JTAGSWDJLink等 介紹

1、stm32 JTAG和SWD的使用區(qū)別搞嵌入式開發(fā)和ARM開發(fā)搞了半輩子了，調試程序是不可避免的。接觸了那么多的調試規(guī)范、調試工具、調試手段，彼此之間的關系卻也不是特別清楚，今天就來捋一捋：JTAG協(xié)議JTAG（Joint Test Action Group，聯(lián)合測試行動小組）是一種國際標準測試協(xié)議（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片內部測試?，F(xiàn)在多數(shù)的高級器件都支持JTAG協(xié)議，如ARM、DSP、FPGA器件等。標準的JTAG接口是4線：TMS、 TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。 相關JTAG引腳的定義為： TMS：測試模式選擇，TMS用來設置JT

2、AG接口處于某種特定的測試模式； TCK：測試時鐘輸入； TDI：測試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過TDI引腳輸入JTAG接口； TDO：測試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過TDO引 腳從JTAG接口輸出；JTAG協(xié)議在定義時，由于當時的計算機（PC機）普遍帶有并口，因而在連接計算機端是定義使用的并口。而計算機到了今天，不要說筆記本電腦，現(xiàn)在臺式計算機上面有并口的都很少了，取而代之的是越來越多的USB接口。所以，目前市場上已經(jīng)很少看到它的身影了。SWD接口串行調試（Serial Wire Debug），應該可以算是一種和JTAG不同的調試模式，使用的調試協(xié)議也應該不一樣，所以最直接的體現(xiàn)在調試接口上，與JTAG的20個

3、引腳相比，SWD只需要4個（或者5個）引腳，結構簡單，但是使用范圍沒有JTAG廣泛，主流調試器上也是后來才加的SWD調試模式。SWD和傳統(tǒng)的調試方式區(qū)別： SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大數(shù)據(jù)量的情況下面JTAG下載程序會失敗，但是SWD發(fā)生的幾率會小很多?；臼褂肑TAG仿真模式的情況下是可以直接使用SWD模式的，只要你的仿真器支持，所以推薦大家使用這個模式。 在大家GPIO剛好缺一個的時候，可以使用SWD仿真，這種模式支持更少的引腳。 在大家板子的體積有限的時候推薦使用SWD模式，它需要的引腳少，當然需要的PCB空間就小啦！比如你可以選擇一個很小的2.54間距的5芯端子做仿

4、真接口。RDI接口遠程調試接口（Remote Debug Interface），是ARM公司提出的標準調試接口，主要用于ARM芯片的仿真，由于各個IDE廠商使用的調試接口各自獨立，硬件無法進行跨平臺的調試?，F(xiàn)在眾多的IDE廠家都逐步采用標準RDI作為ARM仿真器的調試接口，因此使跨平臺的硬件調試成為可能。EasyJTAG由于使用標準RDI調試接口，因此在任何使用標準RDI接口的IDE調試環(huán)境中都可以使用，例如ARM公司的ADS1.2/IAR公司的EWARM 3.30 。JLink仿真器J-Link是德國SEGGER公司推出基于JTAG的仿真器。簡單地說，是給一個JTAG協(xié)議轉換盒，即一個小型U

5、SB到JTAG的轉換盒，其連接到計算機用的是USB接口，而到目標板內部用的還是jtag協(xié)議。它完成了一個從軟件到硬件轉換的工作。JLINK是一個通用的開發(fā)工具，可以用于KEIL、IAR、ADS 等平臺。速度，效率，功能都很好，據(jù)說是眾多仿真器里最強悍的。ULink仿真器ULINK是ARM/KEIL公司推出的仿真器，目前網(wǎng)上可找到的是其升級版本，ULINK2和ULINK Pro仿真器。ULINK/ULINK2可以配合Keil軟件實現(xiàn)仿真功能，并且僅可以在Keil軟件上使用，增加了串行調試（SWD）支持，返回時鐘支持和實時代理等功能。開發(fā)工程師通過結合使用RealView MDK的調試器和ULIN

6、K2，可以方便的在目標硬件上進行片上調試（使用on-chip JTAG，SWD和OCDS）、Flash編程。但是要注意的是，ULINK是KEIL公司開發(fā)的仿真器，專用于KEIL平臺下使用，ADS、IAR下不能使用。ST-Link仿真器ST-LINK是專門針對意法半導體STM8和STM32系列芯片的仿真器。ST-LINK /V2指定的SWIM標準接口和JTAG / SWD標準接口，其主要功能有： 編程功能：可燒寫FLASH ROM、EEPROM、AFR等； 仿真功能：支持全速運行、單步調試、斷點調試等各種調試方法，可查看IO狀態(tài)，變量數(shù)據(jù)等； 仿真性能：采用USB2.0接口進行仿真調試，單步調試

