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CSK烧录器2.1

1 烧录器使用指引#

1.1 烧录器简介#

CSK烧录器2.1是面向聆思代理商、方案商等合作伙伴,可配合烧录机台、治具进行裸芯片烧录、模组烧录的工具。

聆思合作伙伴可依据本文档配置烧录器,并配合烧录机台实现一拖多自动化芯片烧录、一拖多模组烧录。

1.2 功能亮点#

  • 提升烧录效率

    支持1拖多烧录,8M固件仅需59s即可烧录完成

  • 烧录过程可追溯

    支持烧录日志上传,可追溯烧录任务详情。LSCloud日志管理系统支持烧录结果自动统计(即将上线,敬请期待)

  • 烧录程序更新便捷

    采用树莓派作为烧录控制主机,烧录控制程序更新迭代更简易。

1.3 使用方法简介#

树莓派上电,待固件加载完成后,按下USB转串口底板上的按键开始烧录,烧录结束后,底板将以红/绿灯显示烧录结果。烧录器框图如下:

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工厂使用案例#

  • 芯片烧录

    ​树莓派作为烧录器的控制设备,将烧录器搭载于烧录机台上,启动烧录机台。机械臂将芯片放置在烧录座子中,烧录器自动开始烧录。烧录结束后,烧录器将烧录结果通过电平信号传递给机台。接到烧录结果后,机台机械臂自动更换芯片,开始下一轮烧录。详细接线与实现方法请查看2.3软硬件调试

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  • 模组烧录

    将树莓派作为主控设备,通过Hub(烧录器在4个以上时需要Hub)连接USB转串口板,串口板接口与待烧录的CSK模组相连接,按下烧录板上的开关键或拉低start信号即可开始烧录,详细接线与实现方法请查看2.3 软硬件调试

1.4 维护与报废规范#

  • 芯片烧录

    说明:为提高芯片烧录时,烧录座子的烧录效果和良率,拟以下烧录座子维护和报废原则。

    维护规范:

    • 每次使用前使用汽枪吹干净每个座子。

    • 使用结束后需把所有烧录座上的芯片取出。

    • 每天结束烧录后把烧录座倒过放置,或者使用盖板盖住烧录座,避免进入粉尘影响接触。

    报废规范:

    • 查看日志系统,确认该烧录座的使用次数是否已经达到5000次。

    • 当烧录座连续出现3PCS芯片不良,查看系统日志均为设备打开失败导致。

    • 使用能烧录OK的芯片手动测试,发现还是无法烧录,日志为打开设备失败。

    • 观察烧录座前5脚(如下图),如果针脚有明显的位移,可尝试使用镊子将针脚复位修复,修复后可以手动测试烧录座,烧录10次有8次能通过则可继续上机使用,否则报废。

  • 模组烧录

    需要关机时,请先短接树莓派右侧第3和第5引脚(如图),维持短接状态直到USB转串口板上所有的指示灯熄灭(短接至熄灭约需等待10s时间,熄灭后树莓派的风扇仍在工作),再按下树莓派的按钮开关断电。

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注意!

直接断电会导致TF卡损坏。

2 烧录器配置指引#

如需配置烧录器,请依照以下指引配置软、硬件,并完成联调。

2.1 硬件配置#

2.1.1 硬件设计资料#

本节提供烧录器硬件设计资料和验收测试标准。

硬件设计资料

USB转串口板:CSK_LOAD V2.1.rar (访问密码:n5Op)

点击以上链接即可获取硬件框图、原理图、PCB、BOM

图例:

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验收标准

USB转串口板和烧录座子板回板后,请按照以下表格进行验收测试,以免电压或掉电时序等不符合要求导致烧录器不稳定。

烧录器验收测试模板.xlsx (访问密码:n5Op)

测试报告样例如下:

烧录器验收测试案例.xlsx (访问密码:n5Op)

企业微信截图_20210804161757

2.1.2 其他配件与规格要求#

  • 芯片烧录座子板:CSK_LOAD_adapter.rar (访问密码:n5Op)

  • 芯片烧录座子(请根据USB转串口板子数量确定烧录座子数量):如无特殊需求,推荐使用PLASTRONICS烧录座子,规格参见烧录座子封装_64LQ50S19090.pdf (访问密码:n5Op)

  • 1*树莓派4B

  • 1*TF卡:≥16G

  • USB2.0打印线 (如图:一头是USB, 另外一头是小方口,数量与烧录板数量保持一致) :线长≤0.5m:

