Micronucleus - это USB bootloader (загрузчик), разработанный для микроконтроллеров AVR ATtiny85. Используется минимальная поддержка интерфейса USB (для экономии места под код) на основе библиотеки V-USB, кроссплатформенная утилита загрузки (ПО хоста, которая передает прошивку в загрузчик), основанная на libusb. Предприняты все возможные усилия по уменьшению размера загрузчика, который занимает в последнем релизе примерно 2 килобайта. При помощи использования механизма tinyvector, разработанного Embedded Creations в своем проекте USBaspLoader-tiny85 в комбинации с упрощенной реализацией bootloadHID от Objective Development и уникальному протоколу USB, Micronucleus на момент написания этой документации был самым маленьким USB-загрузчиком для ATtiny85. В этой статье приведен перевод оригинальной документации [1].

Micronucleus добавляет в приложение пользователя маленькую задержку в обработку прерывания по изменению лог. уровня порта (Pin Change interrupt), но эта задержка достаточно мала, чтобы не мешать работе приложений V-USB. После прошивки программы загрузчика можно применить программатор ISP или HVSP, чтобы запретить работу вывода сброса, что дает в распоряжение пользователя дополнительную ножку GPIO и еще один канал ADC! После того, как фьюзами запретите функцию вывода сброса (reset pin перестанет сбрасывать микроконтроллер), Вы потеряете возможность перепрошивать микроконтроллер программаторами ISP (однако HVSP программатор все равно можно использовать), но это не составит проблемы, потому что мы сделали специальную программу для обновления загрузчика ('upgrade' program). Эта Upgrade-программа принимает скомпилированный HEX-файл программы загрузчика и упаковывает его в программу AVR. Вы выгружаете 'upgrade' программу через уже имеющийся в памяти загрузчик (это может быть как Micronucleus, так и любой другой загрузчик), или через программатор ISP (если не запрещен вывод сброса), или через программатор HVSP, и после того, как upgrade-программа запустится, она перезапишет загрузчик, установит свою собственную таблицу векторов прерываний, и затем перезапустит микроконтроллер уже под управлением обновленного загрузчика. Таким способом пользователи могут поменять свой загрузчик, в котором обнаружены ошибки, или если понадобилась другая конфигурация запуска загрузчика (версия с перемычкой, которой не нужны специальные утилиты программирования).

Микроконтроллер ATtiny85 не имеет на борту никакой аппаратной поддержки загрузчика (в отличие от многих моделей микроконтроллеров серий AVR mega), загрузчик ничем не защищен от случайной перезаписи - например, ошибочно написанным кодом приложения. Мы рекомендуем использовать самопрограммирование в программе пользователя с очень большой осторожностью, потому что это потенциально может привести к порче системы загрузки и получению "брикнутого" микроконтроллера (который можно восстановить только программатором HVSP).

Сейчас загрузчик Micronucleus используется очень широко - он прошивается в больше чем 40000 устройств Digispark компании Digistump - неофициальное устройство tiny arduino, так что можно быть уверенным в поддержке развития micronucleus и в будущем. Micronucleus также является рекомендуемым загрузчиком для замечательных USB-устройcтв LittleWire [2] от Ihsan Kehribar. Micronucleus может быть успешно загружен в уже существующие устройства LittleWire, если применить 'upgrade'-программу, и поменять таким способом старый загрузчик. Затем можно через уже прошитый загрузчик Micronucleus записать оригинальную программу приложения LittleWire (littlewire firmware) через утилиту командной строки (micronucleus command line upload tool).

[ATtiny85 USB Boot Loader, совместимый с USBasp]

Компания Embedded Creations сделала бутлоадер, похожий на загрузчик Micronucleus [4]. Он занимает больше памяти программ (на момент 141112 объем кода загрузчика 2822 байта памяти FLASH, оставляя 5370 байт под программу пользователя). Достоинство этого загрузчика по сравнению с Micronucleus в том, что он совместим с по протоколу с программатором USBasp, т. е. в качестве утилиты для прошивки можно использовать AVRDUDE - незначительно модифицированной, которая предназначена для работы с загрузчиком USBaspLoader [5] компании Objective Development. Заявляется, что загрузчик вполне работоспособен, но находится в состоянии тестирования (в нем могут быть ошибки).

[Ссылки]

1. Micronucleus site:github.com.
2. Little Wire.
3. Загрузчики (bootloader) для микроконтроллеров AVR.
4. ATtiny85 USB Boot Loader site:embedded-creations.com.
5. AVR-USB-MEGA16: USB bootloader USBasp для микроконтроллера ATmega32.