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FEATURE                                              Receiver Firmware
该独家技术信息由工程师所做




                     JTAG-
                     Interface                                                                                                                      ■ Handelsübliches JTAG-Interface
                                                                                                                                                     für den Parallel-Port. Man kann es
                                                                                                                                                     bei vielen Elektronikversendern
                                                                                                                                                     bestellen.




                                                                     TELE-satellite Magazine
                                                          Business Voucher
                                                                      www.TELE-satellite.info/11/11/jtag
                                                                      Direct Contact to Sales Manager




                      •	Neuprogrammieren	eines	defekten	
                      Receivers
                      •	alle	notwendigen	Informationen	im	
                      Internet	zu	finden
                      •	auch	geeignet	für	andere	Geräte	mit	
                      Flash-Chips
                      •	gut	geeignet,	um	die	Funktion	eines	
                      Receivers	besser	zu	verstehen




214 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1
                                                     1/201 — www.TELE-satellite.com
                                                         1                                                 www.TELE-satellite.com — 10-1
                                                                                                                                       1/201 — TELE-satellite — Global Digital TV Magazine
                                                                                                                                           1                                                 215
FEATURE                Receiver Firmware




Rettung für fehlgeschlagene
Firmware-Updates
Vitor Martins Augusto


   Wer öfters die Firmware von Satelli-                 „Bootloader“ genannt. Die Aufgabe des        kann der Prozessor den Receiver nicht
ten-Receivern aktualisiert, kennt oder                  Bootloader ist es, beim Start des Re-        mehr starten, der Prozessor stürzt ab
fürchtet zwei Probleme: das Aufspielen                  ceivers zu prüfen, ob eine Firmware-         und der Receiver verwandelt sich in
einer falschen und ungeeigneten Firm-                   Aktualisierung vorgenommen werden            einen Ziegelstein, einen Brick. Nichts
ware sowie der unerwartete Stromaus-                    soll und wenn dies nicht der Fall ist, den   geht mehr.
fall während der Aktualisierung. Wenn                   Inhalt des Flash-Speichers in den RAM-         Hier gibt es zwei unterschiedliche
einer dieser Fälle auftritt ist das Resul-              Speicher zu kopieren und dort die Firm-      Situationen: ist der Bootloader noch
tat meist ein „toter“ Receiver, im eng-                 ware zu starten. Dieser Kopiervorgang,       intakt, aber die Firmware nicht mehr
lischen zutreffend „Brick“ (Ziegelstein)                in dem die Firmware vom Flash in den         vorhanden oder korrupt, dann kann
genannt - gut für nichts. Aber halt, es                 RAM-Speicher kopiert (und dabei meist        der Bootloader den Receiver zwar nicht
gibt vielleicht noch eine letzte Mög-                   auch dekomprimiert) wird, ist für die        mehr starten, da er aber auch für die
lichkeit, Firmware aufzuspielen. Näm-                   Wartezeit verantwortlich, die vergeht        Aktualisierung zuständig ist, kann der
lich dann, wenn der Receiver über eine                  bis der Receiver eingeschaltet ist.          Anwender wenigstens durch den Boot-
JTAG-Schnittstelle verfügt. Aber der                      Der Bootloader befindet sich im Flash-     loader die korrekte Firmware erneut
Reihe nach, wie funktioniert überhaupt                  Speicher auf einer bestimmten Adresse        aufspielen. Schlimmer ist es, wenn auch
das Starten eines Receivers?                            (meist in den letzten 64KB, ab &H7FF-        der Bootloader fehlt. Dann funktioniert
   Beim Einschalten startet der Pro-                    FE000). Ist an dieser Adresse kein Pro-      gar nichts mehr. Viele Hersteller bie-
zessor des Receivers ein Programm,                      gramm oder eben ein falsches, dann           ten Aktualisierungen der Firmware an,

■ Innenleben eines handelsüblichen Receivers – Der Pfeil zeigt den JTAG-Stecker, der
Kreis zeigt ein weißes Dreieck, welches PIN1 signalisiert: das JTAG-Interface wird so
eingesteckt, dass der rote Leiter auf diese Seite zeigt




216 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1
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in denen der Bootloader nicht ersetzt                   Receivers einer anderen Marke aufzu-        programmiert ihn extern, wozu jedoch      in vielen Elektronik-Shops kaufen kann.      det sich für einen bestimmten Receiver            Windows Vista und Windows7, beson-
wird, um solchen Problemen vorzubeu-                    spielen, z.B. weil die Hardware identisch   professionelle Hardware zum Entlöten,     Sollte man ein solches JTAG-Interface        relativ einfach über Google die richti-           ders in den 64Bit Versionen, Probleme
gen. Ist der Bootloader erstmal defekt,                 ist. Viele Budget-Receiver basieren auf     Programmieren und erneutem Einlöten       nicht im Handel finden, kann man es          ge JTAG-Belegung, wenn es sich nicht              mit den Tools zur Firmware-Aktualisie-
kann man den Receiver nicht mehr star-                  der gleichen Hardware und der Her-          notwendig ist, oder man hat das Glück,    auch kurzerhand selber bauen, da nur         um den genormten Stecker mit 20 Pins              rung.