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注意

Hub可能会影响烧录稳定性,请谨慎选择,如无特殊需求请按以上链接购买。

2.2 软件配置#

2.2.1 将烧录程序写入TF卡#

  • 用读卡器将TF卡插入电脑

  • 下载镜像:raspios-lsfactory.xxxxxxxx.img.7z (访问密码:n5Op),并解压

  • 使用 balenaEtcher(以管理员身份运行)将镜像烧写到 TF 卡

    balenaEtcher下载链接:balenaEtcher (windows请选择Windows X86|x64版本)

    下图表示烧写成功:

提示

如烧录失败,请更换读卡器或更换USB口重新烧写,多次重试。

2.2.2 自检程序、烧录包配置#

制作烧录包(LPK包)

烧录前需要准备烧录所需的LPK包。LISA和非LISA项目需采用不同的打包方法。

  • LISA项目:固件确认后,打开LStudio项目,在LStudio终端输入
lisa build --factory

如图:

输入正确的LSCloud项目ID和名称,即可生成烧录所需的lpk包。

放置/更换树莓派中的烧录包

  • 将烧写了镜像的TF卡插到电脑上(可使用读卡器),在出现的boot分区中找到LISTENAI/factory_lpk目录,并将LPK烧录包存放在该目录下。该目录应当只存放一个.lpk 结尾的固件包。

提示

如需更换烧录包,将该目录下的烧录包删除,并存放新的烧录包即可。

放置/更换自检程序

  • 在以下链接中下载芯片、模组烧录自检固件,将自检固件存放在LISTENAI/selfcheck_lpks目录下

设置自检程序

将烧写了镜像的TF卡插到电脑上(可使用读卡器),在出现的boot分区中找到LISTENAI/factory_config目录,以记事本或其他编辑器打开该目录下的factory.lini,如图:

将双引号中的内容修改为您按上文步骤放置的自检程序的文件名。如无需将烧录结果上传Mes系统,其余配置无需修改。

2.2.3 配网#

  • 将 TF 卡插到电脑上,将wpa_supplicant.conf (访问密码:n5Op) 复制到出现的 boot 分区中,如图:

  • 将文件中的“Wi-Fi名称”和"Wi-Fi密码"分别替换为调试现场或工厂的WiFi名称和密码。

    修改示例:


ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdevcountry=CNnetwork={    ssid="LINGSI"    scan_ssid=1    psk="LS$123456#"    key_mgmt=WPA-PSK}
  • 退出磁盘并将 TF 卡插到树莓派上电。
提示

联网成功后该文件会自动消失。如需更换WiFi,重新在boot分区中新建一个wpa_supplicant.conf即可,重新上电后原配网信息会被覆盖。

注意

未联网状态下,烧录日志将存放在树莓派本地,联网后可上传并清空本地日志。如树莓派长期未联网,将删除部分本地日志,避免本地日志占满磁盘。故强烈建议烧录前将树莓派联网。

2.2.4 其它#

登入树莓派

登入树莓派后,您可查看日志、更新烧录程序。

方法1(现场须备有键盘和带有标准HDMI接口的显示器):

首先将树莓派与键盘、显示器相连接,其次给树莓派上电,输入用户名与密码登录树莓派(默认用户名为pi,密码为raspberry)。登录成功后,即可输入命令行

方法2:SSH连接

  • 首先保证电脑与树莓派连接同一个路由器,在同一个局域网中。

  • 获取树莓派在内网的IP地址

    • 获取方式1:按照以上方法1中的步骤在显示器上打开树莓派终端,执行

      ifconfig -a

      即可查看树莓派的内网IP

    • 获取方式2:点击下载IP_browser.exe (访问密码:n5Op) ,在windows电脑打开exe程序,等一会儿,即可查看当前内网下的所有树莓派的IP地址。如获取失败,请确认TF卡中烧录的是否是最新镜像,如不是,请执行./factory/update.sh更新到最新,或联系聆思FAE

  • 连接方式1:下载安装Xshell并打开,点击新建会话,选择SSH协议,并将IP地址填写在主机一栏,点击连接即可

  • 连接方式2:打开Windows Powershell(请保证Win OpenSSH已添加到环境变量),执行以下命令

    ssh pi@192.168.10.143

    注意:pi@后的IP地址仅作示例,请手动替换为您的树莓派对应的IP地址

    输入密码登录树莓派(初始密码为raspberry)

