KA_IX

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嵌入式开发的JTAG、SWD、Jlink、Ulink、STlink

2020-12-30 13:51:20 显示全部楼层
搞嵌入式开发和ARM开发搞了半辈子了,调试程序是不可避免的。接触了那么多的调试规范、调试工具、调试手段,彼此之间的关系却也不是特别清楚,今天就来捋一捋:
JTAG协议
JTAG(Joint Test Action Group,联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容),主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议,如ARM、DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线:TMS、 TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。 相关JTAG引脚的定义为:
· TMS:测试模式选择,TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式;
· TCK:测试时钟输入;
· TDI:测试数据输入,数据通过TDI引脚输入JTAG接口;
· TDO:测试数据输出,数据通过TDO引 脚从JTAG接口输出;
JTAG协议在定义时,由于当时的计算机(PC机)普遍带有并口,因而在连接计算机端是定义使用的并口。而计算机到了今天,不要说笔记本电脑,现在台式计算机上面有并口的都很少了,取而代之的是越来越多的USB接口。所以,目前市场上已经很少看到它的身影了。

SWD接口
串行调试(Serial Wire Debug),应该可以算是一种和JTAG不同的调试模式,使用的调试协议也应该不一样,所以最直接的体现在调试接口上,与JTAG的20个引脚相比,SWD只需要4个(或者5个)引脚,结构简单,但是使用范围没有JTAG广泛,主流调试器上也是后来才加的SWD调试模式。
SWD和传统的调试方式区别:
· SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大数据量的情况下面JTAG下载程序会失败,但是SWD发生的几率会小很多。基本使用JTAG仿真模式的情况下是可以直接使用SWD模式的,只要你的仿真器支持,所以推荐大家使用这个模式。
· 在大家GPIO刚好缺一个的时候,可以使用SWD仿真,这种模式支持更少的引脚。
· 在大家板子的体积有限的时候推荐使用SWD模式,它需要的引脚少,当然需要的PCB空间就小啦!比如你可以选择一个很小的2.54间距的5芯端子做仿真接口。

RDI接口
远程调试接口(Remote Debug Interface),是ARM公司提出的标准调试接口,主要用于ARM芯片的仿真,由于各个IDE厂商使用的调试接口各自独立,硬件无法进行跨平台的调试。现在众多的IDE厂家都逐步采用标准RDI作为ARM仿真器的调试接口,因此使跨平台的硬件调试成为可能。EasyJTAG由于使用标准RDI调试接口,因此在任何使用标准RDI接口的IDE调试环境中都可以使用,例如ARM公司的ADS1.2/IAR公司的EWARM 3.30 。
JLink仿真器
J-Link是德国SEGGER公司推出基于JTAG的仿真器。简单地说,是给一个JTAG协议转换盒,即一个小型USB到JTAG的转换盒,其连接到计算机用的是USB接口,而到目标板内部用的还是jtag协议。它完成了一个从软件到硬件转换的工作。
JLINK是一个通用的开发工具,可以用于KEIL、IAR、ADS 等平台。速度,效率,功能都很好,据说是众多仿真器里最强悍的。

ULink仿真器
ULINK是ARM/KEIL公司推出的仿真器,目前网上可找到的是其升级版本,ULINK2和ULINK Pro仿真器。ULINK/ULINK2可以配合Keil软件实现仿真功能,并且仅可以在Keil软件上使用,增加了串行调试(SWD)支持,返回时钟支持和实时代理等功能。开发工程师通过结合使用RealView MDK的调试器和ULINK2,可以方便的在目标硬件上进行片上调试(使用on-chip JTAG,SWD和OCDS)、Flash编程。
但是要注意的是,ULINK是KEIL公司开发的仿真器,专用于KEIL平台下使用,ADS、IAR下不能使用。


ST-Link仿真器
ST-LINK是专门针对意法半导体STM8和STM32系列芯片的仿真器。ST-LINK /V2指定的SWIM标准接口和JTAG / SWD标准接口,其主要功能有:
· 编程功能:可烧写FLASH ROM、EEPROM、AFR等;
仿真功能:支持全速运行、单步调试、断点调试等各种调试方法,可查看IO状态,变量数据等;
仿真性能:采用USB2.0接口进行仿真调试,单步调试,断点调试,反应速度快;
· 编程性能:采用USB2.0接口,进行SWIM / JTAG / SWD下载,下载速度快;

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moyanming2013

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SnailWillow

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SnailWillow 2021-1-9 12:58:29 显示全部楼层
个人见解: 调试接口种类还可以稍微再补齐一些,比如SWO 等等 ; 调试工具种类也可以再补齐介绍,比如 CMSIS-DAP 等等 。这样形成一篇 ARM M内核MCU 调试工具百科全书。
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