Beu1000 Evuba

BE-U1000 на плате EVU-BA-2.1

Знание об этой плате и этом кристалле, которое иначе собирается по RM, техспецификации, ТО платы и неделе отладки. Почти все отказы здесь тихие: плата работает, просто не так — или молчит, будучи исправной. Поэтому детали лежат в справочных файлах, и их следует читать, а не додумывать.

• reference/board-hardware.md — полный справочник по железу: карта выводов и разъёмов, питание, сброс, режимы загрузки, карта памяти, тактирование, обзор SDK, плюс часть II: система сборки, прерывания, поваренная книга по блокам, прошивка и таблица «признак → причина → лечение».
• reference/recipes.md — готовый код, извлечённый из template/: Makefile, консоль, временная база, захват, импульс, АЦП+DMA, CAN FD, SPI, eFlash, WDT.
• template/ — работающий проект: собран в четырёх сочетаниях (--full/--minimal × eFlash/TCM) и прогнан на плате 2026-08-31 — светодиод, консоль, меню, захват, импульс, АЦП. Плюс сценарий развёртывания. Смотри template/README.md.

Ориентация

Сначала — режим загрузки, потом всё остальное

Режим защёлкивается перемычками XP1 до сброса; ни одна программная настройка его не меняет. Половина «плата не работает» — это не тот режим.

Отдельная перемычка CLK: снята — генератор 25 МГц (норма), установлена — внутренний RC-генератор. ⚠ Его диапазон в документах разный: техспецификация кристалла v1.5.5 трижды называет 12…32 МГц, ТО платы v2.1.2 — 20…40 МГц. Кому верить, по бумагам не решить; на плате не мерено. Питание выбирается перемычкой XP11: USB / EXT5V / VIN (10…48 В). Полные таблицы и рисунки — reference/board-hardware.md §3.

Правила, которые экономят дни (rules & pitfalls)

Каждое — из отказа, который выглядел не тем, чем был.

