Blokada interfejsu UPDI.
Jak działa blokada interfejsu w mikrokontrolerach UPDI?
Blokada interfejsu w mikrokontrolerach AVR z interfejsem UPDI (Unified Program and Debug Interface) polega na zaprogramowaniu specjalnego bitu w pamięci konfiguracyjnej (FUSE.LOCKBIT) lub zablokowanie dostępu do mikrokontrolera przez zmianę funkcji pinu UPDI na inną niż UPDI (np. RESET, GPIO).
OPISY BLOKAD:
1. Blokada FUSE.LOCKBIT - blokada stała - zabezpieczenie z ograniczonymi możliwościami jego usunięcia.
Blokada celowo blokująca dostęp do wybranych obszarów pamięci mikrokontrolera zabezpieczająca przed ich odczytem lub zapisem. ustawiana przeważnie przez twórców i autorów w celu zabezpieczenia przed odczytem lub zniszczeniem określonych obszarów pamięci (np. bootloadera). W zależności od ustawień, blokuje dostęp do wybranych obszarów. Blokada interfejsu w mikrokontrolerach AVR z interfejsem UPDI polega na zaprogramowaniu specjalnego bitu w pamięci konfiguracyjnej (FUSE.LOCKBIT). Blokuje ona odczyt pamięci Flash, EEPROM i SRAM przez zewnętrzny programator, uniemożliwia wywołanie komend debugowania oraz odrzuca nieautoryzowane próby transmisji kluczy zabezpieczających.
Jak ustawić blokadę: Użytkownik aktywuje ochronę poprzez zapisanie niepoprawnego lub specjalnego klucza zabezpieczającego w rejestrze FUSE.LOCKBIT za pomocą interfejsu UPDI. Zablokowany układ uniemożliwia odczytanie zawartości kodu (Flash), danych (EEPROM/SRAM) oraz konfiguracji (Fusedata). Próby odczytu zwracają niepoprawne lub puste dane.
Sposoby usunięcia: Jedynym sposobem na zdjęcie blokady w standardowym trybie jest wysłanie komendy i klucza kasowania całego układu (Chip Erase). Powoduje to całkowite wyczyszczenie pamięci Flash, EEPROM oraz wyłączenie blokady, co chroni przed kradzieżą własności intelektualnej, ale niszczy dotychczasową zawartość mikrokontrolera.2. Blokada interfejsu i pinu UPDI - blokada czasowa możliwa do usunięcia.
Blokada pinu UPDI (w odróżnieniu od blokady odczytu kodu firmware) polega na zmianie fizycznej funkcji tego pinu w konfiguracji mikrokontrolera.Trzy tryby konfiguracji pinu UPDIPin może pracować w jednym z trzech ustawień:
a).UPDI (Domyślny): Pin służy wyłącznie do programowania i debugowania niskonapięciowego (np. 3.3V / 5V).
b). RESET - Pin działa jako tradycyjny, sprzętowy przycisk Reset. Standardowy programator traci do niego dostęp.
c). GPIO - Pin staje się zwykłym wejściem/wyjściem ogólnego przeznaczenia (jako pin cyfrowy w kodzie). Komunikacja UPDI zostaje całkowicie zablokowana.
Stan zablokowania - Zmiana zamierzona funkcji pinu UPDI na inną funkcję. Pin można zablokować również całkowicie przypadkowo i nieświadomie. Przypadkowe i nieświadome zablokowanie pinu UPDI jest bardzo częstym błędem, zwłaszcza u osób, które przesiadają się ze starszych układów AVR (np. ATmega328P) na nowe (seria ATtiny 0, 1, 2, AVR-Dx). Ponieważ interfejs UPDI działa na jednym pinie, zmiana konfiguracji sprzętowej natychmiast odcina użytkownika od możliwości dalszego programowania zwykłym adapterem USB-UART.
Jak odblokować pin (Przywrócenie UPDI) - Jeśli przeprogramujesz pin jako RESET lub GPIO, zwykły programator USB-UART z rezystorem nie będzie już w stanie połączyć się z układem. Aby go "odwiesić" i przywrócić do stanu fabrycznego, niezbędny jest programator wysokonapięciowy (HV – High Voltage).
Skąd się bierze stan zablokowania?:
a). Zmiana przeznaczenia pinu - Jeśli przez pomyłkę przestawisz opcję z „UPDI” na „Reset” lub „GPIO” i klikniesz Wypal bootloader (co w tych układach służy do zapisania fusebitów), środowisko wyśle instrukcję zmiany roli pinu.Operacja zakończy się sukcesem, ale kolejna próba wgrania programu będzie już niemożliwa, bo pin zmienił swoje przeznaczenie.
b). Gotowe projekty - Jeśli pobierasz gotowy projekt z internetu, skrypt programujący lub plik konfiguracyjny (np. do programu avrdude) może zawierać domyślnie zdefiniowane bajty bezpieczników ustawione pod konkretną płytkę autora. Zapisanie rejestru SYSCFG0 wartością, która konfiguruje pin jako GPIO, natychmiastowo „uśmierci” komunikację w Twoim układzie.c).
Stany nieustalone - Jeśli na linii UPDI pojawią się silne szumy, przepięcia lub stany nieustalone podczas operacji zapisu pamięci nieulotnej (NVM), rejestr RSTPINCFG może ulec przypadkowemu uszkodzeniu (tzw. corruption) lub nieprawidłowemu zaprogramowaniu. Producent przed tym ostrzega.
Gdzie jest ustawiony stan pinu UPDI? - Stan oraz funkcja pinu UPDI zapisane są w pamięci
bezpieczników (Fusebits), która jest częścią nieulotnej pamięci EEPROM konfiguracji systemu. Dokładna lokalizacja tego ustawienia to bajt FUSE.SYSCFG0 (znajdujący się na offsetcie 0x05 w mapie bezpieczników, czyli inaczej
Fuse5). Wewnątrz tego bajtu za zachowanie fizycznego pinu odpowiadają konkretnie dwa bity o nazwie RSTPINCFG[1:0] (Reset Pin Configuration).
Jak zmienić funkcję pinu UPDI mikrokontrolera? - kiedy i jak ustawiać fuse5 mikrokontrolera UPDI? (o ile dysponujesz programatorem HV(12V)).