И как оказалось - батарейки взрываются не случайно...

Технологии обновления прошивки и/или драйверов микросхем без участия операционной системы и /или хозяина устройства. Это используют с 1960-х годов, друзья)).

Сложим здесь все аббревиатуры, чтобы не забыть.

Протокол, используемый для удаленного обновления прошивки контроллеров и чипов, называется Firmware Over-the-Air (FOTA).

FOTA позволяет производителям и пользователям обновлять микропрограмму (прошивку) устройств, таких как контроллеры, микроконтроллеры, IoT-устройства, смартфоны и другие встроенные системы, без необходимости физического подключения к устройству. Это удобно для исправления ошибок, добавления новых функций или улучшения безопасности.

Некоторые распространенные стандарты и решения для FOTA включают:

• DFU (Device Firmware Update) — стандарт для обновления прошивки устройств.
• OTA (Over-the-Air) — общий термин для беспроводного обновления.
• U-Boot — загрузчик, который часто используется в системах для поддержки обновлений прошивки.

Описание интерфейсов, часто используемых для программирования и обновления прошивки на уровне чипов:

1. JTAG (Joint Test Action Group)

JTAG — это стандарт, разработанный для тестирования и программирования интегральных схем (микросхем). Он используется для взаимодействия с внутренними регистрами, памятью и процессами внутри микроконтроллеров, микропроцессоров, FPGA и других программируемых логических устройств.

• Основная цель: Обеспечение возможности отладки, тестирования и программирования микросхем на уровне аппаратного обеспечения, а также обновления прошивки.
• Применение:
• Тестирование целостности соединений на печатных платах (Boundary Scan).
• Программирование микроконтроллеров и FPGA.
• Обновление встроенного ПО (прошивки).
• Отладка процессоров и микроконтроллеров.
• Особенности:
• JTAG предоставляет интерфейс для управления внутренними цепями микросхемы и возможностью загружать или изменять данные на чипе.
• Стандартный интерфейс JTAG использует последовательное соединение через выводы TDI (Test Data In), TDO (Test Data Out), TCK (Test Clock) и TMS (Test Mode Select).
• JTAG-отладчики используются для пошаговой проверки выполнения инструкций и работы микросхем в реальном времени.

2. SPI (Serial Peripheral Interface)

SPI (Serial Peripheral Interface) — это интерфейс для синхронной передачи данных между микроконтроллерами и периферийными устройствами (например, датчиками, памятью и другими чипами). Этот интерфейс часто применяется для программирования микроконтроллеров, а также для связи между устройствами в системе.

• Основная цель: Передача данных между микроконтроллером и периферийными устройствами с высокой скоростью.
• Применение:
• Программирование флеш-памяти и EEPROM.
• Взаимодействие с периферийными устройствами, такими как датчики, дисплеи и модули беспроводной связи.
• Передача данных между микросхемами на одной печатной плате.
• Особенности:
• Интерфейс SPI использует четыре основных сигнальных линии: MOSI (Master Out Slave In), MISO (Master In Slave Out), SCLK (Serial Clock) и CS (Chip Select).
• SPI работает по принципу "ведущий/ведомый", где ведущий (обычно микроконтроллер) управляет потоком данных.
• Поддерживает синхронную двунаправленную передачу данных, что позволяет обмениваться информацией с высокой скоростью.
• Основное преимущество SPI — высокая скорость передачи данных и простота реализации на аппаратном уровне.

3. UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) — это стандарт интерфейса для асинхронной передачи данных между устройствами, который широко используется для последовательной связи на больших расстояниях.

• Основная цель: Обеспечение последовательной передачи данных между устройствами по двунаправленному каналу связи.
• Применение:
• Подключение к компьютеру через последовательный порт для программирования микроконтроллеров.
• Передача данных между микроконтроллерами и периферийными устройствами.
• Связь между микроконтроллером и модулями беспроводной связи, такими как Bluetooth или GSM-модули.
• Особенности:
• UART использует два основных сигнальных вывода: TX (Transmit) и RX (Receive) для передачи и приёма данных соответственно.
• Интерфейс асинхронный, то есть передача данных происходит без общего тактового сигнала, с использованием стартовых и стоповых битов для синхронизации.
• Скорость передачи (baud rate) выбирается заранее, и оба устройства должны работать на одинаковой скорости передачи данных.
• Простота реализации и высокая надёжность делают UART популярным в системах с микроконтроллерами и встроенными системами.