1. Подтверждение приёма прерывания у каждого блока своё, и найти его надо до отладки, а не после. У PWMA/PWMG это PWMA_ClearIT() — разряд 15 регистра разрешений DIER, и он обязан быть последней строкой обработчика; гашение флагов состояния линию запроса не снимает. У ADC — CR1.CLRINTRPT. У CAN FD — запись единицы в ICR. У TIM — TIM_ClearIT(). У UART подтверждения нет вовсе. Без него при запуске по уровню плата «зависает» (обработчик вызывается бесконечно, очередь UART перестаёт уходить), при запуске по фронту срабатывает ровно один раз, а регистр состояния внутри обработчика читается нулём. Ни один пример SDK 2.1 PWMA_ClearIT() не вызывает — искать нечего, надо знать.
2. Сбор с АЦП по прерыванию невозможен — только DMA. Запрос снимается единственно записью в CR1, а любая запись в CR1 обрывает идущую последовательность (там же ADON и SWSTART). Подтверждать на каждом ранге — терять преобразование (измерено: 3 ранга из 6), не подтверждать — вешать плату. С DMA всё сходится: 0 потерь из 500, 18 мкс на канал. Прерывание от самого АЦП не разрешается вовсе.
3. ADC_StartCalibration() — не калибровка. Она выставляет ASER.CAL_SEL, а ADC_IsCalibrationOnGoing() читает тот же разряд обратно; железо его не снимает, поэтому ожидание вечно по построению и плата встаёт молча. По RM единица подменяет вход внутренним нулём, и «ноль» этот равен 1400…1700 отсчётов — середина шкалы. Вычитать его нельзя: данные превращаются в правдоподобные нули («датчики не подключены»).
4. CANFD_RequestMode() из SDK молча не срабатывает. Она снимает SRR.CEN и тут же проверяет режим; не успев — пропускает настройку, а CEN уже снят. Узел нем: не передаёт, не принимает, ошибок не считает, и выглядит это как «кадры уходят, никто не отвечает». Повторять запрос, пока GetMode() не подтвердит.
5. Тактовая CAN — 12,5 МГц, а не 25. На 500 кбит/с приходится ровно 25 квантов на бит; привычные фиксированные 16 не делят это нацело, и шина не открывается вовсе. Число квантов считать, точка выборки ~75 %.
6. SPI0 и SPI2 — ведомые. В именах регистров, в структурах и в HAL разницы нет: SPI_Init() проходит без ошибок, а обмен даёт таймаут. Улика — BAUDR и SER читаются нулями при записанных значениях. Различить можно только по таблице выводов RM: MSPI1, MSPI3 против SSPI0, SSPI2. Отсюда правило шире одного блока: прочитать обратно то, что записал.
7. С обычного ОЗУ (0x70000000) выборка команд не идёт. Исполняемое ОЗУ здесь одно — TCMA 0x40010000. Функция, положенная в .data, просто не возвращается; ядро уходит в трап с запрещёнными прерываниями, и наружу это выглядит как обрыв вывода на середине строки.
8. Код, который пишет eFlash, обязан исполняться из TCM. Массив недоступен, пока идёт его собственная операция, — и для данных, и для команд: холодный проход по 4 КиБ кода во время стирания сектора занял 3408 мкс против 85 вхолостую. Отказ не падение, а простой ядра на 3,3–4,1 мс и потерянные байты UART. Удобный перенос — секция с именем без точек (beu_nvmfunc): для таких компоновщик сам заводит __start_…/__stop_….
9. common.mk не следит за заголовками. DEPS собирается как main.d, а компилятор пишет main.o.d, и -include молча берёт пустоту. Правка общего заголовка не вызывает пересборку, а на плате потом отказывает не то, что менялось (у нас так объект устарел на 12 байт структуры, и плата умирала на первом куске прошивки). Лечение — -include $(wildcard $(OBJ_DIR)/*.o.d) в своём Makefile либо make clean после каждой правки заголовка.
10. SDK переиспользует уже сгенерированный output/debug/generated.ld (LD_SCRIPT := firstword $(wildcard $(PRJ_DIR)/*.ld) $(wildcard $(OUT_DIR)/*.ld)). Поэтому MEM_REG_ROM=TCMA после обычной сборки молча не действует: предупреждений нет, образ уезжает не в ту память, на плате это «прошилось, но не стартует». Вместе с ORIGIN не меняется и кодовое слово для BootROM — а оно у каждой области своё (см. «Прошивка»), поэтому плата молча уходит в режим USB. Перед сменой области — make clean; проверять ORIGIN в generated.ld (под TCM должно быть 0x40010000).