ten. Grundsätzlich wäre es also besser,                 steller hat lediglich die Firmware ange-    auf der Platine eine JTAG-Schnittstelle   wenige Widerstände und ein gewöhnli-         handelt.                                             Viele Receiver basieren auf Prozes-
wenn bei jedem Firmware-Update auch                     passt. Es kann daher interessant sein,      zu finden. Die JTAG-Schnittstelle er-     cher 74HC244N Baustein benötigt wer-           Dieses JTAG-Interface wird über den             soren des Herstellers STi. Dies ist bei
der Bootloader neu installiert wird.                    mal die Firmware eines anderen Her-         laubt einen indirekten Zugriff auf den    den. Im Internet kursieren Schemas           Parallel-Port des heimischen Compu-               den meisten Budget-Receivern der Fall.
   Zeigt der Receiver nur noch „8888“                   stellers auszuprobieren. Hierzu muss        Flash-Chip über den Prozessor. Beim       für alle gängigen Receiver, die per JTAG     ters angeschlossen und gesteuert, so              Und gerade für diese Prozessor-Fami-
oder gar nichts mehr an, dann ist die                   jedoch fast immer auch der Bootloader       Einschalten wird der Prozessor in einen   programmiert werden können.                  dass man erst sicherstellen muss, dass            lie gibt es eine tolle Freeware: jKeys.
Firmware-Aktualisierung fehlgeschla-                    aktualisiert werden. Schnell hat man        bestimmten Modus geschaltet, so dass        Das JTAG-Protokoll sieht 6 Leitungen       ein solcher Computer im Haushalt noch             Dieses Tool funktioniert einwandfrei
gen. Spricht der Receiver nicht mehr                    sich vertan und die falsche Firmware        man über ihn den Flash-Chip auslesen,     vor:                                         existiert. Am besten stellt man sich ei-          mit dem JTAG-Interface an der par-
auf eine Aktualisierung durch die seri-                 samt falschem Bootloader aufgespielt.       löschen und programmieren kann.             • TRST • TDO • TDI                         nen ausrangierten Laptop mit Windows              allelen Schnittstelle und erkennt bei
elle Schnittstelle an, dann ist auch der                   Wenn der Receiver mangels korrekter        Damit dies funktioniert, benötigt man     • TCK • TMS • GND                          XP für JTAG-Arbeiten bereit. Ein solcher          aktueller Datenbank automatisch die
Bootloader gelöscht worden und nun                      Firmware und Bootloader nicht mehr          ein JTAG-Interface und entsprechen-         Oftmals benutzen Hersteller einen          Laptop ist allgemein auch ideal, um               meisten STi Prozessoren in gängigen
geht gar nichts mehr.                                   startet, gibt es nur noch zwei Möglich-     de Software. Glücklicherweise ist ein     genormten Stecker mit 20 Pins. Ist dies      Firmware über die serielle Schnittstel-           Receivern. Was jKeys meist nicht auto-
   Fortgeschrittene Anwender versu-                     keiten, den Receiver zu reparieren. Ent-    JTAG-Interface in der Regel sehr ein-     nicht der Fall, gilt es, die richtige Rei-   le aufzuspielen und sollte daher in der           matisch erkennen kann ist der im Re-
chen auch gerne, die Firmware eines                     weder man lötet den Flash-Chip aus und      fach aufgebaut, so dass man es günstig    henfolge zu erraten. Normalerweise fin-      Werkstatt nicht fehlen. Zu oft bereiten           ceiver verbaute Flash-Chip. Es gibt zu
                                                                                                                                                                                                                                             viele verschiedene Flash-Speicherchips
                                                                                                                                                                                                                                             und jeder Hersteller hat verschiedene
                                                                                                                                                                                                                                             Modelle im Angebot; dann muss man
                                                                                                                                    2                                                                                           4            den Hersteller und das Modell vom Chip
                                                                                                                                                                                                                                             ablesen und das entsprechende Daten-
                                                                                                                                                                                                                                             blatt im Internet suchen.
                                                                                                                                                                                                                                                Nehmen wir unser Beispiel eines han-
                                                                                                                                                                                                                                             delsüblichen Receivers. Beim eingebau-
                                                                                                                                                                                                                                             ten Flash-Chip handelt es sich um das
                                                                                                                                                                                                                                             Modell MX 29LV160CTTC. Eine Suche
                                                                                                                                                                                                                                             bei Google listet viele verschiedene
                                                                                                                                                                                                                                             Webseiten. die das entsprechende Da-
                                                                                                                                                                                                                                             tenblatt zur Verfügung stellen. Warum?
                                                                                                                                                                                                                                             Weil es sich um Elektronikgroßhändler
                                                                                                                                                                                                                                             handelt, die für alle Komponenten die
                                                                                                                                                                                                                                             1. Rückseite eines älteren Laptops: Paral-
                                                                                                                                                                                                                                             lel-Port und serielle Schnittstelle waren zu
                                                                                                                                                                                                                                             dieser Zeit noch Standard und werden für
                                                                                                                                                                                                                                             das JTAG-Interace benötigt. Alte Laptops
                                                                                                                                                                                                                                             also nicht verschenken oder wegwerfen:
                                                                                                                                                                                                                                             sie können noch gute Dienste bei Repara-
                                                                                                                                                                                                                                             turarbeiten tun!
