Langaton ohjelmointi

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli toteuttaa langattoman ohjelmoinnin protokolla sekä siihen liittyvä laite- ja ohjelmistokokonaisuus. Tällä oli tarkoitus tukea uutta kehitteillä olevaa piirilevyä, joka pohjautui NRF24LE1-radioprosessoriin. Tarkoitus oli myös, että lähes kuka tahansa teknisesti orientoitunut henkilö pystyisi ohjelmoimaan toisen samanlaisen laitteen langattomasti, ilman suurta vaivannäköä. Langaton ohjelmointi mahdollistaisi myös laitteen jatkokehityksen ja se antaisi sille täysin uusia käyttömahdollisuuksia, esim. tuulivoimalassa olevan laitteen koodi voitaisiin päivittää langattomasti, joten virheiden korjaaminen ja jopa erilaisten ohjelmakoodien kokeileminen olisi helppo tehtävä.

Työssä käytettiin useita laitteita. NRF24LE1-radioprosessoria käyttävät laitteet olivat työssä pääosassa. Niitä käytettiin sekä langattoman ohjelmoinnin käskyjen antajina, sekä kohdelaitteina. AT90USB162-mikro-ohjainta käyttävä USB-tikku toimi projektissa USB-SPI-siltana PC:n ja NRF24LE1-radioprosessorin välillä.

Työssä NRF24LE1-radioprosessoria ohjelmoitiin USB-tikun kautta PC:llä. PC:llä oli mikroprosessorin ohjelmoinnin helpottamiseksi toteutettu SURFprogrammer-ohjelma, jolla ohjelmoinnin pystyi tekemään suhteellisen helposti. Varsinainen koodin kääntäminen tehtiin myös SURFprogrammer-ohjelmalla, mutta sisäisesti se käytti SDCC-kääntäjää. Langatonta ohjelmointia varten kehitettiin kaksi uutta ohjelmaa. Yhtä käytettiin ohjelmoijana toimivassa NRF24LE1-laitteessa ja toista käytettiin Bootloader-ohjelmana kaikissa kohdelaitteissa. Kohdelaitteeseen langattomasti laitettavan ohjelmakoodin varsinainen syöttö tehtiin ilmaiseksi saatavilla olevalla sarjaporttikommunikointiohjelmalla.

The purpose of this work was to implement a protocol for wireless programming and develop a hardware and software entity for it. All of that was meant to support the new microchip, which was built around NRF24LE1 radio processor. Another purpose was that any technically oriented person could easily program another similar device wirelessly. Wireless programming could also enable further development of the device and give it new usages. For example, you could program a device in a wind farm wirelessly, which would allow you to fix software bugs or even try different applications on the fly.

Several devices were used in this work. Main devices were those that used NRF24LE1 radio processor. They were used as devices that gave orders wirelessly and also as target devices. A USB-stick with AT90USB162 microcontroller was used as a USB to an SPI Bridge between a PC and NRF24LE1 device.

Devices using NRF24LE1 radio processor were programmed via a USB-stick with a PC. SURFprogrammer was a program that was developed in order to make it easier to program devices using NRF24LE1 radio processor. Code compiling was also done with SURFprogrammer, but internally it used SDCC compiler. Two new programs were created for wireless programming. One was for programming NRF24LE1 device and the other one was used as a Bootloader program for all target devices. The actual input of the program code, which was wanted to transfer wirelessly into the target device, was done with a freely available serial port communication program.