如今眾多Cortex-M處理器能這么方便調(diào)試，在于有一項(xiàng)基于Arm Cortex-M處理器設(shè)備的CoreSight技術(shù)，該技術(shù)引入了強(qiáng)大的新調(diào)試(Debug)和跟蹤(Trace)功能。

下面就來(lái)重點(diǎn)講講關(guān)于CoreSight中調(diào)試和跟蹤的相關(guān)內(nèi)容。

調(diào)試和跟蹤功能

CoreSight兩個(gè)主要功能就是調(diào)試和跟蹤功能。

1.調(diào)試功能

運(yùn)行處理器的控制，允許啟動(dòng)和停止程序

單步調(diào)試源碼和匯編代碼

在處理器運(yùn)行時(shí)設(shè)置斷點(diǎn)

即時(shí)讀取/寫(xiě)入存儲(chǔ)器內(nèi)容和外設(shè)寄存器

編程內(nèi)部和外部FLASH存儲(chǔ)器

2.跟蹤功能

串行線查看器(SWV)提供程序計(jì)數(shù)器(PC)采樣，數(shù)據(jù)跟蹤，事件跟蹤和儀器跟蹤信息

指令(ETM)跟蹤直接流式傳輸?shù)侥腜C，從而實(shí)現(xiàn)歷史序列的調(diào)試，軟件性能分析和代碼覆蓋率分析

一張圖了解整體內(nèi)容：

JTAG

JTAG是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的接口，用于下載和調(diào)試目標(biāo)處理器上的程序以及許多其他功能。它提供了連接設(shè)備的簡(jiǎn)便方法，并且在所有基于Arm處理器的設(shè)備上都可用。JTAG接口可與基于Cortex-M的設(shè)備一起使用，以訪問(wèn)CoreSight調(diào)試功能。

1.JTAG歷史

JTAG是聯(lián)合測(cè)試工作組(Joint Test Action Group)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是在名為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試訪問(wèn)端口和邊界掃描結(jié)構(gòu)的IEEE的標(biāo)準(zhǔn)1149.1的常用名稱(chēng)。此標(biāo)準(zhǔn)用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)與測(cè)試生產(chǎn)出的印刷電路板功能。

1990年JTAG正式由IEEE的1149.1-1990號(hào)文檔標(biāo)準(zhǔn)化，在1994年，加入了補(bǔ)充文檔對(duì)邊界掃描描述語(yǔ)言(BSDL)進(jìn)行了說(shuō)明。從那時(shí)開(kāi)始，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)被全球的電子企業(yè)廣泛采用，邊界掃描幾乎成為了JTAG的同義詞。

---引用維基百科

2.JTAG接口

JTAG的接口通常是4/5個(gè)接腳接口連到芯片上：

TDI(測(cè)試數(shù)據(jù)輸入)

TDO(測(cè)試數(shù)據(jù)輸出)

TCK(測(cè)試時(shí)鐘)

TMS(測(cè)試模式選擇)

TRST(測(cè)試復(fù)位)可選

SWD串行線調(diào)試

SWD，Serial Wire Debug(串行線調(diào)試)模式是標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口的替代方法，它僅使用兩個(gè)引腳即可提供與JTAG相同的調(diào)試功能，而不會(huì)降低性能，并通過(guò)串行線查看器(SWV)引入了數(shù)據(jù)跟蹤功能。

在JTAG引腳中包含SWD接口引腳，從而允許標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)連接器中使用。引腳包含：

TCLK-SWCLK(串行時(shí)鐘)

TMS-SWDIO(串行數(shù)據(jù)輸入/輸出)

TDO-SWO(串行線輸出-SWV使用)

關(guān)于SWV

SWV：Serial Wire Viewer，串行線查看器

基于Cortex-M3、 M4、 M7的設(shè)備能夠根據(jù)所需信息或分析的類(lèi)型，以多種方式提供高速數(shù)據(jù)跟蹤信息。當(dāng)系統(tǒng)處理器繼續(xù)全速運(yùn)行時(shí)，它通過(guò)SWO引腳傳輸。

可從ITM(儀器跟蹤宏單元)和DWT(數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)和跟蹤)單元獲得信息，其中包括：

PC(程序計(jì)數(shù)器)采樣

顯示CPU周期統(tǒng)計(jì)信息的事件計(jì)數(shù)器

具有定時(shí)統(tǒng)計(jì)信息的異常和中斷執(zhí)行

跟蹤數(shù)據(jù)-用于時(shí)序分析的數(shù)據(jù)讀取和寫(xiě)入

用于簡(jiǎn)單printf樣式調(diào)試的ITM跟蹤信息

可參看我之前的文章《打印輸出教程》。

拓展：下載調(diào)試器

之前給大家分享過(guò)《下載調(diào)試接口 SWD 和 JTAG的區(qū)別》，選擇下載調(diào)試器時(shí)也可以對(duì)比一下二者差異。

支持JTAG和SWD模式的下載調(diào)試器很多，J-Link、 ST-LINK、 ULINK這些大眾化的工具都支持，還有很多小眾的下載調(diào)試器(比如e-Link、 GD-Link等)同樣也支持SWD模式。

那么，我們?cè)撨x擇哪一種呢? 哪一種更香呢?

支持全面的一點(diǎn)的算J-Link了，但正版的價(jià)格，對(duì)于普通個(gè)人來(lái)說(shuō)，有壓力。

有多種版本，算下來(lái)好幾千一個(gè)。

同樣，正版ULINK也和J-Link一樣，價(jià)格上千。當(dāng)然，很多人買(mǎi)到的ULINK和J-Link都是盜版。

相比ULINK和J-Link而言，正版的ST-Link價(jià)格就很劃算，一個(gè)正版ST-Link V2才兩三百，但缺點(diǎn)就是只能針對(duì)STM8/32使用。

原文標(biāo)題：ARM基礎(chǔ)教程 | ARM Cortex-M的調(diào)試和跟蹤技術(shù)

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審核編輯：湯梓紅