                                                                                                                                                                                                                                             2. Unser Arbeitsplatz für die Firmware-
                                                                                                                                                                                                                                             Bearbeitungen mit JTAG
                                                                                                                                                                                                                                             3. Zeigt der Receiver nur noch „8888“ oder
                                                                                                                                                                                                                                             gar nichts mehr an, dann ist die Firmware-
                                                                                                                                                                                                                                             Aktualisierung fehlgeschlagen. Spricht
                                                                                                                                                                                                                                             der Receiver nicht mehr auf eine Aktua-
                                                                                                                                                                                                                                             lisierung durch die serielle Schnittstelle
                                                                                                                                                                                                                                             an, dann ist auch der Bootloader gelöscht
                                                                                                                                                                                                                                             worden.
                                                                                                                                                                                                                                             4. Blick in unseren defekten Musterrecei-
                                                                                                                                                                                                                                             ver: diese Abbildung zeigt unten links den
                                                                                                                                                                                                                                             STi Chip (ein STi5518BVC), sowie den MX
                                                                                                                                                                                                                                             29LV160CTTC-70G Flash Speicher und den
                                                                                                                                                                                                                                             JTAG-Stecker: diese Komponenten findet
                                                                                                                                                                                                                                             man immer nahe beieinander, da die Lei-
                                                                                                                                                                                                                                             tungen aufgrund der hohen Taktfrequenzen
                                                                                                                                                                                                                                             kurz sein müssen


218 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1
                                                     1/201 — www.TELE-satellite.com
                                                         1                                                                                                                                                   www.TELE-satellite.com — 10-1
                                                                                                                                                                                                                                         1/201 — TELE-satellite — Global Digital TV Magazine
                                                                                                                                                                                                                                             1                                                 219
Aktualisierung mit jKeys
                                                                                      entsprechenden Datenblätter anbieten,
                                                                                      damit Interessenten die richtige Kom-
                                                                                      ponente wählen können. Praktisch für
                                                                                      unser Vorhaben!
                                                                                        Aus dem Datenblatt können wir die
                                                                                      relevanten Informationen zum Aufbau
                                                                                      des Chips ablesen. Es interessieren fol-
                                                                                      gende Informationen:

                                                                                        - Größe des Chips, in diesem Fall 2MB
                                                                                        - Aufbau der Speicherbänke
                                                                                        - Ob eventuell vor dem Löschen und
                                                                                      Schreiben ein Schreibschutz gelöscht
                                                                                      werden muss

                                                                                         Diese Informationen geben wir in die
                                                                                      jKeys Definitions-Datei ein. In jKeys.def
                                                                                      suchen wir die Gruppe mit den Flash-
                                                                                      Definitionen und tragen die Datenstruk-
                                                                                      tur des Flashchips ein. Nun können wir
                                                                                      jKeys starten. Vorbeugend sollte man
                                                                                      als erstes den gesamten Flashspeicher
                                                                                      auslesen, was natürlich nur bei einem
                                                                                      funktionierenden Receiver sinnvoll ist.
                                                                                      Dieses Image („Dump“) heben wir uns
                                                                                      auf für den Fall, dass eine zukünftige
                                                                                      Firmware-Aktualisierung nicht erfolg-
                                                                                      reich abläuft.
                                                                                         Falls dies doch passiert, können wir
                                                                                      nun ganz einfach unser Backup-Image
                                                                                      wieder aufspielen. Dafür müssen wir
                                                                                      das jKeys-Flash Menü aufrufen, wozu
                                                                                      ein Reset des Receivers notwendig ist.
                                                                                      In kurzer Reihenfolge schaltet man den
                                                                                      Receiver aus, wieder ein und drückt
                                                                                      gleichzeitig bei jKeys auf OK. Wenn dies
                                                                                      geklappt hat, wird das Programmier-
                                                                                      Menü angezeigt.
                                                                                         Nehmen wir nun an, dass nichts mehr
                                                                                      geht. Als erstes muss man den gesam-
                                                                                      ten Flash löschen. Dieser Vorgang setzt
                                                                                      alle Bits des Flashspeichers auf „1“. Die
                                                                                      Programmierung kann lediglich „1“ in
                                                                                      „0“ umkippen, jedoch nicht umgekehrt.
                                                                                      Dies erklärt auch, warum eine unter-
                                                                                      brochene Aktualisierung immer einen
                                                                                      defekten Receiver zurücklässt: der
                                                                                      Bootloader befindet sich in den letzten
                                                                                      64KB und wird vor dem Flash-Vorgang
                                                                                      gelöscht!
