Texas Instruments LaunchPad를 사용하여 회로 내 프로그래밍

Texas Instruments MSP430 16비트 마이크로 컨트롤러 제품군은 1992년에 도입되었습니다. 부연하자면 George Bush가 미국의 대통령이고, 우주 왕복선 엔데버호가 첫 항해를 위해 발사되고, Microsoft에서 Windows 3.1을 도입한 해였습니다. 말할 필요도 없이 MSP430은 유서 깊고 장수한 마이크로 컨트롤러입니다. MSP430은 내장형 장치를 위한 혼합 신호 저전력 16비트 마이크로 컨트롤러로 설계되어 수년 동안 무수히 많은 제품에서 사용되었습니다.

1992년부터 2017년까지 빨리 감아보면, 이 시기에 연구실에서 제품 설계 일을 하면서 MSP430 계열을 처음으로 접하게 되었습니다. 제 설계에 MSP430G2553IPW20(그림 1)을 선택한 이유는 궁극적으로 여러 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 및 타이머, 16MHz 성능, 많은 범용 입/출력 핀(GPIO), 범용 비동기 수신기/송신기(UART), 직렬 주변장치 인터페이스(SPI), 상호 집적 회로(I2C) 통신을 비롯한 다양한 기능과 낮은 전력 소비 및 저렴한 비용 때문이었습니다.

그림 1: MSP430G2553IPW20의 다양한 기능을 보여주는 기능별 제품 구성도 (이미지 출처: Texas Instruments)

솔직히, 처음에 사용할 마음을 먹게된 이유는 몇 년 전에 MSP430G2553용 에뮬레이터/프로그래밍 장치를 제공하는 Texas Instruments의 MSP-EXP430G2(현재 단종됨) LaunchPad 키트를 구입했기 때문입니다. 연구실에서 키트 위에 먼지만 쌓여가고 있을 때 한 번은 사용해 봐야겠다고 생각했습니다.

그런데 실망스럽지 않았습니다. Texas Instruments의 팬 같다는 비난을 받고 있기는 하지만 저는 MSP430G2553IPW20이 매우 강력하고 이해하기 쉽다고(사용 안내서가 700페이지가 넘는데도 불구하고) 생각했습니다.

저는 LaunchPad 및 Texas Instruments의 무료 Code Composer Studio 통합 개발 환경(IDE)을 사용하여 제품의 펌웨어를 빠르게 생성했습니다. MSP430 제품 라인을 지원하는 Energia라는 오픈 소스 IDE도 있습니다. Energia는 직관적인 Arduino IDE와 흡사한 개발 환경을 제공합니다.

MSP-EXP430G2 LaunchPad(구형)로 MSP430G2553 프로그래밍 경험을 쌓았지만 이후 MSP-EXP430G2ET로 업그레이드했습니다(그림 2). USB 인터페이스를 USB Mini에서 USB Micro로 변경하고, 5V 소스를 추가하고, 벤치에서 지지하기 위해 포스트를 개선한 것을 제외하면 두 프로그래밍 장치는 매우 유사합니다. 두 프로그래밍 장치 모두 MSP430G2553 마이크로 컨트롤러를 위한 20핀, DIP(이중 인라인 패키지) 헤더가 있고, 14-DIP 또는 20-DIP 패키지에서 MSP430G2xx2, MSP430G2xx3 및 MSP430F20xx 장치를 지원합니다.

그림 2: MSP-EXP430G2ET LaunchPad는 MSP430 마이크로 컨트롤러의 프로그래밍을 간소화합니다(이미지 출처: Texas Instruments).

MSP430G2ET를 회로 내 프로그래밍 장치로 사용

MSP-EXP430G2ET 프로그래밍 장치는 기판 실장 DIP 헤더에 배치되는 마이크로 컨트롤러를 프로그래밍할 때 간편하지만, 회로 내 프로그래밍 장치로도 사용될 수 있습니다. Texas Instruments는 Spy-Bi-Wire(SBW)라는 MSP430 전용 프로토콜을 개발했습니다. SBW는 JTAG(Joint Test Action Group) 프로토콜의 2선 구현입니다. MSP-EXP430G2ET LaunchPad의 SBW 프로토콜에는 두 개의 핀(RST 및 TEST)이 연결되어 있습니다.

위에서 언급한, 지원되는 MSP430 제품군을 설계에 사용하는 경우 프로그래밍 장치에서 설계의 노출된 헤더까지 Vcc, RST, TEST 및 GND(20핀 장치 MSP430G2x13 및 MSP430G2x53의 핀 1, 16, 17 및 20)를 연결하여 회로 내 프로그래밍에 MSP-EXP430G2ET를 사용할 수 있습니다(그림 3). 설계가 자가 전력으로 구동되는 경우 Vcc 연결이 필요하지 않습니다.

MSP430을 프로그래밍하는 경우 RST 핀이 HIGH 위치로 당겨지므로 4.7kΩ 저항기를 직렬로 연결하여 전류 소모를 제한하는 것이 좋습니다. 저는 이 SBW 방식을 수백 개의 제품에 사용해 왔으며, 매우 성공적이었습니다.

그림 3: 설계에서 MSP-EXP430G2ET를 노출된 MSP430 헤더에 연결하여 회로 내 프로그래밍 장치로 사용할 수 있습니다. (이미지 출처: Doug Peters)

결론

연식을 감안한다면 구식으로 간주될 수도 있지만, 다음 설계에서 MSP430G2xx2 계열을 간과하지 마십시오. 이 장치는 풍부한 기능을 제공하며 수십년 동안 현장에서 입증되었습니다. 사용자는 발생한 문제를 해결하는 데 도움이 되는 상당한 온라인 지원과 수백 가지 사례를 이용할 수 있습니다. MSP-EXP430G2ET LaunchPad를 구입하면 유용한 회로 내 프로그래밍 장치도 갖을 수 있습니다.