更新烧录程序

TF 卡镜像中的软件可能已经过时,需要手动更新到最新版本。打开树莓派终端,确认树莓派处于联网状态,执行以下命令更新烧录程序并重启,即可将烧录程序更新到最新。建议每次开始烧录前都进行更新。

1. ./factory/update.sh2. sudo reboot now
info

可通过SYS灯的快慢确认树莓派是否联网,详情可见指示灯说明

对接Mes系统接口

如工厂需要将烧录结果上传Mes系统,可依照以下操作步骤对接Mes系统:

  • 将TF卡插入PC,在boot分区的LISTENAI-factory_config目录下打开factory.lini,将mes字段配置为1,startSignal配置为1(如工厂将Chip ID作为芯片/模组的唯一识别码,不使用扫码枪,请配置为0),如图

  • 打开LISTENAI-factory_config目录下的upload.js,配置Mes系统请求URL、请求所需参数等信息并保存,如图

完成以上配置后,扫码枪扫描模组条形码,将触发烧录(如startSignal=0,则烧录方式仍为按键触发烧录);烧录结束后,烧录结果将上传到指定的Mes系统http内网接口,并接收返回值。如上传失败,USB转串口板将显示红灯,此时请重试,或根据以下常见错误类型排查http连接问题:

  • 不在同一局域网
  • 请求的url地址,或者方法错误 404
  • 请求的参数问题 400
  • 有鉴权相关问题 401
  • mes系统自身接口的处理问题 5xx

2.3 软硬件调试#

本章介绍如何跑通烧录流程、与烧录机台或治具配合使用。

软、硬件均按照2.2中的步骤配置完成后,可连接烧录器与树莓派进行调试

硬件接法#

  • 用USB2.0打印线连接树莓派与USB转串口板,或将Hub插入树莓派USB接口,用USB2.0打印线连接Hub与烧录器,如图:
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  • 芯片烧录

    • 按下树莓派开关启动树莓派,自检固件、量产固件加载成功后,蓝色指示灯闪烁,表示烧录器已准备就绪;如按下开关后树莓派启动,但USB转串口板无灯光亮起,说明固件异常,可根据日志查看方法排查

    • 将芯片左上角的小圆点对准烧录器中的圆形标识1,用镊子或静电笔将芯片放置在烧录座子中

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  • 模组烧录

    • 通过烧录板的接口将模组(或治具接线)与烧录板相连接,

      • 必须接通的引脚有:PB16、GND、TX、RX

      • 可选择接通的引脚:5V(建议外接5V给模组供电)、3.3V、RSTN、START、BUSSY_LED、OK_LED、NG_LED

  • USB转串口底板接口说明

    • 接口1(芯片烧录机台信号线、治具可通过该接口中的引脚与烧录器相连接):

      烧录器接口
      对应信号(低电平有效)
      Pin1VDD
      Pin3GND
      Pin5Busy Signal
      Pin7OK Signal
      Pin8START Signal
      Pin9NG Signal
      Pin2、Pin4、Pin6、Pin10备用
    • 接口2(引脚对应信号见丝印):

      将烧录器通过信号线连接烧录机台的效果图如下:

    烧录机台自动化烧录过程:完成硬件连接后,等待蓝色状态指示灯闪烁,才可以执行机械臂并发送烧录信号,开始烧录;烧录完成后,如机台收到烧录器发送的OK信号,则机械臂取走芯片,放置下一片芯片;如机台收到烧录器发送的NG信号,则机械臂取走芯片再按压到烧录座子中,重新烧录;如连续烧录2或3次(可在机台上设置该次数)均NG,则机械臂取走芯片并放置在特殊区域

烧录方法#

  • 方法1:拉低图示引脚(接GND),即可发送start信号,开始烧录

  • 方法2:按下图示中的按键,即可发送start信号,开始烧录

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  • 等待一段时间后(两分钟内),如烧录器显示绿灯,则检测通过、烧录完成,调试成功;如烧录器显示红灯,代表检测不通过或烧录失败,建议打开日志查看问题,或更换芯片重试

日志查看方法#

  • 方法一:首先登入树莓派,登入方法见本文档2.2 软件配置中的登入树莓派 ,在默认路径下(/home/pi)执行以下命令即可打开日志:

    ./factory/logs.sh

    图例:

    图中标识处为需要烧录的固件的信息:

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    图中标识处为自检固件的频率信息:

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    图示表示烧录成功:

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  • 方法二:将树莓派联网,烧录日志会上传到您制作芯片烧录包时填写的LSCloud项目中。使用PC打开LSCloud网页,进入该LSCloud项目,点击左侧边栏日志,并设置正确的时间区间,即可在烧录完成后查看烧录日志,如图:

注意:

未联网状态下,烧录日志将存放在树莓派本地,联网后可上传并清空本地日志。如树莓派长期未联网,将删除部分本地日志,避免本地日志占满磁盘。故强烈建议烧录前将树莓派联网。

关机方法#

需要关机时,请先短接树莓派右侧第3和第5引脚(如图),维持短接状态直到烧录板上的指示灯熄灭(此时树莓派的风扇仍在工作),再按下树莓派的按钮开关断电。

注意!