                                                                                         Anschließend wählt man die ge-
                                                                                      wünschte Firmware-Datei aus und pro-
                                                                                      grammiert den Flash-Chip. Viele Recei-
                                                                                      ver auf STi-Basis binden den Flash-Chip
                                                                                      im Adressraum von &H7FE00000 bis
                                                                                      &H7FFFFFFF ein, was genau 2MB ent-
                                                                                      spricht. Ist die Programmierung be-
                                                                                      1. jKeys hat in diesem Fall den Receiver
                                                                                      samt Flash-Chip erkannt, weil die entspre-
                                                                                      chenden Definitionen schon in der Daten-
                                                                                      bank vorhanden sind
                                                                                      2. Auslesen des gesamten Flash-Chips
                                                                                      (Adresse &H7FE00000 bis &H7FFFFFFFF):
                                                                                      es ist immer vorteilhaft bei neuen Recei-
                                                                                      vern ein Backup anzufertigen
                                                                                      3. Um den Modus zur Löschung und Pro-
                                                                                      grammierung des Flash-Chips zu akti-
                                                                                      vieren, muss der Receiver kurz aus- und
                                                                                      eingeschaltet werden


220 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1
                                                     1/201 — www.TELE-satellite.com
                                                         1
endet, schaltet man den Receiver aus,                   programmiert werden. Hier muss man         4. Ist der Modus zur Löschung und Pro-
entfernt das JTAG-Interface und schal-                  die Firmware in einem Hex-Editor öff-      grammierung des Flash-Chips erfolgreich
                                                                                                   aktiviert worden, erscheint dieses Menü
tet den Receiver wieder ein. Dieser soll-               nen und die ersten Bytes löschen, die
                                                                                                   5. Sicherheitsabfrage vor dem Schreibpro-
te sich nun wieder einschalten.                         nicht zur Firmware gehören. Dies klingt    zess des Flash-Chips
   Um sicher zu gehen, dass der Recei-                  schwieriger als es in Wirklichkeit ist.
ver korrekt programmiert ist und nicht                    Erstens muss die Firmware ja genau       wird der Flash-Chip mit einem beson-
mangels falscher Konfigurationen ab-                    so groß sein wie die Kapazität des Flas-   deren Kleber unzugänglich gemacht.
stürzt, empfiehlt es sich, anschließend                 hchips. Ist dieser 2MB (2048KB) groß,      Damit soll vorgebeugt werden, dass
die originale Firmware über die seriel-                 dann darf die Firmware nur genau diese     Hacker Zugriff auf den Inhalt des Flash-
le Schnittstelle aufzuspielen. Der be-                  Größe haben. Daher schneidet man am        chips erlangen können, da dieser wich-
schriebene Vorgang funktioniert mit                     Anfang der Datei die entsprechenden        tige Daten zur Verschlüsselung enthält.
praktisch allen auf dem STi Prozessor                   Bytes einfach raus. Oftmals wird auch         Hat man sich einmal in die Welt des
basierenden Receivern.                                  nur der Bootloader angeboten. Dieser       JTAG eingearbeitet, erscheint dieses
   Aber was macht man, wenn man ei-                     muss an das Ende des Speicherraums         Thema gar nicht mehr so schwierig.
nen Receiver besitzt, der nicht mit ei-                 des Flashchips programmiert werden,        Der große Vorteil besteht darin, mit gu-
nem STi Prozessor ausgestattet ist?                     meist bei &HFFFE000. Es handeln sich       tem Gewissen Firmware aufspielen zu
Dann lohnt sich ein Nachforschen trotz-                 um die letzten 64KB und genau diese        können, denn sollte es doch mal schief
dem: viele Hersteller nutzen eine JTAG-                 Größe muss die Datei mit dem Bootloa-      gehen, kann man mittels JTAG den ori-
Schnittstelle auf der Platine und bieten                der haben. Wird nur der Bootloader pro-    ginalen Zustand des Receivers wieder-
offiziell oder inoffiziell eine JTAG-Soft-              grammiert, funktioniert der Receiver       herstellen.
ware für ihren Receiver an. Mit Goog-                   immer noch nicht, doch zumindest lässt        Kleinere Fachbetriebe im Digital TV
le findet man recht schnell das nötige                  sich die Firmware über den normalen        Bereich können sicherlich vielen Re-
Layout für das JTAG-Interface, sowie                    Weg wieder aufspielen.                     ceivern wieder auf die Sprünge hel-
eine passende Software zum Program-                       Moderne Receiver des gehobenen           fen, denn viele Endbenutzer schaffen
mieren. So kann man durchaus ver-                       Segmentes bieten oftmals keine JTAG-       es doch hin und wieder, die Firmware
schiedene Linux-Receiver mittels JTAG                   Stecker mehr an. Um Problemen mit          falsch aufzuspielen. Das JTAG-Protokoll
programmieren.                                          der Firmware-Aktualisierung aus dem        wird übrigens nicht nur in Digtal-TV-Re-
   Ein anderes Problem besteht darin,                   Wege zu gehen, wird ein anderes Kon-       ceivern eingesetzt, sondern in praktisch
dass viele Benutzer kein Backup der                     zept angewendet: der Receiver verfügt      allen Geräten, in denen ein Prozessor
Firmware haben, um dieses mittels                       über zwei Bootloader. Ein „First Stage     und ein Flash-Chip benutzt werden. So
JTAG auf einem defekten Receiver auf-                   Bootloader“ prüft, ob eine Firmware        kann man mitunter auch Smartphones
zuspielen. Auch hier hat man Möglich-                   aufgespielt werden muss. Ist dies nicht    und andere Geräte nach einer miss-
keiten:                                                 der Fall, wird ein „Second Stage Boot-     glückten Firmware-Aktualisierung noch
   1) Man organisiert sich einen zweiten,               loader“ aufgerufen, der dann wiederum      retten.