11. Открытие /dev/ttyUSB0 сбрасывает плату, и софтом это не обходится. Вывод ADBUS4 микросхемы FT2232HL заведён на цепь сброса; проверены обе полярности DTR и обе RTS — сбрасывают все четыре, даже когда порт уже держит открытым другой процесс. Следствие полезное: сброс перед прошивкой можно отдавать линией DTR, кнопка SB2 не нужна. Следствие вредное: всякая правка, живущая в ОЗУ, теряется при каждом подключении.
12. В режиме EFLASH BootROM не поднимает UART0 и не печатает. Его printf по 0x4000b082 работает только там, где он сам ведёт консоль, то есть в режимах UART и USB CDC. Программа, полагающаяся на него, в боевом режиме молчит при полной исправности — а отлаживать это в режиме UART бесполезно, там отказ не воспроизводится. Порт поднимать самому.
13. Прерывания не вкладываются. Обработчик GCC (__attribute__((interrupt))) входит с закрытым mstatus.MIE и наружу его не открывает; уровни CLIC задают лишь порядок выбора среди ожидающих. Значит бюджет считается по самому длинному обработчику в системе, а не по своему: измеренный провал главного цикла — 850…1300 мкс. И float в обработчике опасен: GCC сохраняет только те регистры, которые использует сам.
14. CLIC_Config(1, 1) даёт по одному разряду на уровень и приоритет. Значение 2 в CLIC_ConfigIRQ() при этом не «понизится» — прерывание не сработает вовсе. И __enable_irq() забыть так же легко: обе ошибки дают молчащую плату, неотличимую от зависшей.
15. Потолок сторожевого таймера — 335 мс (2^23−1 такта на 25 МГц), то есть 670 мс до перезагрузки в режиме с прерыванием. ⚠ В заголовке SDK список периодов набран с опечаткой начиная с четвёртого значения (0xFFFF вместо 0xFFF) и завышает потолок в 16 раз. Регистра причины сброса у кристалла нет — отметку держать в ОЗУ (например по _heap_start).
16. Страповые выводы PA10, PB10, PC4, PC6, PC8 нельзя подтягивать вверх — ни драйвером, ни преобразователем уровня. Внутри они подтянуты к земле через 42 кОм, и это и есть режим EFLASH; внешняя единица уводит собранную плату в чужой режим загрузки молча. MODE[0] при этом сидит на SPI1_MOSI, а MODE[1] — на SPI3_MOSI: у обоих ведущих SPI линия MOSI страповая, обойти нечем.
17. Восемь аналоговых входов — предел кристалла, а не платы. VIN0…VIN7 выделенные, у всех трёх АЦП общие, альтернативной функцией портов АЦП не бывает ни на одном выводе. Нужно больше — только внешний мультиплексор (CD74HC4051 + буферный ОУ: Ron 100…200 Ω требует низкого импеданса источника).
18. Тактирование порта GPIO включается отдельно от тактирования периферии, и без него вывод к ней не подключается. CRU_PIN_Init() при этом отрабатывает молча, регистры таймера верны, провод исправен — а захват не видит ни одного фронта. Измерено на плате 2026-08-31: захват на PB8 не считал ничего, пока не добавили CRU_APB1_EnableClock(CRU_APB1_PERIPH_GPIO1); выход на PC5 при этом работал — но лишь потому, что порт C уже тактировался ради светодиода. Порты сидят на разных шинах: A — CRU_APB0_PERIPH_GPIO0, B — CRU_APB1_PERIPH_GPIO1, C — CRU_APB2_PERIPH_GPIO2.
19. DMA не имеет доступа к TCM — ни к TCMA, ни к TCMB. Буфер DMA обязан лежать в SRAM (0x70000000). Измерено 2026-08-31 на трёх адресах: с приёмником в TCMB (0x40020400) и в TCMA (0x4001F000) канал включается, делает одну исходную транзакцию, ловит ошибку шины (RAW_ERR = 1) и сам выключается, не подняв флага завершения; с приёмником в SRAM те же четыре канала АЦП собираются за 66 мкс. Ловушка тихая вдвойне: наружу это «АЦП не отдаёт результат», а конфигурация DMA и АЦП при этом верна. И она подстерегает ровно там, где кажется безопасно: при сборке под TCM (MEM_REG_ROM=TCMA) переменная MEM_REG_RAM по умолчанию тоже уводит данные в TCM — для DMA нужно MEM_REG_RAM=SRAM.
20. Ядро 2 (BM-310) — без FPU и практически без libc. Тулчейн SDK собран без мультибиблиотеки rv32imc/ilp32, и <string.h> там просто нет: сборка падает с fatal error: string.h: No such file or directory, тогда как хостовая и оба других ядра проходят. TCM у него свой и крошечный: 2 КБ + 8 КБ.

