 松翰科技 :: Sonix Technology Co., Ltd. :: MP5-WRITER

2，美國加州的一個公司網(wǎng)站

https://www.ntc-tech.com/products/renesas-nec-qb-v850essx2-circuit-emulator-w-accessories-included文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-799632.html

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