funktionierenden Receiver, aus dem                      die Firmware startet. Der Vorteil dieser      Zum Schluss: Sicherheit geht vor!
man die Firmware ausliest                               Methode ist, dass der „First Stage Boot-   Wichtig ist der korrekte Umgang mit
   2) Man sucht im Internet, ob nicht                   loader“ niemals überschrieben wird, so     einem geöffneten Receiver! Denken Sie
schon jemand genau die gesuchte Firm-                   dass der Anwender die Firmware in je-      immer daran, dass Receiver mit integ-
ware anbietet                                           dem Fall erneut aufspielen kann.           riertem Netzteil 220V (außerhalb Euro-
   3) Man extrahiert sich die zu flashen-                 Ganz anders verhalten sich die Her-      pas oft 110V) führen! Es müssen daher
de Firmware auf einer Firmware-Aktua-                   steller von propietären Receivern für      alle vorgesehenen Sicherheitsvorschrif-
lisierung des Herstellers                               PayTV Anbieter. Hier gibt es nicht nur     ten beachtet werden. Schnell kann das
   Bei der letzten Möglichkeit gilt es zu               keinen JTAG-Stecker, dieser wird be-       JTAG-Interface mit den Netzteilbau-
beachten, dass die Datei mit der Firm-                  wusst weggelassen und es werden auch       steinen in Berührung gelangen, was
ware-Aktualisierung oftmals einen so-                   keine JTAG Leiterbahnen vom Prozessor      größeren Schaden hervorrufen könnte.
genannten „Header“ hat, also eine be-                   auf den äußeren Ebenen der Platine ge-     Prüfen Sie daher, ob das JTAG-Interface
stimmte Anzahl von Bytes, die die Datei                 führt, wo der Anwender die JTAG-Ver-       sicher sitzt, bevor der Receiver einge-
beschreiben und nicht auf den Flashchip                 bindungen anzapfen könnte. Weiterhin       schaltet wird.


222 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1
                                                     1/201 — www.TELE-satellite.com
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Jtag

  • 1. FEATURE Receiver Firmware 该独家技术信息由工程师所做 JTAG- Interface ■ Handelsübliches JTAG-Interface für den Parallel-Port. Man kann es bei vielen Elektronikversendern bestellen. TELE-satellite Magazine Business Voucher www.TELE-satellite.info/11/11/jtag Direct Contact to Sales Manager • Neuprogrammieren eines defekten Receivers • alle notwendigen Informationen im Internet zu finden • auch geeignet für andere Geräte mit Flash-Chips • gut geeignet, um die Funktion eines Receivers besser zu verstehen 214 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1 1/201 — www.TELE-satellite.com 1 www.TELE-satellite.com — 10-1 1/201 — TELE-satellite — Global Digital TV Magazine 1 215
  • 2. FEATURE Receiver Firmware Rettung für fehlgeschlagene Firmware-Updates Vitor Martins Augusto Wer öfters die Firmware von Satelli- „Bootloader“ genannt. Die Aufgabe des kann der Prozessor den Receiver nicht ten-Receivern aktualisiert, kennt oder Bootloader ist es, beim Start des Re- mehr starten, der Prozessor stürzt ab fürchtet zwei Probleme: das Aufspielen ceivers zu prüfen, ob eine Firmware- und der Receiver verwandelt sich in einer falschen und ungeeigneten Firm- Aktualisierung vorgenommen werden einen Ziegelstein, einen Brick. Nichts ware sowie der unerwartete Stromaus- soll und wenn dies nicht der Fall ist, den geht mehr. fall während der Aktualisierung. Wenn Inhalt des Flash-Speichers in den RAM- Hier gibt es zwei unterschiedliche einer dieser Fälle auftritt ist das Resul- Speicher zu kopieren und dort die Firm- Situationen: ist der Bootloader noch tat meist ein „toter“ Receiver, im eng- ware zu starten. Dieser Kopiervorgang, intakt, aber die Firmware nicht mehr lischen zutreffend „Brick“ (Ziegelstein) in dem die Firmware vom Flash in den vorhanden oder korrupt, dann kann genannt - gut für nichts. Aber halt, es RAM-Speicher kopiert (und dabei meist der Bootloader den Receiver zwar nicht gibt vielleicht noch eine letzte Mög- auch dekomprimiert) wird, ist für die mehr starten, da er aber auch für die lichkeit, Firmware aufzuspielen. Näm- Wartezeit verantwortlich, die vergeht Aktualisierung zuständig ist, kann der lich dann, wenn der Receiver über eine bis der Receiver eingeschaltet ist. Anwender wenigstens durch den Boot- JTAG-Schnittstelle verfügt. Aber der Der Bootloader befindet sich im Flash- loader die korrekte Firmware erneut Reihe nach, wie funktioniert überhaupt Speicher auf einer bestimmten Adresse aufspielen. Schlimmer ist es, wenn auch das Starten eines Receivers? (meist in den letzten 64KB, ab &H7FF- der Bootloader fehlt. Dann funktioniert Beim Einschalten startet der Pro- FE000). Ist an dieser Adresse kein Pro- gar nichts mehr. Viele Hersteller bie- zessor des Receivers ein Programm, gramm oder eben ein falsches, dann ten Aktualisierungen der Firmware an, ■ Innenleben eines handelsüblichen Receivers – Der Pfeil zeigt den JTAG-Stecker, der Kreis zeigt ein weißes Dreieck, welches PIN1 signalisiert: das JTAG-Interface wird so eingesteckt, dass der rote Leiter auf diese Seite zeigt 216 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1 1/201 — www.TELE-satellite.com 1
