Programación PIC a través de FPGA

Me gustaría saber si hay una manera de programar un PIC por primera vez (escribir en Flash) a través de una tarjeta FPGA.

El PIC ya está soldado al FPGA y no puedo eliminarlo. No existe un gestor de arranque en el PIC. Por lo tanto, necesito programarlo en modo USART / SPI / I2C con un gestor de arranque para que pueda recibir datos del FPGA.

Sé que normalmente tengo que soldarlo, conectarlo a un programador de hardware como PICKit y programarlo con un software en la computadora como MPLAB, pero no puedo permitirme eso.

Puedo generar el gestor de arranque con MPLAB, que es un archivo .hex, pero ¿cómo puedo transferirlo al FPGA y luego al PIC a través de los pines FPGA?

PIC utilizado es Microchip PIC12F1822.

No, no es necesario, de hecho no puede usar SPI, UART o I ² C para programar el PIC. La única forma de obtener un nuevo programa en un PIC que no tenga un código especial cargado para ese propósito (un cargador de arranque) es usar la interfaz de programación de hardware externo. Eléctricamente, esto significa conectarse a Vss, MCLR, PGC y PGD. Puede ser útil tener el programador también conectado a Vdd, pero no es necesario para este chip siempre que se conozca el nivel de Vdd y el programador se ajuste en consecuencia.

La interfaz de hardware de bajo nivel es bastante simple. PGD ​​es la línea de datos, que es muestreada por el PIC en el flanco descendente de PGC (la línea del reloj). Para poner el PIC en modo de programación en primer lugar, se registra una clave especial de 32 bits en relación con los bordes específicos en MCLR (aunque vea la nota a continuación sobre la programación de alto voltaje).

El protocolo de nivel superior se vuelve más complicado. La mayoría de las cosas se hacen con comandos de 6 bits, algunos de los cuales son seguidos por palabras de datos de 14 bits. Tienes que leer las especificaciones de programación cuidadosamente. Tenga en cuenta que la especificación de programación es un documento separado de la hoja de datos. Vaya a la página del producto para su PIC particular en el sitio web de Microchip, y encontrará un enlace a la especificación de programación en la sección de documentos.

Agregado sobre programación de alto voltaje

Este tipo de PIC tiene dos formas de ingresar al modo de programación, alto voltaje (HVP) y bajo voltaje (LVP). El método de alto voltaje requiere elevar el MCLR entre 8 y 9 voltios y mantenerlo allí durante la programación. Este método siempre funciona, independientemente de los datos posibles programados en el PIC.

El método de bajo voltaje para ingresar al modo de programación comienza con el MCLR alto, luego bajo, luego marcando una secuencia de teclas especial de 32 bits usando PGC y PGD normalmente. La parte entrará en modo de programación con la secuencia de teclas correcta y permanecerá en modo de programación mientras MCLR se mantenga bajo.

El método de bajo voltaje puede ser deshabilitado por uno de los bits de configuración. Sin embargo, el estado borrado del bit de configuración permite la programación de bajo voltaje, se envía de fábrica de esa manera, y este bit de configuración solo se puede configurar para no permitir LVP si la programación se ingresó con el método de alto voltaje. Por lo tanto, para que LVP no esté habilitado, todo lo siguiente debe ser cierto:

1. El PIC se programó por última vez con un programador con capacidad HVP, y se utilizó el modo de entrada del programa HVP.

2. El archivo HEX programado en el PIC establece deliberadamente el bit LVP en la palabra de configuración 2 en el estado no borrado.

Dado que la desactivación de LVP requiere una acción deliberada y el programador adecuado, es probable que todavía esté habilitada. Si se deshabilitó deliberadamente por alguna extraña razón, entonces debe suministrar 8-9 V en MCLR para que el PIC entre en modo de programación al menos el tiempo suficiente para realizar un borrado masivo (que vuelve a habilitar LVP).

La programación de un PIC requiere un alto voltaje. Sí, es posible cambiar un PIC a "LVP", o al modo de programación de bajo voltaje, pero necesita un programador de alto voltaje para hacerlo.

Si su PIC ya se ha puesto en modo LVP, entonces sí, puede programar fácilmente el PIC desde el FPGA. Todas las hojas de datos contienen las formas de onda de programación necesarias para programar el chip, por lo que sería un caso de construir su propio dispositivo programador PIC en el FPGA.

Sin embargo, si el PIC no se ha puesto en modo LVP, deberá generar un alto voltaje (generalmente 10 V) y aplicarlo al pin MCLR en el momento adecuado para ingresar al modo de programación. Si no tiene este tipo de hardware en su placa, entonces requerirá hardware adicional que finalmente esté controlado por el FPGA en cuanto a cuándo se activa.

La mayoría de los programadores de PIC incluyen un pequeño regulador de refuerzo (duplicador de voltaje) para tomar los 5V proporcionados hasta 10V usando un PIC a bordo para administrar la regulación de voltaje. A menudo usan PWM del PIC y una entrada de ADC en el PIC como un simple regulador de impulso.

Debe echar un vistazo a los esquemas de PICkit2 disponibles públicamente.