在线烧录(In-system programming)简称ICSP,是可以烧录已焊接在印刷电路板上的可程式化逻辑装置单片机或是其他嵌入式系统的技术。传统的烧录方式是在元件安装之前先烧录韧体,烧录后再焊接到电路板上。透过在线烧录技术,也可以烧录微控制器以及其他处理器上的记忆体,不需专用的烧录硬体,因此可以简化设计工作[1]

6-pin和10-pin AVR ISP连接器

有关烧录单片机设备的通讯协定,目前还没有一致性的标准。几乎所有厂牌的微控器都支持此一功能,但利用不同的通讯协定来实现,就算是同一厂商的不同晶片,也可能使用不同的通讯协定。一般来说,目前的通讯协定会设法让使用的针脚数越少越好,一般会用到二个针脚,有些ISP介面会设法用一个针脚达到此目的,也有一些是用四个针脚的JTAG介面。

在线烧录的主要好处是工厂生产时,不用单独规划程式烧录站,可以将程式烧录以及测试整合在同一站,以便节省成本。也可以让工厂以自身的生产线烧录晶片,不需要由制造商或是经销商购买已烧录好的晶片,因此可在生产过程进行韧体的修改。 另一个好处是产线可以使用最新的韧体,可以将最新的功能以及问题修正实施在生产线上的产品,若是用预烧录的微控制器,且不支援在线烧录机能,需要将旧韧体的控制器用完,再使用最新韧体,使得上线的时程往后延。

微控制器一般会直接焊接在电路板上,没有电路或是空间可以透过外部的烧录线接到另一台电脑。

一般来说,支援在线烧录功能的晶片会有内部的电路,用系统正常的工作电压来产生烧录用的电压,也可以透过串列通讯和烧录器通讯。许多烧录设备会针对在线烧录,提供类似JTAG的通讯协定,以和自动测试程序进行整合。有些设备则用专用的协定或是用旧标准下定义的协定。若系统已大到需要较大的胶连逻辑英语glue logic,设计者会针对非JTAG元件(例如闪存和微控制器)规划用JTAG控制的烧录子系统,以便用单一协定进行烧录和测试。

工业应用

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在线烧录一般是在产品生产的最后一站,依产量的不同,有二种不同的作法。

第一种方式是用连接器连接产品和烧录器,此作法需要人工将连接器接到产品上,因此只适用于低产量的制程中。

第二种方式是利用印刷电路板上的测试点,这些是在电路板上特定位置的点,在电气上连接到电路板上的其他元件。测试点是让测试设备可以输出信号到电路板,或是从电路板读取信号,以进行电路板的功能测试。若微处理器用来烧录的脚位也和测试点连接,就可以用在在线烧录。针对中高产量的制程中,用测试点烧录是比较理想的作法,因为可以在生产制程中整合烧录步骤。

在生产线上的电路板在测试时,会放在测试针床上(称为测试治具英语Test fixture)。依产量不同,测试治具可能会整合到半自动或是全自动的测试糸统中(自动测试设备)。测试治具会针对每一种电路板(或特定某系列电路板)设计,因此测试治具可以适合在所配合设计的几个电路板上。若电路板以正确方式摆放在治具上时,测试设备中会有机构让治具的针脚接到电路板上的测试点,以进行测试。而若要进行在线烧录,会在自动测试设备中增加烧录器,烧录产品中的微控制器或是串列记忆体。

相关条目

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  • 烧录器:传统烧录可程式化设备的电子设备。

参考资料

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