  • 3. 1 3 in denen der Bootloader nicht ersetzt Receivers einer anderen Marke aufzu- programmiert ihn extern, wozu jedoch in vielen Elektronik-Shops kaufen kann. det sich für einen bestimmten Receiver Windows Vista und Windows7, beson- wird, um solchen Problemen vorzubeu- spielen, z.B. weil die Hardware identisch professionelle Hardware zum Entlöten, Sollte man ein solches JTAG-Interface relativ einfach über Google die richti- ders in den 64Bit Versionen, Probleme gen. Ist der Bootloader erstmal defekt, ist. Viele Budget-Receiver basieren auf Programmieren und erneutem Einlöten nicht im Handel finden, kann man es ge JTAG-Belegung, wenn es sich nicht mit den Tools zur Firmware-Aktualisie- kann man den Receiver nicht mehr star- der gleichen Hardware und der Her- notwendig ist, oder man hat das Glück, auch kurzerhand selber bauen, da nur um den genormten Stecker mit 20 Pins rung. ten. Grundsätzlich wäre es also besser, steller hat lediglich die Firmware ange- auf der Platine eine JTAG-Schnittstelle wenige Widerstände und ein gewöhnli- handelt. Viele Receiver basieren auf Prozes- wenn bei jedem Firmware-Update auch passt. Es kann daher interessant sein, zu finden. Die JTAG-Schnittstelle er- cher 74HC244N Baustein benötigt wer- Dieses JTAG-Interface wird über den soren des Herstellers STi. Dies ist bei der Bootloader neu installiert wird. mal die Firmware eines anderen Her- laubt einen indirekten Zugriff auf den den. Im Internet kursieren Schemas Parallel-Port des heimischen Compu- den meisten Budget-Receivern der Fall. Zeigt der Receiver nur noch „8888“ stellers auszuprobieren. Hierzu muss Flash-Chip über den Prozessor. Beim für alle gängigen Receiver, die per JTAG ters angeschlossen und gesteuert, so Und gerade für diese Prozessor-Fami- oder gar nichts mehr an, dann ist die jedoch fast immer auch der Bootloader Einschalten wird der Prozessor in einen programmiert werden können. dass man erst sicherstellen muss, dass lie gibt es eine tolle Freeware: jKeys. Firmware-Aktualisierung fehlgeschla- aktualisiert werden. Schnell hat man bestimmten Modus geschaltet, so dass Das JTAG-Protokoll sieht 6 Leitungen ein solcher Computer im Haushalt noch Dieses Tool funktioniert einwandfrei gen. Spricht der Receiver nicht mehr sich vertan und die falsche Firmware man über ihn den Flash-Chip auslesen, vor: existiert. Am besten stellt man sich ei- mit dem JTAG-Interface an der par- auf eine Aktualisierung durch die seri- samt falschem Bootloader aufgespielt. löschen und programmieren kann. • TRST • TDO • TDI nen ausrangierten Laptop mit Windows allelen Schnittstelle und erkennt bei elle Schnittstelle an, dann ist auch der Wenn der Receiver mangels korrekter Damit dies funktioniert, benötigt man • TCK • TMS • GND XP für JTAG-Arbeiten bereit. Ein solcher aktueller Datenbank automatisch die Bootloader gelöscht worden und nun Firmware und Bootloader nicht mehr ein JTAG-Interface und entsprechen- Oftmals benutzen Hersteller einen Laptop ist allgemein auch ideal, um meisten STi Prozessoren in gängigen geht gar nichts mehr. startet, gibt es nur noch zwei Möglich- de Software. Glücklicherweise ist ein genormten Stecker mit 20 Pins. Ist dies Firmware über die serielle Schnittstel- Receivern. Was jKeys meist nicht auto- Fortgeschrittene Anwender versu- keiten, den Receiver zu reparieren. Ent- JTAG-Interface in der Regel sehr ein- nicht der Fall, gilt es, die richtige Rei- le aufzuspielen und sollte daher in der matisch erkennen kann ist der im Re- chen auch gerne, die Firmware eines weder man lötet den Flash-Chip aus und fach aufgebaut, so dass man es günstig henfolge zu erraten. Normalerweise fin- Werkstatt nicht fehlen. Zu oft bereiten ceiver verbaute Flash-Chip. Es gibt zu viele verschiedene Flash-Speicherchips und jeder Hersteller hat verschiedene Modelle im Angebot; dann muss man 2 4 den Hersteller und das Modell vom Chip ablesen und das entsprechende Daten- blatt im Internet suchen. Nehmen wir unser