直接断电会导致TF卡损坏。

附:烧录失败原因排查#

日志显示的失败原因
建议排查方向
自检固件加载失败/boot/LISTENAI/factory_config目录下的factory.lini设置的自检固件名称与/boot/LISTENAI/selfcheck_lpks目录下存放的自检固件名称不一致,请依照2.2.2 第4节 设置自检固件中的步骤重新设置
量产固件资源与配置文件MD5不一致量产烧录包中的资源文件(.bin)的MD5和配置文件(.json)分区表中的MD5不一致,请确认打包LPK后是否人工修改过配置文件或资源文件,如有,请使用芯片烧录包制作工具重新打包
设备打开失败,无法进入烧录模式说明硬件连接失败,建议检查烧录座与芯片引脚是否接触不良,芯片是否放置错误,并按2.1.1 硬件设计资料中的验收标准确认烧录板验收测试通过
自检失败,0x00 | 自检失败,0x01 | 自检失败,0x02 | 自检失败,0x03 | 自检结果读取超时先确认是否已按2.1.1 硬件设计资料中的步骤做完烧录板验收测试;如已验收,可检测引脚接触、供电稳定情况,如调整后仍自检失败,可尝试更换芯片验证
指示灯说明#
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  • 标记“0”蓝灯每隔0.5s闪烁一次,表示树莓派处于联网状态,自检程序与量产固件加载成功,准备就绪,等待烧录
  • 标记“0”蓝灯每隔2s闪烁一次,表示树莓派处于未联网状态,自检程序与量产固件加载成功,准备就绪,等待烧录
  • 标记"1"黄灯闪烁,表示正在烧录
  • 标记“2”红灯亮起,表示烧录失败
  • 标记“3”绿灯亮起,表示烧录成功
  • 绿灯、蓝灯、红灯一同亮起,表示自检程序或量产固件加载异常,请依照附:烧录失败原因排查进行分析排查
  • 所有灯处于熄灭状态,表示烧录主控程序、自检程序、量产固件异常或树莓派处于关机状态,可以断电

可选:校验固件是否成功烧录#

固件烧录后,可按照芯片烧录包校验工具中的步骤校验固件是否成功烧录到芯片中。

3 治具规范#

为避免模组损坏,要求烧录治具对 PCBA 测试点增加防护器件,主要的线路包括 TX、 RX、LOAD(PB16)、模块供电电源接口,可能还存在和上位机控制CSK上电使能脚和上位机的本身的使能脚。

  • 串口:建议治具顶针上的TX、RX线路上增加 ESD 管到地。

  • 电源接口:此部分主要针对对电源部分的引脚,此处对治具上的电源顶针上建议增加TVS管到地。

  • LOAD引脚: CSK 3系列和4系列 PB16 脚(61 脚)在治具上对应的顶针上建议增加单向的 TVS 管到地。其它测试需要的IO口,如果在 PCBA上没有串接电阻和贴 ESD 时,建议在治具上对应 IO 的顶针上建议增加单向的TVS管到地。

    • 待烧录的板子测试点处如有ESD防护措施,在工装上可以考虑不加

    • 背部探针后续建议统一采用连接小板形式,可以直接焊接,方便探针处就近放置TVS或ESD防护器件,同时避免在探针上连线引发的接触问题。如之前已做好的工装,添加手动焊接防护小板。

    • 针对信号IO接口,采用TVS管防护的同时,根据实际测试的波形需要做小电阻和小电容匹配,改善信号波形。

    • 电源口一般建议采用 TVS 防浪涌管,串口建议采用ESD 管,LOAD采用对应 TVS管,如下表格推荐选型。

      位置使用型号推荐品牌
      电源 5V 接口TVS 浪涌管, ST7VFHN162, DFN1610-2L世晶
      串口ESD,SE5VFBN102, DFN1006-2L
      LOAD和其它IOTVS 浪涌管, ST4V5FBHN162, DFN1610-2L

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