Когда задача — импульсы и захват (угловой домен, ШИМ, энкодер)

Это то, ради чего берут PWMA, и наивный подход здесь неверен.

Импульс складывается из двух совпадений. У PWMA на канал один регистр сравнения: CCR = t_on в режиме ACTIVE даёт фронт включения, затем в обработчике CCR = t_off в режиме INACTIVE — фронт выключения. Оба фронта делает компаратор, задержка обработчика в джиттер не превращается — она лишь ограничивает снизу длительность импульса. Измерено: ошибка ширины 0 нс, джиттер 120…320 нс, постоянный сдвиг −1,8 мкс (одинаков для обоих фронтов, ширины не касается).

Счётчик 16-разрядный: на 25 МГц окно всего 2,62 мс. Цель дальше окна требует прицельного пробуждения — совпадения на заведомо достижимой точке, по которому остаток пересчитывается. Ожидание переполнения вместо этого даёт слепую полосу: цель чуть дальше окна перепрыгивает через ноль и оказывается «в прошлом». И при перезарядке обязательно переставлять значение сравнения: старое, оставшееся от предыдущего фронта, срабатывает как фронт выключения — импульс 5 мс выходил короче ровно на период счётчика.

Предзагрузка регистра сравнения (preload) — противоположные решения для разных задач. Для события (впрыск, искра) её надо выключить: цель, записанная за 100 мкс до срабатывания, вступила бы в силу только через 2,6 мс. Для ШИМ — включить: иначе новая скважность действует посреди импульса, и это скачок тока в нагрузке на каждое обновление регулятора.

Захват и вывод — на разных блоках PWMA. У PWMA один вектор прерывания на все каналы блока: на одном блоке перезарядка компаратора вывода исполнялась бы внутри обработчика захвата. Выбор к тому же задан выводами: на порту B (XP10) из блоков PWMA есть только PWMA1, PWMA2/PWMA3 сидят на порту C (XP8).

Числа, по которым считается запас: захват даёт джиттер 80 нс через прерывание; оба фронта на одном канале — не чаще одного фронта в 100 мкс (полярность переключается в обработчике), причём пропущенный фронт даёт не отказ, а правдоподобный мусор — период кратный, скважность произвольная; зарядка канала вывода стоит 38 мкс. Проверять это можно без генератора: перемычка с выхода PWMA2 на вход PWMA1 (PC5 XP8.6 → PB8 XP10.13) — плата меряет себя сама, и честно, потому что блоки разные.

Когда задача — аналоговые входы

Кроме правил 2, 3, 17 и 19 (буфер DMA только в SRAM): у этого АЦП нет одновременной выборки. Секвенсор идёт по рангам, и последний канал группы отстаёт от первого на 90 мкс при шести каналах. Взаимозависимые величины (например положение и ток) ставить соседними рангами. Две группы можно вести параллельно — контроллеры ADC0 и ADC1 независимы, входы у них общие. Линии DMA выделенные: у DMA_0 линия 13 — ADC_0 RX, линия 15 — ADC_1 RX (RM табл. 8-1).

Новый проект

Руками не собирать. template/ — проверенный работающий проект:

~/.claude/skills/beu1000-evuba/template/variants/new-project.sh <каталог> [--full|--minimal]
cd <каталог> && make BAIKAL_SDK=$HOME/путь/к/SDK_2_1

• --full (по умолчанию) — консоль, временная база, захват, импульс, АЦП+DMA, меню по UART0. 25 536 Б из 256 КБ eFlash, ОЗУ 536 Б.
• --minimal — только мигание LD1. 8 484 Б, ОЗУ 424 Б. С него начинать на незнакомой плате: он отделяет отказ тракта прошивки от отказа своего кода.

Обе сборки проверены, как и вариант под TCM. ⚠ Под TCM собирать так: MEM_REG_ROM=TCMA MEM_REG_RAM=SRAM make — данные именно в SRAM, иначе буфер DMA окажется в TCM и АЦП замолчит (правило 19). И не забыть make clean при смене области — правило 10. template/README.md расписывает файлы по подсистемам. Если проект у пользователя уже есть — приводить в порядок его Makefile по образцу шаблона, а не переписывать код.