Beispiel eines han- delsüblichen Receivers. Beim eingebau- ten Flash-Chip handelt es sich um das Modell MX 29LV160CTTC. Eine Suche bei Google listet viele verschiedene Webseiten. die das entsprechende Da- tenblatt zur Verfügung stellen. Warum? Weil es sich um Elektronikgroßhändler handelt, die für alle Komponenten die 1. Rückseite eines älteren Laptops: Paral- lel-Port und serielle Schnittstelle waren zu dieser Zeit noch Standard und werden für das JTAG-Interace benötigt. Alte Laptops also nicht verschenken oder wegwerfen: sie können noch gute Dienste bei Repara- turarbeiten tun! 2. Unser Arbeitsplatz für die Firmware- Bearbeitungen mit JTAG 3. Zeigt der Receiver nur noch „8888“ oder gar nichts mehr an, dann ist die Firmware- Aktualisierung fehlgeschlagen. Spricht der Receiver nicht mehr auf eine Aktua- lisierung durch die serielle Schnittstelle an, dann ist auch der Bootloader gelöscht worden. 4. Blick in unseren defekten Musterrecei- ver: diese Abbildung zeigt unten links den STi Chip (ein STi5518BVC), sowie den MX 29LV160CTTC-70G Flash Speicher und den JTAG-Stecker: diese Komponenten findet man immer nahe beieinander, da die Lei- tungen aufgrund der hohen Taktfrequenzen kurz sein müssen 218 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1 1/201 — www.TELE-satellite.com 1 www.TELE-satellite.com — 10-1 1/201 — TELE-satellite — Global Digital TV Magazine 1 219
  • 4. Aktualisierung mit jKeys entsprechenden Datenblätter anbieten, damit Interessenten die richtige Kom- ponente wählen können. Praktisch für unser Vorhaben! Aus dem Datenblatt können wir die relevanten Informationen zum Aufbau des Chips ablesen. Es interessieren fol- gende Informationen: - Größe des Chips, in diesem Fall 2MB - Aufbau der Speicherbänke - Ob eventuell vor dem Löschen und Schreiben ein Schreibschutz gelöscht werden muss Diese Informationen geben wir in die jKeys Definitions-Datei ein. In jKeys.def suchen wir die Gruppe mit den Flash- Definitionen und tragen die Datenstruk- tur des Flashchips ein. Nun können wir jKeys starten. Vorbeugend sollte man als erstes den gesamten Flashspeicher auslesen, was natürlich nur bei einem funktionierenden Receiver sinnvoll ist. Dieses Image („Dump“) heben wir uns auf für den Fall, dass eine zukünftige Firmware-Aktualisierung nicht erfolg- reich abläuft. Falls dies doch passiert, können wir nun ganz einfach unser Backup-Image wieder aufspielen. Dafür müssen wir das jKeys-Flash Menü aufrufen, wozu ein Reset des Receivers notwendig ist. In kurzer Reihenfolge schaltet man den Receiver aus, wieder ein und drückt gleichzeitig bei jKeys auf OK. Wenn dies geklappt hat, wird das Programmier- Menü angezeigt. Nehmen wir nun an, dass nichts mehr geht. Als erstes muss man den gesam- ten Flash löschen. Dieser Vorgang setzt alle Bits des Flashspeichers auf „1“. Die Programmierung kann lediglich „1“ in „0“ umkippen, jedoch nicht umgekehrt. Dies erklärt auch, warum eine unter- brochene Aktualisierung immer einen defekten Receiver zurücklässt: der Bootloader befindet sich in den letzten 64KB und wird vor dem Flash-Vorgang gelöscht! Anschließend wählt man die ge- wünschte Firmware-Datei aus und pro- grammiert den Flash-Chip. Viele Recei- ver auf STi-Basis binden den Flash-Chip im Adressraum von &H7FE00000 bis &H7FFFFFFF ein, was genau 2MB ent- spricht. Ist die Programmierung be- 1. jKeys hat in diesem Fall den Receiver samt Flash-Chip erkannt, weil die entspre- chenden Definitionen schon in der Daten- bank vorhanden sind 2. Auslesen des gesamten Flash-Chips (Adresse &H7FE00000 bis &H7FFFFFFFF): es ist immer vorteilhaft bei neuen Recei- vern ein Backup anzufertigen 3. Um den Modus zur Löschung und Pro- grammierung des Flash-Chips zu akti- vieren, muss der Receiver kurz aus- und eingeschaltet werden 220 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1 1/201 — www.TELE-satellite.com 1
  • 5. endet, schaltet man den Receiver aus, programmiert werden. Hier muss man 4. Ist der Modus zur Löschung und Pro- entfernt das JTAG-Interface und schal- die Firmware in einem Hex-Editor öff- grammierung des Flash-Chips erfolgreich aktiviert worden, erscheint dieses Menü tet den Receiver wieder ein. Dieser soll- nen und die ersten Bytes löschen, die 5. Sicherheitsabfrage vor dem Schreibpro- te sich nun wieder einschalten. nicht zur Firmware gehören. Dies klingt zess des Flash-Chips Um sicher zu gehen, dass der Recei- schwieriger als es in Wirklichkeit ist. ver korrekt programmiert ist und nicht Erstens muss die Firmware ja genau wird der Flash-Chip mit einem beson- mangels falscher Konfigurationen ab- so groß