7、，斷點調試，反應速度快； 編程性能：采用USB2.0接口，進行SWIM / JTAG / SWD下載，下載速度快；CMSISARM Cortex 微控制器軟件接口標準(CMSIS：Cortex Microcontroller Software Interface Standard) 是 Cortex-M 處理器系列的與供應商無關的硬件抽象層（英文原文為：a vendor-independent hardware abstraction layer for the Cortex-M processor series and defines generic tool interfaces來自ARM

8、官方定義）。 使用CMSIS，可以為處理器和外設實現(xiàn)一致且簡單的軟件接口，從而簡化軟件的重用、縮短微控制器新開發(fā)人員的學習過程，并縮短新設備的上市時間。軟件的創(chuàng)建被嵌入式行業(yè)公認為主要成本系數(shù)。通過在所有Cortex-M 芯片供應商產(chǎn)品中標準化軟件接口，這一成本會明顯降低，尤其是在創(chuàng)建新項目或將現(xiàn)有軟件遷移到新設備時。最新版本的CMSIS為4.5。CMSIS是ARM公司與多家不同的芯片和軟件供應商一起緊密合作定義的，提供了內核與外設、實時操作系統(tǒng)和中間設備之間的通用接口。CMSIS軟件層次CMSIS可以分為多個軟件層次，分別由ARM公司、芯片供應商提供。其中ARM提供了下列部分，可用于多種編譯

9、器： 內核設備訪問層：包含了用來訪問內核的寄存器設備的名稱定義，地址定義和助手函數(shù)。同時也為RTOS(實時操作系統(tǒng))定義了獨立于微控制器的接口，該接口包括調試通道定義。 中間設備訪問層：為軟件提供了訪問外設的通用方法。芯片供應商應當修改中間設備訪問層，以適應中間設備組件用到的微控制器上的外設。目前中間設備訪問層仍處于開發(fā)過程中，本文不做詳述。 芯片供應商擴展下列軟件層： 微控制器外設訪問層：提供片上所有外設的定義。 外設的訪問函數(shù)(可選)：為外設提供額外的助手函數(shù)。CMSIS為Cortex-Mx微控制器系統(tǒng)定義了： 訪問外設寄存器的通用方法和定義異常向量的通用方法。 內核設備的寄存器名稱和內核

10、異常向量的名稱。 獨立于微控制器的RTOS接口，帶調試通道。 中間設備組件接口(TCP/IP協(xié)議棧，閃存文件系統(tǒng))。CMSIS包含的組件1、外圍寄存器和中斷定義： 適用于設備寄存器和中斷的一致接口2、內核外設函數(shù)：特定處理器功能和內核外設的訪問函數(shù)3、DSP 庫：優(yōu)化的信號處理算法，并為 SIMD 指令提供Cortex-M4 支持4、系統(tǒng)視圖說明(SVD)：描述設備外設和中斷的XML 文件。該標準完全可擴展，可確保其適合于所有 Cortex-M處理器系列微控制器，從最小的8 KB 設備到具有復雜通信外設（如以太網(wǎng)或USB）的設備。（內核外設函數(shù)的內存要求少于1 KB 代碼，少于10 字節(jié)RAM

11、）。基于CMSIS應用程序的基本結構CMSIS-外設訪問層的文件基于CMSIS應用程序的基本結構獨立于編譯器的文件： Cortex-M3內核及其設備文件(core_cm3.h + core_cm3.c) 訪問Cortex-M3內核及其設備：NVIC，SysTick等 訪問Cortex-M3的CPU寄存器和內核外設的函數(shù) 微控制器專用頭文件(device.h) 指定中斷號碼(與啟動文件一致) 外設寄存器定義(寄存器的基地址和布局) 控制微控制器其他特有的功能的函數(shù)(可選) 微控制器專用系統(tǒng)文件(system_device.c) 函數(shù)SystemInit，用來初始化微控制器 函數(shù)Sysem_Ext

12、MemCtl，用來配置外部存儲器控制器。它位于文件startup_stm32f10x_xx.s /.c，在跳轉到main前調用SystemFrequncy，該值代表系統(tǒng)時鐘頻率 微控制器的其他功能(可選)編譯器供應商+微控制器專用啟動文件 編譯器啟動代碼(匯編或者C)(startup_device.s) 微控制器專用的中斷處理程序列表(與頭文件一致) 弱定義(Weak)的中斷處理程序默認函數(shù)(可以被用戶代碼覆蓋)ispISP，即In-System Programming，在線編程。具有ISP功能的單片機芯片，可以通過簡單的下載線直接在電路板上給芯片寫入或者擦除程序，并且支持在線調試。ISP（In-System Programming）在系統(tǒng)可編程，指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，而不需要從電路板上取下器件，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。ISP技術是未來發(fā)展方向。ISP的工作原理ISP 的實現(xiàn)相對要簡單一些，一般通用做法是內部的存儲器可以由上位機的軟件通過串