Прошивка (flashing)

Путь по умолчанию — BootROM CLI по UART0, тем же кабелем, что и консоль. Перемычки XP1: установлена только M0 (режим UART), кабель USB Type-C в XS2, питание выбрано на XP11.

d                       вход в CLI (ROM отвечает баннером и приглашением @)
14000018:1w             снять защиту eFlash от стирания и записи
a0000000:40000:0:100m   адрес, максимальный размер, настройки тактирования
:::101m                 стереть eFlash
:::3L                   ждать образ; ROM отвечает 'C' — запрос XMODEM/CRC
<XMODEM 128-байтными блоками, CRC-16>
a0000000g               запуск с адреса eFlash

В TCM (0x40010000) — та же последовательность без снятия защиты и стирания, команда загрузки l. Запись в TCM не трогает энергонезависимую память и пропадает при снятии питания, поэтому первую проверку платы разумно начинать с неё.

Почему залитый образ обязан быть собран под ту же область. BootROM в режиме EFLASH ищет по адресу 0xA0000020 кодовое слово 0x0BEF5262 и, найдя, передаёт управление на 0xA0000030; не найдя — уходит в режим USB (руководство пользователя §3.2.1). Кодовое слово кладёт система сборки SDK, и оно разное для каждой области: EFLASH 0x0BEF5262, TCMA 0x0B10D522, TCMB 0x0B10DDA2, QSPI1 0x00000000 (Tools/build/service.mk). Заголовок образа — 48 байт: по смещению 0 стоит jal x0, 48 (перепрыгнуть заголовок), 0x20 — кодовое слово, 0x28/0x2C — адрес и размер копирования.

Отсюда два следствия. Собранный чужой системой сборки «голый» бинарник плата сама не запустит — стартовать он будет только командой g из CLI. И образ, собранный под другую область памяти, тоже не запустится, даже если залит по верному адресу: кодовое слово не то. Поведение при этом обманчиво мягкое — плата не виснет, а молча уходит в режим USB.

Кнопку RESET нажимать не нужно: DTR# FT2232HL заведён на цепь DTR_RST и формирует сброс наравне с кнопкой (правило 11). Скрипт нашего проекта — tools/flasher/baikal_uart_flash.py.

Второй путь — USB DFU: XP1 в 0011, кабель в XS1 (USB OTG). Кристалл поднимает DFU-устройство на стеке TinyUSB с идентификаторами cafe:2303 (проверять lsusb), заливка — dfu-util --alt 2 --download образ.bin. По умолчанию устройство принадлежит root, и dfu-util падает с LIBUSB_ERROR_ACCESS; лечится правилом udev (SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="cafe", ATTR{idProduct}=="2303", TAG+="uaccess"). Путь нужен для больших образов (256 КБ по UART идут около 25 секунд), но требует второго кабеля в XS2 для сброса: питание FT2232HL идёт оттуда, и без него линия DTR мертва.

Третий путь — JTAG: XP1 в 0100 (отладчик на плате, XS2) либо внешний отладчик в XP6 при любом питании, кроме XS2. Нужен для точек останова и для подъёма платы, у которой испорчено всё остальное.

Оживление. Испортить плату прошивкой нельзя: режим загрузки задаётся перемычками до сброса и от содержимого eFlash не зависит. Оборванная заливка означает лишь негодный образ — вернуть XP1 в UART и залить заново.

Отчётность

Говорить прямо, что проверено на железе, а что взято из документации. Здесь это разделено так:

Отдельно держать в уме нерешённое: времена eFlash из приложения вдвое больше измеренных из TCM (8253 мкс против 4061 на стирание блока), причина не установлена, обе цифры приведены рядом намеренно; флаг повторного захвата CC0OF взводится на каждом захвате при нулевых потерях, расхождение с RM не выяснено.