sein wie die Kapazität des Flas- deren Kleber unzugänglich gemacht. stürzt, empfiehlt es sich, anschließend hchips. Ist dieser 2MB (2048KB) groß, Damit soll vorgebeugt werden, dass die originale Firmware über die seriel- dann darf die Firmware nur genau diese Hacker Zugriff auf den Inhalt des Flash- le Schnittstelle aufzuspielen. Der be- Größe haben. Daher schneidet man am chips erlangen können, da dieser wich- schriebene Vorgang funktioniert mit Anfang der Datei die entsprechenden tige Daten zur Verschlüsselung enthält. praktisch allen auf dem STi Prozessor Bytes einfach raus. Oftmals wird auch Hat man sich einmal in die Welt des basierenden Receivern. nur der Bootloader angeboten. Dieser JTAG eingearbeitet, erscheint dieses Aber was macht man, wenn man ei- muss an das Ende des Speicherraums Thema gar nicht mehr so schwierig. nen Receiver besitzt, der nicht mit ei- des Flashchips programmiert werden, Der große Vorteil besteht darin, mit gu- nem STi Prozessor ausgestattet ist? meist bei &HFFFE000. Es handeln sich tem Gewissen Firmware aufspielen zu Dann lohnt sich ein Nachforschen trotz- um die letzten 64KB und genau diese können, denn sollte es doch mal schief dem: viele Hersteller nutzen eine JTAG- Größe muss die Datei mit dem Bootloa- gehen, kann man mittels JTAG den ori- Schnittstelle auf der Platine und bieten der haben. Wird nur der Bootloader pro- ginalen Zustand des Receivers wieder- offiziell oder inoffiziell eine JTAG-Soft- grammiert, funktioniert der Receiver herstellen. ware für ihren Receiver an. Mit Goog- immer noch nicht, doch zumindest lässt Kleinere Fachbetriebe im Digital TV le findet man recht schnell das nötige sich die Firmware über den normalen Bereich können sicherlich vielen Re- Layout für das JTAG-Interface, sowie Weg wieder aufspielen. ceivern wieder auf die Sprünge hel- eine passende Software zum Program- Moderne Receiver des gehobenen fen, denn viele Endbenutzer schaffen mieren. So kann man durchaus ver- Segmentes bieten oftmals keine JTAG- es doch hin und wieder, die Firmware schiedene Linux-Receiver mittels JTAG Stecker mehr an. Um Problemen mit falsch aufzuspielen. Das JTAG-Protokoll programmieren. der Firmware-Aktualisierung aus dem wird übrigens nicht nur in Digtal-TV-Re- Ein anderes Problem besteht darin, Wege zu gehen, wird ein anderes Kon- ceivern eingesetzt, sondern in praktisch dass viele Benutzer kein Backup der zept angewendet: der Receiver verfügt allen Geräten, in denen ein Prozessor Firmware haben, um dieses mittels über zwei Bootloader. Ein „First Stage und ein Flash-Chip benutzt werden. So JTAG auf einem defekten Receiver auf- Bootloader“ prüft, ob eine Firmware kann man mitunter auch Smartphones zuspielen. Auch hier hat man Möglich- aufgespielt werden muss. Ist dies nicht und andere Geräte nach einer miss- keiten: der Fall, wird ein „Second Stage Boot- glückten Firmware-Aktualisierung noch 1) Man organisiert sich einen zweiten, loader“ aufgerufen, der dann wiederum retten. funktionierenden Receiver, aus dem die Firmware startet. Der Vorteil dieser Zum Schluss: Sicherheit geht vor! man die Firmware ausliest Methode ist, dass der „First Stage Boot- Wichtig ist der korrekte Umgang mit 2) Man sucht im Internet, ob nicht loader“ niemals überschrieben wird, so einem geöffneten Receiver! Denken Sie schon jemand genau die gesuchte Firm- dass der Anwender die Firmware in je- immer daran, dass Receiver mit integ- ware anbietet dem Fall erneut aufspielen kann. riertem Netzteil 220V (außerhalb Euro- 3) Man extrahiert sich die zu flashen- Ganz anders verhalten sich die Her- pas oft 110V) führen! Es müssen daher de Firmware auf einer Firmware-Aktua- steller von propietären Receivern für alle vorgesehenen Sicherheitsvorschrif- lisierung des Herstellers PayTV Anbieter. Hier gibt es nicht nur ten beachtet werden. Schnell kann das Bei der letzten Möglichkeit gilt es zu keinen JTAG-Stecker, dieser wird be- JTAG-Interface mit den Netzteilbau- beachten, dass die Datei mit der Firm- wusst weggelassen und es werden auch steinen in Berührung gelangen, was ware-Aktualisierung oftmals einen so- keine JTAG Leiterbahnen vom Prozessor größeren Schaden hervorrufen könnte. genannten „Header“ hat, also eine be- auf den äußeren Ebenen der Platine ge- Prüfen Sie daher, ob das JTAG-Interface stimmte Anzahl von Bytes, die die Datei führt, wo der Anwender die JTAG-Ver- sicher sitzt, bevor der Receiver einge- beschreiben und nicht auf den Flashchip bindungen anzapfen könnte. Weiterhin schaltet wird. 222 TELE-satellite — Global Digital TV Magazine — 10-1 1/201 — www.TELE-satellite.com 1