Сравнение:

• JTAG: основная цель — тестирование и программирование, работает на уровне интегральных схем (IC) и обеспечивает доступ ко внутренним компонентам чипа для отладки.
• SPI: синхронный интерфейс передачи данных с высокой скоростью, чаще всего используется для связи между микроконтроллерами и периферийными устройствами, а также для программирования флеш-памяти.
• UART: асинхронный интерфейс для передачи данных на больших расстояниях или между устройствами, используется для последовательной связи с модулями и микроконтроллерами, а также для программирования через последовательный порт.

Эти интерфейсы играют ключевую роль в процессе программирования и обновления прошивки микроконтроллеров и других программируемых устройств на уровне чипов.

С какого года у производителей микросхем стало обязательное поддержка одного из этих интерфейсов?

Поддержка интерфейсов, таких как JTAG, SPI и UART, не стала обязательной в каком-то конкретном году на законодательном уровне. Вместо этого, их внедрение стало де-факто стандартом в индустрии микросхем и микроконтроллеров с развитием технологий, начиная с конца 1990-х и 2000-х годов.

История и распространение интерфейсов:

1. JTAG (1985, официально 1990):
• JTAG был разработан в 1985 году и официально стандартизирован как IEEE 1149.1 в 1990 году. Первоначально он был создан для тестирования целостности соединений на печатных платах. К 1990-м годам JTAG стал стандартом для тестирования и программирования сложных интегральных схем, таких как микроконтроллеры, микропроцессоры и FPGA.
• Производители микросхем начали активно внедрять JTAG в свои устройства в конце 1990-х годов, когда этот стандарт доказал свою эффективность для тестирования и программирования.
• С начала 2000-х годов JTAG стал широко использоваться в большинстве микроконтроллеров и процессоров для программирования и отладки.
2. SPI (1979):
• SPI был разработан компанией Motorola в 1979 году для связи между микроконтроллерами и периферийными устройствами. Интерфейс быстро стал популярным благодаря своей высокой скорости и простоте реализации.
• К 1990-м годам SPI стал стандартом для программирования памяти (например, EEPROM и флеш-памяти) и обмена данными с периферийными устройствами (датчики, дисплеи и т. д.).
• В большинстве микроконтроллеров поддержка SPI стала стандартом с середины 1990-х годов, хотя обязательной она не является — производители включают его в зависимости от нужд устройства.
3. UART (1960-е):
• UART — один из старейших интерфейсов передачи данных, разработанный в 1960-х годах для использования в телекоммуникационных устройствах и компьютерах. Встроенные микроконтроллеры начали активно использовать UART в 1980-х годах для программирования и отладки, а также для связи с периферийными устройствами.
• UART стал стандартным интерфейсом в микроконтроллерах и встроенных системах к 1990-м годам. Он широко используется и сегодня в устройствах, где требуется простая и надёжная последовательная связь.

Обязательная поддержка:

• Нет законодательства, требующего обязательной поддержки этих интерфейсов для всех типов микросхем. Однако с развитием технологий и увеличением сложности электронных устройств, производители микроконтроллеров и чипов стали включать поддержку таких интерфейсов, как JTAG, SPI и UART, как стандартную функциональность.
• Эти интерфейсы предоставляют возможности для тестирования, отладки и обновления прошивки, что делает их важными для развития промышленности. В настоящее время почти все микроконтроллеры и микропроцессоры поддерживают один или несколько из этих интерфейсов, поскольку это обеспечивает гибкость для разработчиков и производителей.

Таким образом, внедрение поддержки этих интерфейсов началось в 1990-х годах и стало широко распространённым к 2000-м годам. Однако их поддержка не была установлена обязательной по какому-то нормативному акту или стандарту — это скорее промышленная практика и стандарт де-факто.

Выводы:

1. Присмотритесь к своему роботу-пылесосу.
2. Если вы майните - не надо бахвалиться, что фермы находятся под вашим контролем.
3. Телефон держите поближе к голове - всегда.
4. Ваш роутер может следить за соседями.
5. Электромобиль - это пугалка для бабушек.
6. А вообще то до повсеместного распространения цифровых технологий, в схемотехнике было такое понятие, как "закладка". Это когда на уровне разработчика в схему устройства либо в микросхему закладывается возможность по радиосигналу извне, либо по определенной комбинации напряжений на входе, поменять функционал схемы. Предназначение этих "закладок" - [около]военное, естественно.

Всем долгих лет и здоровья!